Taredyrking som ny norsk n¦ring - .24 forskere innen marin biologi, biokjemi, matematikk , oseanografi

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Taredyrking som ny norsk n¦ring - .24 forskere innen marin biologi, biokjemi, matematikk ,...

Technology for a better society

Silje ForbordSINTEF Fiskeri og havbruk AS

Oslo, 29.01.13

Taredyrking som ny norsk nring

Technology for a better society

Dagens tekst:

Kort presentasjon av SINTEF Eksisterende makroalgeproduksjon Hvorfor dyrke tare i Norge? Biomasseproduksjon

Lab Sj

Kjemiske bestanddeler/biodrivstoff Integrerte multi-trofisk akvakultur (IMTA) Rapporten "Verdiskapning basert p produktive hav i 2050"

Technology for a better society

Organisasjon

Technology for a better society

Marin ressursteknologi

SINTEF Fiskeri og havbruk- Fem avdelinger

Fiskeriteknologi

Prosessteknologi

Havbruksteknologi

Internasjonale prosjekter og rdgivning

Technology for a better society

Marin ressurs teknologi24 forskere innen marin biologi, biokjemi, matematikk, oseanografi og kybernetikk

3 faggrupper: Plankton- og yngelteknologi Marine modellering Anvendt kologi

Technology for a better society

Hva er forskjellen p tang og tare?

Makroalger

Technology for a better society

Produksjon av makroalger globalt

From: Y Lerat, CEVA, F

Technology for a better society

Dyrket vs hstet biomasse

Globalt Europa

Source: Y Lerat, CEVA, F

Produksjon av makroalger er 15.8 million tonn per rHsting av makroalger er 1.1 million tonn per r

Technology for a better society

Makroalgeindustri i NorgeArt Hstet biomasse

(tonn vtvekt per r)Region Bruksomrder Firma

StortareLaminaria hyperborea

130 000 180 000 Rogaland Sr Trndelag

Alginat(7000 tonn)

FMC Biopolymer

GrisetangAscophyllum nodosum

10 000 20 000 Midt-Norge -Troms

Tangmel, ekstrakter (7000 tonn)

Algea

Foto: Mentz Indergaard

konomisk verdi: 1,2 mrd NOK (0,16 billion )

Technology for a better society

Dyrkning pner for nye muligheter og kt anvendelse

En biomasse med stort potensiale 3.generasjons bioenergi Mat Fr Bioaktive hyverdikomponenter Gjdsel

Brekraftig kning i bruk forutsetter dyrket biomasse, spesielt nr store volum kreves

Bioraffineri en forutsetning for lnnsomhet

Seaweed Energy Solutions

SINTEF

Technology for a better society

Makroalgearter i Norge av spesiell interesse for industriell dyrking hurtigvoksende store brunalger (tare)

BUTARE(Alaria esculenta)

BiodrivstoffFrMat

SUKKERTARE(Saccharina latissima)

BiodrivstoffMat

Technology for a better society

Fordeler med makroalgedyrkning langs Norskekysten

Geografi Lang kystlinje Stor konomisk sone: 90.000 km2

480 makroalgearter 205 rde 175 brune 100 grnne

Technology for a better society

Fordeler med makroalgedyrkning langs Norskekysten

Kunnskap og kompetanse Akvakultur (fisk, skjell) Off-shore industri (fisk, olje/gass) Bioteknologi (fykokolloider)

Mulighet for samdyrking med lakseindustri (IMTA)

Design: Mats Heide, SINTEF

Technology for a better society

Tarens livssyklus

Technology for a better society

Produksjon av kimplanter

Technology for a better society

Tarelab I

6-8 mm tau UV-behandlet vann, kontinuerlig

gjennomstrmming 16:8 t lys:mrke regime God vekst, men ikke

plasseffektivt (27 m tau per tank)

Kan settes rett ut i sj

Technology for a better society

Tarelab II

1-2 mm tau UV-behandlet vann, kontinuerlig gjennomstrmming Bobling 16:8 t lys:mrke regime Plasseffektiv, 720 m tau per sylinder M surres rundt breliner ved utsett i sj

Technology for a better society

Gametofyttkulturer

Enkelt oppskaler til industriell skala Korter ned kimplantefase p lab Ndvendig for avlsarbeid Pgende forsk med ulike vekst medium, hormoner og lysintensitet

Technology for a better society

Dyrking i sjanlegg

10 kg m-1 tau etter 4,5 mnd i sj

Technology for a better society

Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep

Spor

ophy

te le

ngth

(cm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160 Aug

R2=0.99

Effekt av utsettstidspunkt p vekst av sukkertare i Midt-Norge

5 m depth

Technology for a better society

Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep

Spor

ophy

te le

ngth

(cm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

AugNov

R2=0.99

R2=0.97

Effekt av utsettstidspunkt p vekst av sukkertare i Midt-Norge

Technology for a better society

Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep

Spor

ophy

te le

ngth

(cm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

AugNovFeb

R2=0.99

R2=0.97

R2=1.0

Effekt av utsettstidspunkt p vekst av sukkertare i Midt-Norge

Technology for a better society

Spo

roph

yte

leng

th (c

m)

