Taredyrking som ny norsk næring - klimaarkivet.no · 24 forskere innen marin biologi, biokjemi, matematikk , oseanografi og kybernetikk 3 faggrupper: • Plankton - og yngelteknologi

Technology for a better society

Silje ForbordSINTEF Fiskeri og havbruk AS

Oslo, 29.01.13

Taredyrking som ny norsk næring


Dagens tekst:

• Kort presentasjon av SINTEF

• Eksisterende makroalgeproduksjon

• Hvorfor dyrke tare i Norge?

• Biomasseproduksjon• Lab

• Sjø

• Kjemiske bestanddeler/biodrivstoff

• Integrerte multi-trofisk akvakultur (IMTA)

• Rapporten "Verdiskapning basert på produktive hav i 2050"


Organisasjon


Marin ressursteknologi

SINTEF Fiskeri og havbruk- Fem avdelinger

Fiskeriteknologi

Prosessteknologi

Havbruksteknologi

Internasjonale prosjekter og rådgivning


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

3 faggrupper:• Plankton- og yngelteknologi• Marine modellering• Anvendt økologi


Hva er forskjellen på tang og tare?

Makroalger


Produksjon av makroalger globalt

From: Y Lerat, CEVA, F


Dyrket vs høstet biomasse

Globalt Europa

Source: Y Lerat, CEVA, F

Produksjon av makroalger er 15.8 million tonn per årHøsting av makroalger er 1.1 million tonn per år


Makroalgeindustri i NorgeArt Høstet biomasse

(tonn våtvekt per år)Region Bruksområder Firma

StortareLaminaria hyperborea

130 000 – 180 000 Rogaland –Sør Trøndelag

Alginat(7000 tonn)

FMC Biopolymer

GrisetangAscophyllum nodosum

10 000 – 20 000 Midt-Norge -Troms

Tangmel, ekstrakter (7000 tonn)

Algea

Foto: Mentz Indergaard

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


Dyrkning åpner for nye muligheter og økt anvendelse

• En biomasse med stort potensiale– 3.generasjons bioenergi– Mat– Fôr– Bioaktive høyverdikomponenter– Gjødsel

• Bærekraftig økning i bruk forutsetter dyrket biomasse, spesielt når store volum kreves

• Bioraffineri – en forutsetning for lønnsomhet

Seaweed Energy Solutions

SINTEF


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

BUTARE(Alaria esculenta)

BiodrivstoffFôrMat

SUKKERTARE(Saccharina latissima)

BiodrivstoffMat


Fordeler med makroalgedyrkning langs Norskekysten

• Geografi– Lang kystlinje– Stor økonomisk sone: 90.000 km2

• 480 makroalgearter• 205 røde• 175 brune• 100 grønne


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


Tarens livssyklus


Produksjon av kimplanter


Tarelab I

• 6-8 mm tau• UV-behandlet vann, kontinuerlig

gjennomstrømming• 16:8 t lys:mørke regime• God vekst, men ikke

plasseffektivt (27 m tau per tank)

• Kan settes rett ut i sjø


Tarelab II

• 1-2 mm tau• UV-behandlet vann, kontinuerlig gjennomstrømming• Bobling• 16:8 t lys:mørke regime• Plasseffektiv, 720 m tau per sylinder• Må surres rundt bæreliner ved utsett i sjø


Gametofyttkulturer

• Enkelt å oppskaler til industriell skala• Korter ned kimplantefase på lab• Nødvendig for avlsarbeid• Pågående forsøk med ulike vekst medium, hormoner og lysintensitet


Dyrking i sjøanlegg

10 kg m-1 tau etter 4,5 mnd i sjø


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 på vekst av sukkertare i Midt-Norge

5 m depth



Spor

ophy

te le

ngth

(cm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

AugNov

R2=0.99

R2=0.97




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



Spo

roph

yte

leng

th (c

m)

