De toekomst van mariene en aquatische biomassa in Europa

Dit bleek uit de reeks webinarsessies die de BIC de afgelopen maanden heeft georganiseerd en waarvan de derde en laatste plaatsvond in september. “Eerdere sessies gingen over grondstoffen en de pre-industriële verwerking ervan,” legde Nelo Emerencia (BIC) uit. “Nu kijken we naar de toekomst van mariene en aquatische biomassa. Wat is er mogelijk als we voortbouwen op de kennis en expertise?” Ondernemers uit Noorwegen, Portugal en Nederland gingen op die vraag in.

Raffinage van zeewier

Thorleif Thormodsen, oprichter van Alginor, sprak over het Flagship Demonstrator project: Alginor Zeewier Bioraffinaderij 2024. Het wordt een bioraffinaderij specifiek voor het zeewier Laminaria Hyperborea (een bruine kelpsoort, ook bekend als tangle of cuvie). In Europa is in totaal 100 megaton van deze grondstof beschikbaar, waarvan 5 megaton mag worden geoogst in gereguleerde gebieden in Noorwegen. Alginor gebruikt hiervoor een geavanceerd oogstschip. Daar wordt de biomassa onmiddellijk gesplitst in vier fracties: de haptera (waarmee de plant aan de zeebodem is verankerd), de flexibele stengel, epifyten (andere organismen die op de stengel groeien) en de bladeren.

Aan wal worden uit deze fracties 12 ingrediënten geëxtraheerd, via het eigen bioraffinage-platform AORTA. Deze omvatten alginaten, fucoidan, cellulose, oligosacchariden, polyfenolen, mannitol, carotenoïden, aminozuren, aroma’s, biobased materialen (vezels), laminarin en boreapoeder (een landbouwmeststof).

Bijzonder is dat de hele plant wordt gevaloriseerd. In de zeewierindustrie is het gebruikelijk om slechts 15% van de biomassa (droge stof) te winnen, namelijk voor alginaten, de grootste markt. De overige 85% wordt terug in zee gegooid, inclusief schadelijke chemicaliën zoals formaldehyde, dat wordt gebruikt voor conservering.

De technologie van Alginor maakt een einde aan deze verspilling en milieuvervuiling. In opeenvolgende pilots is bewezen dat deze efficiënt, duurzaam en kosteneffectief is. Alginor bouwt momenteel op het eiland Haugesund een demofabriek van 16 miljoen euro, met een eigen haven, een bioraffinaderij met een capaciteit van 30 kiloton en een speciale afdeling voor actieve farmaceutische bestanddelen (API’s). Tegen 2026 verwacht Thorleif Thormodsen een volledig commerciële industriële fabriek te bouwen in Avesund, met een initiële capaciteit van 100 kiloton. “Met totale verwerking verlagen we de kostprijs van al onze producten. Het betekent ook dat we afvalvrij werken, met een minimaal energieverbruik. Zo creëren we een marktwaarde van 1,654 euro per ton natte biomassa. Bij een capaciteit van 100 kiloton is dit duidelijk big business.”

Voor de verdere ontwikkeling van AORTA en voor applicatie- en marktontwikkeling is Alginor op zoek naar partners.

‘Algen zijn niet onze vijand’

Het Spaanse afvalwaterbedrijf Aqualia behandelt jaarlijks 600 miljoen m³ afvalwater. Energie is daarbij de grootste kostenpost. “Met de huidige hoge energieprijzen loopt onze elektriciteitsrekening op tot meer dan 100 miljoen euro per jaar”, zegt Frank Rogalla, directeur innovatie bij Aqualia in Madrid. “We gebruiken het om zuurstof te maken om ammoniak, stikstof en koolstof in afvalwater te vernietigen en algengroei te voorkomen.”

Er is een andere manier. “We kunnen algen zelfs zien als onze bondgenoten. Ze produceren zuurstof zonder elektriciteit en ze nemen ook CO₂ op. Zo kan een synergie ontstaan in afvalwaterbehandelingsvijvers.” Daarbij voeden de algen de bacteriën die het water reinigen. De biomassa van de algen kan vervolgens worden gebruikt voor de productie van meststoffen en PHA’s (een grondstof voor biobased plastics). Door ze te vergisten kan ook biomethaan worden geproduceerd, waarop Aqualia zijn eigen auto’s laat rijden.

De technologie wordt momenteel opgeschaald in het Europese BBI-project Deep Purple, waarvan Aqualia de coördinator is. Het gaat om de ontwikkeling van een multiplatform bioraffinaderij voor afvalwater met algen, waarbij ook gekeken wordt naar downstreamverwerking, bijvoorbeeld om plastics en zelfhelende bouwmaterialen te maken.

In Estiviel (Toledo, Spanje) draait al sinds 2018 een prototype Deep Purple bioreactor met een capaciteit van 10m³ afvalwater per dag. Deze krijgt dit jaar gezelschap van een demo-installatie in Linares (Jaén, Spanje) met een capaciteit van 350m³ per dag (de gemiddelde hoeveelheid afvalwater van 10.000 mensen).

