Taredyrking Muligheter, utfordringer og suksessfaktorer Forskningsleder Aleksander Handå SINTEF Fiskeri og havbruk Norsk Senter for Tang og Tare Teknologi 1
Presentasjon Norsk senter for tang- og tareteknologi Verdikjede og produkter Hvordan dyrker vi og hva er potensialet? Arealbruk, har vi plass? Suksessfaktorer for industriell dyrking
3
Arealbruk versus produksjon 30 25 20 15 10 5 0 Produksjon av biomasse (tonn ts/ha) 26 2,3 4,1 4,2 5,1 Soybean Wheat Rice Maize Seaweed ~ 1 hektar 1 Ha taredyrking kan gi: 170 tonn våtvekt 26 tonn tørrstoff 15 tonn karbohydrater 3.8 tonn proteiner 5100 Nm 3 metangass Binde 66 tonn CO 2 4
Norsk senter for tang og tareteknologi 2011 Mål: Etablere en kunnskapsplattform for industriell dyrking, høsting, prosessering og bruk av tang og tare i Norge Dyrkingsbiologi Dyrkingsteknologi Prosesseringsteknologi
Verdikjede for taredyrking Kimplanteproduksjon Dyrking i Sjø Høsting Forbehandling, Lagring Prosessering Distribusjon Marked Globalt dyrkes det årlig rundt 26 millioner tonn Volum Produktgrupper etter volumverdi Farmasi Helsekost Bioaktive kjemikalier Næringsmidler Mat Fôr-ingredienser Gjødsel Bioenergi Platform kjemikalier PS: Verdikjede for biorafineri: ~300 Mrd $ innen 2020 (The World Economic Forum ) 6
Dyrking av sukkertare (Saccharina latissima) Step 1: Induction of sorus (6-12 weeks) Step 2: Dehydration and spore release (24 h) Gametophyte cultures Step 3: Spraying and incubation (~ 2 months) Forbord, S. et al. 2012. Development of Saccharina latissima (Phaeophyceae) kelp hatcheries with year-round production of zoospores and juvenile sporophytes on culture ropes for kelp aquaculture. Journal of Applied Phycology, 24 (3), 393-399. 7
Seaweed Energy Solutions, Frøya 8
DKNVS/NTVA Scenario: "Verdiskaping basert på produktive hav i 2050" 600 Milliarder kroner 500 400 300 200 100 High productive sea areas Marine algae New species Equipment and feed Marine ingredients Salmon farming 0 1999 2010 2030 2050 Fisheries Olafsen T. et al. 2012. Verdiskaping basert på produktive hav i 2050. Rapport fra arbeidsgruppe oppnevnt av Det Kongelige Norske Videnskabers Selskap (DKNVS) og Norges Tekniske Vitenskapsakademi (NTVA). ISBN 978-82-7719-074-3
DKNVS/NTVA Scenario: "Verdiskaping basert på produktive hav i 2050" 40 Dyrkes uten: Ferskvann Kunstgjødsel Sprøytemidler Jordbruksareal Omsetning (mrd NOK) 20 Volum (millioner tonn) 1,1 0,2 8 4 2010 2030 2050 Olafsen T. et al. 2012. Verdiskaping basert på produktive hav i 2050. Rapport fra arbeidsgruppe oppnevnt av Det Kongelige Norske Videnskabers Selskap (DKNVS) og Norges Tekniske Vitenskapsakademi (NTVA). ISBN 978-82-7719-074-3
Arealbruk Norges landareal: 307,442 km 2 Norges kystlinje : 103,000 km Norsk territorialsone: 145,500 km 2 20 Mtonn tare <1% av territorialsonen 4000 Arealbruk (Km2) 4000 3500 3000 3000 2500 2400 2000 1500 1000 1180 800 500 0 235 Tare 2030 Tare 2050 Laks 2013 Laks 2030 Laks 2050 Korn 2013 11
Hvor skal vi dyrke tare? Offshore sammen med vindparker og fiskeoppdrett? Høyproduktive områder? Økosystemtjenester i fiskeoppdrett? 12
Offshore sammen med vindparker og fiskeoppdrett? ~25 hektar 4250 tonn sukkertare 380 tonn karbohydrat 95 tonn protein 500 m 500 m
Høyproduktive områder? Modellbasert index for tareproduksjon Hvor mye bidrar antropogent nitrogen til totalen? Hvordan varierer dette med sesong? 14 Broch OJ. et al. Coastal scale dynamics and effects of dissolved nutrients from Norwegian aquaculture. (in prep)
Økosystemtjenester i fiskeoppdrett? Løste næringssalter ( 39-45% N) ( 21-24% P) 15
Ammonium/DIN-fraksjon 16
IMTA med laks og sukkertare Mid-Norway (Bjugn) Sporophyte length (cm) 160 Salmon farm Reference 140 R 2 =0.99 120 R 2 =0.98 100 80 5 m depth 60 40 20 * * * * * * * * * 0 Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Handå et al. submitted Handå, A. et al., Seasonal- and depth-dependent growth of cultivated kelp (Saccharina latissima) in close proximity to salmon (Salmo salar) aquaculture in Norway. Aquaculture 414-415, 191-201.
