Fra avløpsvann til nye råvarer: Kan mikroalger koble blå verdikjeder i Agder?

Mikroalger er små. Mulighetsrommet er langt større.

De står helt nederst i havets næringskjede og produserer blant annet proteiner, pigmenter og de viktige omega-3-fettsyrene EPA og DHA. Samtidig lever de av flere av stoffene som andre deler av samfunnet bruker store ressurser på å håndtere: CO₂, nitrogen og fosfor.

Det var utgangspunktet da Blått kompetansesamarbeid samlet forskning og næringsliv i Kristiansand 23. oktober. Ambisjonen var å komme videre fra spørsmålet om hva mikroalger kan brukes til, til hva som faktisk må til for å skape ny næring.

Samlingen ble ledet av Kamilla Maria Markussen, prosjektleder i Innakva. Hun leder Blått kompetansesamarbeid og var programleder gjennom dagen.

Omega-3 begynner med algene

Stian Borg-Stoveland fra EcoFishCircle startet med biologien.

Mikroalger kan sees på som små biologiske fabrikker. Med lys, CO₂, vann og næringsstoffer produserer de biomasse rik på blant annet protein, fett og fettsyrer.

For akvakulturnæringen er særlig EPA og DHA interessante.

I dag hentes mye av disse viktige omega-3-fettsyrene fra marine råvarer. Samtidig skal akvakulturnæringen vokse videre, uten at tilgangen på villfisk kan øke tilsvarende.

Og egentlig begynner hele omega-3-kjeden et annet sted.

– Fisken spiser mikroalger, og så tar vi fisken, kverner den og gir det til en annen fisk. Det er noe som ikke stemmer der, sa Borg-Stoveland.

Mikroalgene er selv opphavet til de verdifulle fettsyrene. Dersom de kan produseres effektivt direkte fra algene, kan det åpne for nye fôrråvarer og redusere presset på begrensede marine ressurser.

Men det er kombinasjonen av produksjon og rensing som gjør mikroalgene særlig interessante.

I doktorgradsarbeidet sitt brukte Borg-Stoveland mikroalger i avløpsvann fra lakseproduksjon. Forsøkene viste svært høyt opptak av nitrogen og fosfor.

Stoffene man ønsker å fjerne fra vannet, er altså samtidig næringen algene trenger for å vokse.

Produsere seg til renere vann

Trond Rafoss fra Universitetet i Agder løftet perspektivet videre.

Han utfordret selve måten vi omtaler utslipp og reststrømmer på. CO₂, spillvarme, nitrogen og fosfor kan være et miljøproblem på feil sted, men også råstoff for ny biologisk produksjon.

Det er kjernen i industriell symbiose: At det som er en reststrøm eller kostnad for én virksomhet, kan bli en innsatsfaktor i en annen.

Rafoss trakk blant annet fram prosessindustrien og akvakulturnæringen som interessante koblingspunkter på Agder. Regionen har både utslippsstrømmer, spillvarme og biologiske produksjonsmiljøer som potensielt kan kobles tettere sammen.

Men spørsmålet er om biologien faktisk fungerer når systemene møtes.

Forsøkene begynner å gi svar

Det er noe Dorinde Kleinegris og kollegene i NORCE undersøker.

I forsøk har forskerne koblet mikroalgeproduksjon til vann fra resirkulerende akvakultursystemer for laks. Målet er todelt: produsere verdifull algebiomasse og samtidig fjerne næringsstoffer fra vannet.

Resultatene så langt er lovende.

Forsøkene viser at algene kan opprettholde høy produktivitet samtidig som store deler av næringsstoffene tas opp. Forskerne har også undersøkt bakterier, tungmetaller og kvaliteten på biomassen, uten å finne problematisk opphopning av giftige elementer i forsøkene så langt.

Arbeidet stopper heller ikke ved avløpsvannet.

Forskerne undersøker også om slam og andre reststrømmer fra akvakultur kan brukes som næringskilde. I enkelte forsøk har mikroalgene kunnet utnytte nitrogen som allerede finnes i ekstrakter fra slammet.

Forsøkene flyttes nå over i større skala.

Samtidig avdekker arbeidet en utfordring som gikk igjen gjennom hele dagen: Det holder ikke at biologien fungerer.

Må bli butikk også

Gustav Knutsson fra Swedish Algae Factory ga samlingen det kommersielle perspektivet.

Selskapet dyrker kiselalger og utnytter den spesielle silikastrukturen som omgir cellene. Gjennom samarbeid med kunder fant de tidlig et marked innen blant annet hudpleie og kosmetikk.

Det ble avgjørende.

Tilbakevendende kunder gjorde det mulig å planlegge produksjonen, skalere og hente kapital. Det illustrerer samtidig en av de store utfordringene i mikroalgeindustrien.

Mange potensielle produkter skal konkurrere i markeder med lav betalingsvillighet. Samtidig er produksjonen fortsatt kostbar. Lys, pumping av store vannmengder, areal og prosessering koster.

Høyverdiprodukter kan gi helt andre priser, men markedene er gjerne mindre.

Dermed handler kommersialisering om mer enn å finne en alge som kan produsere noe interessant. Man må finne hvem som skal kjøpe det, hvorfor de trenger det og hva de er villige til å betale.

