‘Algen hebben een fantastische potentie’, zegt René Wijffels, hoogleraar bioproceskunde bij Wageningen University en wetenschappelijk directeur bij AlgaePARC. Wijffels loopt over het park in Wageningen. In de buitenlucht staan verschillende bioreactoren opgesteld. Als je goed kijkt, zie je de microalgen door de reactor stromen.
‘Algen zijn een veelbelovende bron voor eiwitten en olieachtige stoffen, geschikt voor gebruik in voedsel, veevoer, brandstoffen en als biochemicaliën. Ze zijn een stuk efficiënter in het omzetten van zonlicht dan de traditionele landbouwgewassen. Op labschaal is het ons nu gelukt om met algen 6,5 procent van het zonlicht om te zetten tegenover 1,5 procent bij het gemiddelde landbouwgewas.’
Als algen zo goed inzetbaar zijn en zo efficiënt licht omzetten,  waarom zijn de Nederlandse akkers met landbouwgewassen dan nog niet omgezet in grote bioreactorvelden? Het antwoord is simpel: de kostprijs van componenten uit algen ligt nog te hoog om concurrerend te zijn.
Kostprijs met factor 10 verlagen
‘Precies daarom hebben we in 2010 het AlgaePARC opgericht’, vertelt Wijffels: ‘Vrijwel al ons onderzoek draait om kostprijsverlaging. Toen we begonnen lag de kostprijs van een kilo algen op ongeveer zes euro. Nu, vier jaar later, hebben we de productiekosten terug weten te brengen tot drie euro per kilo en we verwachten dat we over tien jaar op een kostprijs van vijftig cent uitkomen. Met dat soort kostprijzen worden algencomponenten bijzonder concurrerend, zelfs voor bulktoepassingen.’
AlgaePARC is vooral gericht op het rendabel opschalen van productieprocessen. Wijffels: ‘In het laboratorium kun je onder constante, optimale omstandigheden werken. Dat is nuttig wanneer je bepaalde principes van bijvoorbeeld algengroei wilt onderzoeken. Wil je echter praktijktoepassingen ontwikkelen, dan moet je ook onder praktijkomstandigheden werken. Daarom staan onze bioreactoren in de buitenlucht. Zo ontvangen ze het maximale licht, maar hebben ze ook met bijvoorbeeld wisselende temperaturen te maken. Aan ons de uitdaging om daar robuuste processen voor te ontwikkelen.’
Grote interesse van industrie
AlgaePARC heeft een groot aantal industriële partners aan zich weten te binden. Wijffels somt op: ‘We doen projecten met grote partijen uit de voedingsmiddelenindustrie zoals Unilever en DSM, maar ook brandstofmaatschappijen als Total en Exxon Mobil zijn aan boord. Een chemiereus als BASF doet ook mee. Ze zien allemaal dat op niet al te lange termijn algen gaan doorbreken.’
Maar om dat te bereiken is een halvering van de kostprijs, hoe spectaculair ook, niet genoeg. Wijffels: ‘Daarom zetten we met ons onderzoek ook in op verdere kostprijsreductie. De factoren die het meest de kostprijs bepalen, zijn de kosten voor de faciliteiten zelf, de energiekosten en de kosten voor arbeid. We hebben de arbeidskosten met automatisering al flink weten terug te brengen. In de komende jaren willen we onder andere gaan werken aan energiebesparing. Ik verwacht dat de grootste bioreactoren in zonrijke landen komen te staan. Dan zijn de kosten voor koeling heel hoog. We willen slimmere koelingsstrategieën ontwikkelen en algenstammen ontwikkelen die beter bestand zijn tegen hogere temperaturen.’
Meer waardevolle vetten uit een kilo
Kostprijsverlaging per kilo kun je ook realiseren als een kilo algen meer waardevolle componenten bevat. Wijffels: ‘Als je de algen minder stikstof geeft, zie je dat ze veel meer koolhydraten en vetten gaan produceren. Omdat we ook weten hoe we de vorming van koolhydraten kunnen stoppen, kunnen we de productie van (waardevolle) vetten met 50 procent laten toenemen. Met dat soort stappen kun je de kostprijs flink terugschroeven. Ook willen we nieuwe concepten voor bioraffinage ontwikkelen om goedkoper en nog beter de componenten te scheiden.’
In de afgelopen jaren heeft AlgaePARC zeven verschillende bioreactoren ontwikkeld: vier grote met een oppervlakte van 24 vierkante meter en drie kleinere van elk 2,4 vierkante meter. Het voordeel van zoveel verschillende reactoren op een plek is dat je jaarrond vergelijkingen tussen de opbrengsten van de verschillende reactoren kunt maken. Wijffels: ‘Je kunt dus precies bepalen welke reactor de beste resultaten voor een bepaalde soort alg oplevert.’
Vismeel en bioreactoren
Eén van de reactoren die AlgaePARC ontwikkeld heeft voor laboratoriumonderzoek, is door het bedrijf Biostream International verder ontwikkeld tot een commercieel product. Marc Buevink, directeur: ‘We zijn een samenwerking aangegaan met het AlgaePARC. Wij ontwikkelen en produceren lab-bioreactoren en zien een enorme potentie voor onderzoek naar algenproductie. Onze kennis van reactorbouw, gecombineerd met de inhoudelijke kennis van Wageningen UR, heeft tot een aantal nieuwe inzichten in bioreactoren geleid die een beter gestuurde en efficiëntere algenkweek mogelijk hebben gemaakt.’ Voor Biostream is de commercialisatie al begonnen: ‘We verkopen de nieuw-ontwikkelde bioreactoren nu al en kunnen ons partnerschap al te gelde maken.’
Voor sommige andere partners in AlgaePARC lijkt deze fase ook binnenkort aan te breken. Wijffels pakt uit een grote zak een handjevol groen meel: ‘Visvoer dat voor een deel uit algen bestaat’, legt hij uit: ‘We hebben er, samen met een viskweker, een proef mee gedaan met zalm. Ze groeien er prima op en we hoeven niet veel meer te doen aan de kostprijs. Over een paar jaar kan algenmeel een heel normaal ingrediënt in visvoer zijn.’
Ook interessant voor mkb
Hoewel er veel grote industriële partijen participeren in AlgaePARC, ziet Wijffels ook goede kansen voor mkb-bedrijven: ‘De grote bedrijven hebben een langere investeringshorizon en konden dus al eerder investeren in kennis op het gebied van algenproductie en -verwerking. Nu specialties op basis van algen dichtbij de marktintroductie komen, wordt het ook steeds interessanter voor mkb-bedrijven om kennis op te doen en eigen producten te ontwikkelen. Op het AlgaePARC bieden we ook daar graag ruimte voor.’