Vekstrate for sukkertare i IMTA med laks (Feb-Jun) Western Norway (Florø) Fossberg J. et al. Growth and composition of the kelp Saccharina latissima cultivated in salmon-driven IMTA (in prep)
Noen utfordringer Industri: Etterspørsel og pris (ny bioøkonomi) Low-tech teknologi FoU: Stor variasjon i produsert biomasse Stor variasjon i kjemisk sammensetning Miljøinteraksjoner (bentisk, pelagisk, biodiversitet, genetikk) Modellbaserte verktøy for prediksjon og besluttningsstøtte
Og begroing 20 Førde H. et al. Development of bryozoan fouling on cultivated kelp (Saccharina latissima) in Norway (in prep)
21
Bioraffineri (SINTEF Biobased materials 2014-2016) "Biorafinering er bærekraftig prosessering av biomasse til en rekke produkter og energi " Tarebiomasse Ekstraksjon Mat og fôr Karbohydrater Proteiner Mineraler Termokjemisk omdanning Hydrotermiske betingelser Kjemisk omdanning Vannbasert kjemi Biokjemisk omdanning Høy viskositet Biodrivstoff Kjemikalier DHMF (Bis(hydroxmethyl)furan) Polyuretan og polyestere Biodrivstoff Kjemikalier Mat og fôr PS: Verdikjede for biorafineri: ~300 Mrd $ innen 2020 (The World Economic Forum ) 22
www.promac.no Energieffektiv prosessering av makroalger i blå-grønne verdikjeder 23
Fôr fra tang & tare 20 millioner tonn kan vi få inntil 680.000 tonn protein Kan erstatte bruk av norskprodusert korn og import av soyaprotein i fôr Kan reduserte klimagassutslipp fra transport Kan øke selvforsyningen av fôringredienser og bidra til egen matproduksjon 3 000 Protein (1000 tonn) 3000 2 500 2 000 1800 1 500 1 000 500-115 680 330 Tare 2030 Tare 2050 Import av soyaprotein 2013 Proteinbehov oppdrett 2030 Proteinbehov oppdrett 2050 24
Suksessfaktorer for industriell dyrking 1. Etablere kvalitetsindikatorer og kontroll langs hele produksjonskjeden 2. Øke kunnskapen om miljøkrav for optimal kjemisk sammensetning og biomasseproduksjon. 3. Utvikle automatiske/mekaniserte produksjonslinjer for kostnadseffektiv dyrking 4. Identifisere nye produkter og utvikle bioraffineri for helhetlig utnyttelse av biomassen. 25 25
"Taredyrking kan bli et viktig klima- og miljøbidrag som vil bidra positivt til utviklingen av ny bioøkonomi og en bærekraftig havbruksnæring" Takk for oppmerksomheten! 26
Oppsummering Verden trenger fornybare ressurser Matbehov vil øke med 50-70 % de neste 30 årene og FNs klimapanel peker på tilgangen til mat, ferskvann og fornybare ressurser som noen av de største utfordringene vi står ovenfor. Dyrking av havet kan bidra til å løse mange av de utfordringene vi står ovenfor Tare kan brukes til å lage blant annet mat, fôr, kjemikalier, gjødsel og bioenergi Norge trenger ny industri Samfunnet er i endring og verden viser rask evne til omstilling Norge har lang kyst med naturgitte forhold for dyrking av råstoff som kan erstatte oljebaserte produkter Norge kan produsere 4 millioner tonn tare i 2030 og hele 20 millioner tonn i 2050 (DNKVS, 2012) Taredyrking kan danne grunnlaget for en ny Norsk bioøkonomi Taredyrking er i tråd med regjeringens langtidsplan for forskning: tema HAV og KLIMA og MILJØ Taredyrking kan bli en ny bærekraftig næring for framtiden Tare dyrkes uten bruk av ferskvann, kunstgjødsel, sprøytemidler og konkurrerer ikke om landbruksjord. Taredyrking kan bidra til økt egenproduksjon av mat og fôr og gi økt matsikkerhet, samt brukes til fornybar energi Gjenbruk av næringssalter fra lakseoppdrett kan bidra til økosystemtjenester i fiskeoppdrett. Taredyrking kan bidra positivt til utviklingen av en bærekraftig havbruksnæring i Norge. 27
Teknologi for et bedre samfunn 28