“We willen er nog meer waarde uithalen door PHA-productie”, zegt Frank Rogalla. “Daarvoor hebben we meer koolstof nodig. Die halen we uit de gehydrolyseerde organische fractie van gemeentelijk vast afval.” Bovendien wordt in ons nieuwe ANPHORA-project (Anaerobic PHOto RAceways) Uv-licht gefilterd om de groei van fototrofe bacteriën te stimuleren en concurrentie met groene algen te voorkomen. “Op deze manier bereiken we een snellere bacteriegroei en een hogere PHA-concentratie in de bacteriën. De zuiverheid van dergelijke PHA kan oplopen tot 98%. Met Novamont, de bioplasticfabrikant uit Italië, werken we aan het uitwerken van toepassingen.”

Alternatieve eiwitten

Aqualia is voorzichtig als het gaat om de voedseltoepassing van in afvalwater gekweekte algen. Voor merkeigenaar Unilever wordt de interesse in het kweken van algen juist gedreven door de wens om duurzame alternatieven te vinden voor dierlijke eiwitten voor menselijke consumptie. René Draaisma, Lead Manager Future Biobased Ingredients bij Unilever in Wageningen, ziet dit als een kans om duurzaam leven voor iedereen gemeengoed te maken. “Dat is onze ambitie en dat impliceert ook dat we de voedingswaarde en gezondheid van onze producten continu willen verbeteren.”

Omdat de productie van dierlijke eiwitten leidt tot grote uitstoot van broeikasgassen en een hoog watergebruik, wil Unilever toe naar plantaardige en nieuwe voedingsmiddelen, zoals microbiële eiwitten, precisiefermentatie van gemodificeerde schimmels, cellulaire landbouw en op zonlicht gebaseerde (fototrofe) microalgen en algen. “Het gaat niet alleen om emissiearme of emissievrije productie, maar ook om de vraag of we onze producten veilig en lekker kunnen maken, met levensvatbare technologie.”

Om dat voor elkaar te krijgen heeft Unilever partners nodig. Het bedrijf werkt bijvoorbeeld aan plantaardige vleesvervangers met De Vegetarische Slager en aan microproteïnen op basis van schimmels met ENOUGH/Abunda uit Schotland. Het werkt ook samen met Wageningen Universiteit en Research aan voedsel op basis van algen, onder de merknaam Algenuity. “Het is een spannende technologie met een groot potentieel voor duurzame productie, maar er is nog veel te doen op dit gebied. Daar hebben we partners bij nodig.”

VN-conferentie over oceanen

Helena Vieira, hoogleraar aan de Universiteit van Lissabon en voorzitter van het wetenschappelijk comité van CBE JU was de laatste spreker tijdens het webinar. Zij besprak de UN Oceans Conference die in juni en juli van dit jaar gezamenlijk door Portugal en Kenia in Lissabon is georganiseerd. Die conferentie draaide om het belang en de gezondheid van de wereldzeeën. “We kunnen het klimaat niet veranderen zonder aandacht te besteden aan de oceanen. Zij beslaan 70% van het totale aardoppervlak en omvatten 90% van de biodiversiteit in de wereld. Oceanen produceren meer dan de helft van al onze zuurstof en absorberen 99% van de warmte in onze atmosfeer. Ze kunnen dus een bondgenoot zijn in de strijd tegen klimaatverandering.”

“Als gevolg daarvan laat de blauwe bio-economie een verschuiving zien in de manier waarop bedrijven naar toekomstige zakelijke mogelijkheden kijken”, stelt Helena Vieira. “Mariene en aquatische biomassa wordt al gebruikt in een groot aantal toepassingen. Van peptiden uit sponzen tot lijm uit weekdieren, van microalgen en schaaldieren tot synthetische biologie. Dit is allemaal belangrijk voor de bio-economie omdat meer dan de helft van de landbouwgrond op aarde al is uitgeput. We moeten dus op zoek naar alternatieven, en de oceanen bieden oplossingen om natuurlijke hulpbronnen anders te gebruiken, zowel in het water als op het land. We moeten dringend op zoek naar nieuwe duurzame eiwitbronnen om de wereldbevolking te voeden en nieuwe manieren om hernieuwbare energie op te wekken.”

De VN-conferentie in Lissabon moest de aandacht vestigen op de oceanen en aanzetten tot politieke actie. Volgens Helena Vieira is dat gelukt: 153 VN-lidstaten ondertekenden een politieke verklaring met de veelzeggende titel: ‘Onze oceaan, onze toekomst, onze verantwoordelijkheid’. Daarin betreurden de delegaties dat de doelstellingen van SDG 14 nog niet zijn gehaald. Maar zij zegden ook toe snel concrete actie te zullen ondernemen om daar verandering in te brengen.

Gigantisch potentieel

“De bio-economie draagt bij tot alle groene doelstellingen van de EU en zelfs die van de VN,” concludeerde Nuno Coelho (A4F) in zijn slotopmerkingen. “Mariene en aquatische biomassa werd ooit ondergewaardeerd, maar heeft een enorm potentieel. Daarom is het goed dat BIC de blauwe bio-economie op de kaart heeft gezet en dat CBE JU al verschillende projecten ondersteunt. Biobased is de toekomst, op het land en in het water. Ook al staan veel bedrijven en vooral midden- en kleinbedrijven momenteel in overlevingsmodus door de oorlog in Oekraïne, dit is het moment voor Europa om de rug recht te houden en te blijven investeren in oplossingen voor de langere termijn. Alleen zo kan Europa zijn rol als wereldleider in circulariteit en duurzaamheid behouden.”

Zie ook: