Nasjonal mikroalgepilot Mongstad. SIG Microalgae, Tromsø 20.mai 2015 Hans Kleivdal, Univ i Bergen & Uni Research

Transkript

1 Nasjonal mikroalgepilot Mongstad SIG Microalgae, Tromsø 20.mai 2015 Hans Kleivdal, Univ i Bergen & Uni Research

2 Bakgrunn Status for fremdrift nasjonal algepilot Mongstad (NAM) FoU aktiviteter Pågående Muligheter fremover

3 Microalgae for aquafeed CO2Bio ProAlgae IBNN SIG AQUAFEED Tech Centre RCN Infrastructure Roadmap Biotek2021 Struct Lip

4 Optimizing the value chain for aquafeed

5 ProAlgae Reference group Industriell produksjon av marine mikroalger kilde til EPA og DHA rikt råstoff for fiskefôr - grunnlag, kunnskapsstatus og muligheter som

6 price What needs to happen? Capacity building: production Cost reduction speciality bulk volume

7 The main challenges - translated 1. Increase the productivity (ton/ha/year) Biology optimization (g/l/day) Technology optimization reactor material & design 2. Lower the production costs Increase productivity per production unit Reduce OPEX energy consumption during cultivation, harvesting (and drying and lipid extraction if needed) Reduce CAPEX wrt materials 3. Increase the volume Biofuel industry drives technology development and scale

8 Holistic approach to develop a novel value chain for microalgae to aquafeed Algal metabolism Biodiversity Selection Optimization Growth conditions Bioengineering Upscale Production Harvest Dewatering Processing Feed development & formulation Feeding trials Documentation Biological productivity Efficient production Processing Incorporation Optimized formulation A transdisciplinary approach to optimize biological, physical and technological factors that affect the conversion of solar energy into chemical energy and to develop models on how such factors can be utilized in concert to increase the productivity of valuable biomass and high value fatty acids.

9 Microalgae for aquafeed development Cultivation Harvesting Processing Feed component Feed production Dewatering Open cells? Extract? Dry? Oil? Dry meal? Slurry? Pasta? Whole biomass instead of pure oil Minimum processing Value the biomass as a whole Functional properties, stabilize quality Practical aspects wrt different formats Nutrient bioavailability Nutritional value

10 Tekno-økonomisk modell (WU)

11 USD per kg EPA/DHA TEA - sensitivitetsanalyse EPA&DHA (USD/kg) 80,00 70,00 70,13 60,00 55,31 50,00 Base case 40,00 30,00 20,00 39,06 26,68 14,85 11,88 21,34 38,26 30,60 increased PE 60%, Free CO2 & Medium, Reduced Mixing 16% share of EPA/DHA, Free CO2 & Medium, Reduced Mixing 10,00 0,00 Flat Panels Tubular Open Pond Raceway

12 Cost development of EPA&DHA Cost of Fish oil Source:TASA og RUBIN report 210 (Wahren & Mehlin, nov 2011) Refined oil 30% Concentrated oil, 40-70% Concentrated oil, 70-90% Concentrated oil, > 90% Cost Cost (USD per kg (USD per kg) EPA&DHA equivalents) $ Algae Photosyntetic Heterotrophic Algae biomass DW Est prod. Cost (USD per kg) EPA+DHA equivalents DHA equivalents Current production cost Estimated prod cost after optimization 3-4 years , Current production cost Estimated prod cost after optimization 3-4 years - 11,5 11,5 $ With a coordinated approach and focused effort, microalgae EPA and DHA fatty acids can be price competitive with fish

13 Veikart for utvikling av mikroalger til fôr Algal metabolisme Biodiversitet Valg av art Optimialisere Vekst betingelser Bioengineering Oppskalering Høste Avvanne Prosessere Fôr utvikling & formulering Fôringsforsøk Dokumentasjon University of Bergen Uni Research SINTEF F&A University of Tromsø University of Tromsø SINTEF M&C NTNU NUMB UiS CORE NIVA MicroA UiN Bioforsk Nofima Polarfeed Skretting EWOS Biomar NTNU Nasjonalt testsenter - Styrke kapasitet & kunnskap - Koble grunnforskning med industri - Produsere nok alger for optimal utvikling og testing av fôr

14 Nasjonal Algepilot Mongstad Effektmål: - Etablere nasjonal pilotanlegg for utvikling av mikroalger - Fokusert og integrert FoU langs verdikjeden - Styrke&bygge kapasitet og kompetanse innen oppskalering Finansiering: OED, NFD over statsbudsj 6 mill FHF 3 mill Hordaland Fylkeskommune 2 mill NH regionråd 1 mill Univ i Bergen 3 mill + Partnere:

15 NAM prosjektet Hovedmål: 1. Etablere en funksjonell pilotfasilitet for produksjon av optimaliserte fototrofe mikroalger med høyt innhold av DHA/EPA fettsyrer, og i stor nok skala til at algebiomassen kan utvikles til bruk som fôrkomponent til laksefisk. 2. Utarbeide produktivitetsdata og tekno-økonomiske analyser som kan danne et beslutningsgrunnlag for oppskalert produksjon. Delmål 1: Utarbeide spesifikasjon og prosjekteringsplan av pilotanlegget Delmål 2: Oppsetting av bygg og installasjon av prosess- og reaktorsystem Delmål 3: Gjennomføre innkjøring og validering av produksjonsanlegg Delmål 4: Fasilitere forskningsaktivitet på mikroalger for som bidrar til utvikling og demonstrasjon av mikroalger som fôrkomponent.

16 Industriell symbiose

17 NAM plassering ved CO2 TCM

18 Kobling av hele verdikjeden Oppstrøms: Evaluering av lovende algestammer mht robusthet, oppskalering, produksjonsstabilitet over tid. Optimalisering av algebiomassens sammensetning v/metabolsk stress fra ulike dyrkningsbetingelser Optimalisere bioprosess design Produksjon: oppskalert algedyrkning i ulike reaktorsystem med ulike lyskilder, næringskilder, CO2 kilder, varmekilder Nedstrøms: Prosessering av fersk algebiomasse mht biotilgjengelighet av næringsstoff Prosessutvikling/optimalisert åpning av cellene mht EPA&DHA kvalitet Prosessutvikling/optimalisert mht stabilisering av algebiomasse i ulike format og inkludering i fôr for ekstrudering Dokumentasjonsstudier på alle nivå (larver, 150 g, 2 kg)

19 A transdisciplinary approach to optimize biological, physical and technological factors that affect the conversion of solar energy into chemical energy and to develop models on how such factors can be utilized in concert to increase the productivity of valuable biomass and high value fatty acids.

20 EU FP7 MIRACLES Project