60

80

100

120

140

160

2 m5 m8 m

a

ab

b

Effekt av dybde på vekst av sukkertare i Midt-Norge

Handå et al. submitted

2 m

5 m

8 m


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

** *

* **

*

*

*

*

Handå et al. submitted

Effekt av dybde på vekst av sukkertare i Midt-Norge


Kjemiske bestanddeler i tare

• Tørrstoffinnhold varierer gjennom året (8-25 %)

• I tørrstoffet er det 20-60 % karbohydrat• Mannitol og laminaran er

lagringskarbohydrater og kan lett omdannes til etanol

• Alginat er strukturkarbohydrat og tyngre å fermentere

• Karbohydratkomponenten er den mest interessante i biomassen for biodrivstoffproduksjon

• Tare har relativt lavt innhold av lipid og protein

Fra Horn, 2000


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


Ulike typer biodrivstoff

Figur hentet fra Nigam & Singh, 2010


Makroalger som 3. generasjons biodrivstoff

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

• Høy biomasse-produktivitet (ca 2 kg K m-2 år-1)• CO2-opptak: 8-10 tonn ha-1 år-1

– Sammenlignbart med tempererte skogsområder

• Ikke nødvendig med vanning, pestisider eller kunstgjøsel (NB! Ikke noe brukav fosfat)

• Ikke bruk av verdifull dyrkbar jordbruksareal• Ikke bruk av mat


Bioenergi potensialet i makroalger

Biomasse produksjon• 100 tonn biomasse (våt vekt) ha-1 år-1 (SINTEF)• 20 tonn tørrstoff ha-1 år-1

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

Potensiale for økning: • Høyere 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.


Dyrkningsstrategier: Miljøforhold

Lavproduktivitetsområder Høyproduktivitetsområder


• Total primærproduksjon ikystvannsområder utenforMidt-Norge

Modellering3D koblet hydrodynamisk og biologisk modellsystem

Høyproduktive kystvannsområdermed naturlig upwelling SINMOD


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

Handå, A., Forbord, S., Wang., Broch, O.J.B., Dahle, S.W., Størseth, 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


Oppløste næringssalter(45% N)(21% P)

Partikulærnæringssalter

(15% N)(44% P) Fisk

(N40%)(P35%)

1-5%

Fôr (100% N)(100% P)

Budsjett for næringsmassebalanse for norsk oppdrett av laks


Lakseoppdrettere i Midt-Norge


Taredyrking i IMTA - potensial i Norge

Foto: Mentz Indergård, NTNU

Grad av utnyttelse Biomasse resultatTarebiomasse : laksebiomasse

10% av frigitt N 1 : 1

20% av frigitt N 2 : 1


2010 2030 2050

Mikroalger 0 tonn 10 000 tonn 500 000 tonn

Makroalger 0,2 mill tonn* 4 mill tonn 20 mill tonn

• Makroalger 2030: kr 2 pr kg gir 8 mrd. kr• Makroalger 2050: kr 2 pr kg gir 40 mrd. kr• Kr 2 pr kg forutsetter at en stor andel av produksjonen blir brukt til

biobrensel/bioetanol, men ikke alt (som er bedre betalt)Olafsen et al., 2012. "Verdiskapning basert på produktive hav i 2050".


Olafsen et al., 2012. "Verdiskapning basert på produktive hav i 2050".


Hvorfor er det så viktig at vi begynner med tang- og taredyrking i Norge?


Takk for oppmerksomheten

[email protected]

Takk til Jorunn Skjermo, Aleksander Handå, Ole Jacob Broch, Ingrid Ellingsen, Kristine Steinhovden

Norsk senter for tang- og tareteknologi

Documents

Taredyrking som ny norsk næring - klimaarkivet.no · 24 forskere innen marin biologi, biokjemi, matematikk , oseanografi og kybernetikk 3 faggrupper: • Plankton - og yngelteknologi