«Det er lettere å ta livet av en laks enn en alge»

Swedish Algae Factory har også erfaring med å koble algeproduksjon direkte med fiskeoppdrett.

I et tidligere anlegg ble produksjonen skalert fra noen få kvadratmeter til rundt 600 kvadratmeter algeareal koblet mot et lakseanlegg.

På tegnebrettet er koblingen enkel: Fisken produserer næringsstoffer algene kan bruke.

I praksis skal langt mer stemme samtidig. pH, salinitet, alkalinitet, næringskonsentrasjoner og produksjonsrytme må fungere for begge virksomhetene.

Og risikoen er svært ulik.

– Det er mye lettere å ta livet av en laks enn en alge, sa Knutsson.

Da systemene i Sverige ble koblet sammen, måtte de derfor kunne separeres raskt dersom noe gikk galt.

Det viser også et av paradoksene ved industriell symbiose: Jo sterkere virksomhetene kobles sammen, desto større kan gevinsten bli. Samtidig øker avhengigheten og risikoen.

Knutssons hovedpoeng var derfor at symbiosen må utvikles nesten som et eget produkt, med egne mål, finansiering og risikohåndtering.

Hva må til?

Da foredragsholderne senere møttes i panelsamtalen, ble de utfordret på hva som faktisk må være på plass for å lykkes.

Svarene var forskjellige, men tre forhold gikk igjen:

Økonomi. Regelverk. Samarbeid.

Kleinegris pekte på at løsningen må være regulatorisk mulig, at den nødvendige kunnskapen må være på plass og at aktørene må ønske å samarbeide.

Rafoss dro diskusjonen raskt over på økonomi. Skal han som bedrift koble seg mot en industriell sidestrøm, vil han først se etter en virksomhet som allerede har en kostnad eller et problem knyttet til denne strømmen.

Da kan symbiosen løse et eksisterende problem, samtidig som den skaper noe nytt.

Knutsson argumenterte for å senke terskelen i starten: Finn koblinger som allerede ligger nært hverandre teknologisk og kompetansemessig, og vær tydelig på hvem som faktisk får økonomisk verdi ut av samarbeidet.

Kjell Emil Naas, som har arbeidet med samfunnsoppdraget for bærekraftig fôr, løftet samtidig fram størrelsen på markedet. Skal nye råvarer gjøre en reell forskjell i fôrproduksjonen, trengs betydelige volumer.

Det gjør skala til både en mulighet og en utfordring.

Agder trenger kanskje ikke lete langt

Så kom spørsmålet som gjorde diskusjonen særlig relevant lokalt:

Hva har vi egentlig på Agder?

Svarene kom raskt.

Landbasert akvakultur gir næringsrikt vann, CO₂ og varme. Prosessindustrien har andre store strømmer av CO₂ og overskuddsenergi. Regionen har samtidig forskningsmiljøer, teknologiaktører og eksisterende akvakulturproduksjon.

Kvinesdal ble trukket fram som ett område der industri og akvakultur allerede eksisterer tett på hverandre.

Men den mest nærliggende koblingen dukket opp på Hausvik.

Borg-Stoveland pekte på at EcoFishCircle har både avløpsvann og CO₂ fra den landbaserte lakseproduksjonen. Like ved finnes miljøet til Rafoss, med erfaring og kompetanse på mikroalgeproduksjon.

– Det er jo det jeg virkelig har lyst til å sette i gang prosjekt på, sa Borg-Stoveland under panelsamtalen.

Behovet er heller ikke bare teoretisk.

EcoFishCircle har en utslippstillatelse som setter rammer for utslippene fra anlegget. Borg-Stoveland forklarte at dersom de skal kunne utnytte mer av produksjonskapasiteten anlegget er bygget for, må avløpsvannet renses bedre.

Det gjør mikroalgesporet ekstra interessant. På Hausvik finnes både et konkret rensebehov, næringsrikt avløpsvann og CO₂ fra lakseproduksjonen, samtidig som kompetansen på algedyrking finnes like i nærheten.

Dermed finnes både problemet og en mulig del av løsningen på samme sted.

Fra gode ideer til et demonstrasjonsprosjekt?

Panelsamtalen viste samtidig hvorfor ingen bør late som dette er enkelt.

Mikroalger kan ikke alene ta unna alle CO₂-utslippene fra Agders prosessindustri. Produksjonen krever areal og energi. Nye produkter møter marked og regelverk. Og industrielle symbioser må fungere også den dagen én av virksomhetene får problemer.

Men det kanskje viktigste spørsmålet etter samlingen er derfor heller ikke om mikroalger kan løse alt.

Det er hvor det er smartest å begynne.

På Agder finnes det allerede aktører som har reststrømmene, aktører som trenger nye løsninger, kompetansen til å teste dem og flere konkrete steder der koblingene kan prøves ut.

Neste steg kan derfor være mindre prat om det store, teoretiske potensialet og mer arbeid med ett eller flere konkrete demonstrasjonsløp.

For dersom avløpsvannet fra én blå virksomhet kan bli råstoffet til den neste, kan mikroalgene vise seg å være langt mer enn en liten organisme i et stort system.

De kan bli selve koblingen mellom dem.