60

80

100

120

140

160

2 m5 m8 m

a

ab

b

Effekt av dybde p vekst av sukkertare i Midt-Norge

Hand et al. submitted

2 m

5 m

8 m

Technology for a better society

Aug Sep Oct Nov Dec J an Feb Mar Apr May J un J ul Aug Sep

Spo

roph

yte

leng

th (

cm)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2 m 5 m8 m

R2=0.99

R2=0.99

R2=0.97

** *

* **

*

*

*

*

Hand et al. submitted

Effekt av dybde p vekst av sukkertare i Midt-Norge

Technology for a better society

Kjemiske bestanddeler i tare

Trrstoffinnhold varierer gjennom ret (8-25 %)

I trrstoffet er det 20-60 % karbohydrat Mannitol og laminaran er

lagringskarbohydrater og kan lett omdannes til etanol

Alginat er strukturkarbohydrat og tyngre fermentere

Karbohydratkomponenten er den mest interessante i biomassen for biodrivstoffproduksjon

Tare har relativt lavt innhold av lipid og protein

Fra Horn, 2000

Technology for a better society

Apr May Jun Jul Aug Sep

Car

bohy

drat

es (%

of d

w)

0

10

20

30

40

50

Dw

(% o

f ww

)

0

5

10

15

20

25

30

Alginate (RS) Laminaran (RS) Mannitol (RS) Col 1 vs Dry weight (RS)

Karbohydrater

Mai AugustJuni

Technology for a better society

Ulike typer biodrivstoff

Figur hentet fra Nigam & Singh, 2010

Technology for a better society

Makroalger som 3. generasjons biodrivstoff

Kjemisk sammensetning egnet til konvertering til biodrivstoff (etanol, butanol) og biogass (metan): 60% karbohydrater (av trrstoff)

Hy biomasse-produktivitet (ca 2 kg K m-2 r-1) CO2-opptak: 8-10 tonn ha-1 r-1

Sammenlignbart med tempererte skogsomrder

Ikke ndvendig med vanning, pestisider eller kunstgjsel (NB! Ikke noe brukav fosfat)

Ikke bruk av verdifull dyrkbar jordbruksareal Ikke bruk av mat

Technology for a better society

Bioenergi potensialet i makroalger

Biomasse produksjon 100 tonn biomasse (vt vekt) ha-1 r-1 (SINTEF) 20 tonn trrstoff ha-1 r-1

Etanol utbytte (teoretisk) 80% konvertering: 0.281 L etanol per kg tare (trr vekt)(Wargacki et al., 2012) 5,620 L etanol ha-1 r-1

Potensiale for kning: Hyere biomasss produksjon (150-200 tonn ha-1)

- Avl og seleksjon- Forbedre dyrkningsteknologi og strategier

90% konvertering: 2,500 km2 gir 2 milliarder L etanol (Kraan, 2010)

Kraan, 2010.

Technology for a better society

Dyrkningsstrategier: Miljforhold

Lavproduktivitetsomrder Hyproduktivitetsomrder

Technology for a better society

Total primrproduksjon ikystvannsomrder utenforMidt-Norge

Modellering3D koblet hydrodynamisk og biologisk modellsystem

Hyproduktive kystvannsomrdermed naturlig upwelling SINMOD

Technology for a better society

Integrert multi-trofisk akvakultur med laks (Salmo salar), sukkertare(Sacharina latissima) og blskjell (Mytilus edulis) i Midt-Norge

Hand, A., Forbord, S., Wang., Broch, O.J.B., Dahle, S.W., Strseth, R.R., Reitan, K.I.R., Olsen, Y., Skjermo, J. Seasonal- and depth-dependent growth of cultivated kelp (Saccharina latissima) in close proximity to salmon (Salmo salar) aquaculture: Implications for macroalgae cultivation in Norwegian coastal waters. Submitted

Handa, A., Min, H., Wang, X., Broch, O.J., Reitan, K.I., Reinertsen, H., Olsen, Y. 2012: Incorporation of fish feed and growth of blue mussels (Mytilus edulis) in close proximity to salmon (Salmo salar) aquaculture: Implications for integrated multi-trophic aquaculture in Norwegian coastal waters. Aquaculture, 356-357: 328 341

Technology for a better society

Opplste nringssalter(45% N)(21% P)

Partikulrnringssalter

(15% N)(44% P) Fisk

(N40%)(P35%)

1-5%

Fr (100% N)(100% P)

Budsjett for nringsmassebalanse for norsk oppdrett av laks

Techn