Hans Ragnar Gislerød 1 Alger er over alt Patil, 2006
Alger: Makroalger Mikroalger Mikroalger: Autotrofe fotosyntese Mixotrofe Hetrotrofe fermentering 2
40.000 kjente arter Mikroalger Noen få1000 stranger er i ulike samlinger Bare noen få hundre har blitt undersøkt for kjemisk innhold og bare en handfull har blitt dyrket for industrielle formål. (Olaozola 2003, Biomolecular Engineering 20, 459-466 & Moore 2001, EMBO reports 21, 462-464) Virkelig antall mikroalger er estimert til 2-10 millioner. (Steininger 1996, Klieine Senckenberg-Reihe 22, 55 Seiten) 3 Patil, 2006
Ocean Biomass Production Phytoplankton Fishery Resources "Norwegian Waters" Zooplankton 0.04 % (40 mill t.) 94.3% (100 bill. t.) Global Fishery Resources 4.8 % (5 bill. t.) 0.94 % (1 bill. t.) Source: Field et al. (1998): Science, vol 281 Longhurst et al. (1995) : J.Plankt Res, vol 17 4 Ø. Lie, 2012
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP 5 The central role of micro-algae in mariculture (Brown et al., 1989).
Reaktor for dyrking av mikroalger 6
Produksjon av mikroalger 7 Algatech, Negev desert in Israel Ökologische Produkte Altmark GmbH, Klötze (Germany)
8 Næringsstoffer N, P etc Ulike typer avløpsvann etc Dyrking av mikroalger Using photosynthetic bioreactors to grow biomass to increase production of renewable bio-energy, remove nutrients and remove CO 2 at wastewater treatment plants Lys Fotobioreaktor CO 2 - gass Alger En kg tørrstoff av alger fjerner: 1.9 kg CO 2 80 g N 13 g P
9 Prosjekter Innovasjonssamverkan kring utveckling av NORdisk OSTRONodling (NORD-OSTRON). Interreg-prosjekt i samarbeide med Universitet i Göteborg og Skjellsentret i Danmark Effect of environmental factors on PUFA content and genetic response in microalgae. PhD-student Using photosynthetic bioreactors to grow biomass to increase production of renewable bio-energy, remove nutrients and remove CO 2 at wastewater treatment plants. NFR-prosjekt (IPN) med BioWater som prosjektleder. Samarbeide med University of South Florida Use of solar energy for CO2 capture, algae cultivation and hydrogen roduction. Samarbeide med Bioforsk (prosjektleder) og Ben-Gurion University, Israel Under etablering norsk mikroalgeproduksjon i Kristiansen Gartneri i samarbeide med UiA, EWOS og Innovasjon Norge. Det arbeides med en videre finansiering i regi av NFR og flere samarbeidspartnere
10 Forskning - produksjon Nannochloropsis oceanica. Tre temperaturer. Ved å optimalisere naturlig- og tilleggslys kom vi opp i 0.8 g l ¹dag ¹ Opt. temp 25 ⁰C Mål: 100g m ²dag ¹ Må da ha: Ca 120 l væske m ² På årsbasis 5-50 kg m ² avhengig av alge Sandnes et al., 2005
11 Forskning publisering - industri Veksthusmiljøet ved UMB har tradisjon for samarbeide med industri og internasjonale forskningsmiljøer. Dette er et anerkjent fagmiljø med betydelig internasjonal og nasjonal publisering Veksthusmiljøet ved UMB tok opp forskning på mikroalger for vel 10 år siden og har lagt vekt på oppbygging av kompetanse J.M. Sandnes, T. Kallqvist2, D. Wenner, H.R. Gislerød, 2005. Combined influence of light and temperature on growth rates of Nannochloropsis oceanica: linking cellular responses to large-scale biomass production. Journal of Applied Phycology 17: 515 525 V. Patil, T. Kallqvist, E. Olsen, G. Vogt,H. R. Gislerød,2007 Fatty acid composition of 12 microalgae for possible use in aquaculture feed. Aquacult Int (2007) 15:1 9 V. Patil, K-Q. Tran, H. R. Giselrød, 2008. Towards Sustainable Production of Biofuels from Microalgae. Int. J. Mol. Sci. 9: 1188-1195. E. Lourie, E. Gjengedal, 2011. Metal sorption by peat and algae treated peat: Kinetics and factors affecting the proces. ScienceDirect Chemosphere
Markedssegmenter i bio-økonomien Mat Akvakultur Prosessindustri 12 Pharma Kosmetikk Miljø Energi Biomaterialer
13 Product group Product RetaiIsotopesl value (U.S $x10 6 ) Development Biomass Health food 1,250-2,500 Growing Functional food 800 Growing Feed additive 300 Fast-growing Aquaculture 700 Fast-growing Soil conditioner Promising Coloring substances Astaxanthin <150 Starting Phycocyanin >10 Stagnant Phycoerythrin >2 Stagnant Antioxidants Β-Carotene >280 Promising Tocopherol Antioxidant extract (CO 2 ) 100-150 Stagnant ARA 20 Growing DHA 1,500 Fast-growing PUFA extract 10 Special products Toxin 1-3 Isotopes >5 APPl Microbiol Biotechnol (2004) 65: 635-648
Testalger: Nannochloropsis oceania Isochrysis galbana Phaeodactylum tricornutum Problemstilling: Alger som fiskefôr Behov for nye råvarer I fiskefôr som delvis erstatning for fiskeolje og fiskemjøl Resultater: 14 Alger er framtidig aktuell kilde for essensielle fettsyrer (n-6) og aminosyrer Fordøyeligheten av næringsstoffer varierer mellom algearter Phaeodactylum tricornutum viste høyest fordøyelighet av protein og fett Behandlingsmetode etter dyrking er viktig for utnyttelse av næringsstoffene Resultatene viser gode muligheter for alger som næringskilder i framtidas fiskefôr Skrede et al., 2011
15 Bio-økonomi Veksthusproduksjon trenger en omsetning per m² og år på kr 700-3000 avhengig av kultur Markedspris for tørr algemasse kr 200-15 000 avhengig av alge og kvalitet Produksjon m²/år: 5-50 kg Dette gir en omsetning på kr 1000 / m² og oppover Skal alger produseres til Bio-disel må prisen ned på kr 1-5 /kg tørrstoff. Mest kostnadseffektive produksjon i åpne dammer er på ca kr 20/kg i områder med stabil temperatur på ca 25 ⁰C Konklusjon: Produksjon i sentral og Nord-Europa må henvende seg til markeder som kan betale en pris som kan konkurrere med annen produksjon i veksthus