DYRKNING OG ANVENDELSE AF ALGER I DANMARK

Transkript

1 HavetsHus DYRKNING OG ANVENDELSE AF ALGER I DANMARK DENNE RAPPORT OPRIDSER MULIGHEDERNE FOR STORSKALA TANGPRODUKTION I DANMARK SAMT FORRETNINGSPOTEN- TIALERNE I UDNYTTELSE AF BIOMASSEN TIL EN RÆKKE FOR- SKELLIGE FORMÅL.

2 Havets Hus 2013 Tekst: Steffen Cole Brandstrup Hansen, konsulent for Havets Hus Layout: Grete Fogtmann Jensen, Havets Hus Havets Hus Færgevej Grenaa Side 2

3 Resumé Formålet med denne rapport er at opridse vækstmuligheder inden for etablering af en storskala tangproduktion og efterfølgende udnyttelse af biomassen til forskellige formål. Udgangspunktet for rapportens analyser er en påtænkt produktion af tang ved Djurslands østkyst, hvor forholdene ser lovende ud til dyrkning af tang, bl.a. på grund af en kontinuerlig tilstrømning af koldt, salt og næringsrigt bundvand. I rapporten gennemgås og diskuteres 2 primære og 4 sekundære indsatsområder, som vurderes i dag - eller på mellemlangt sigt at rumme væsentlige lokale/regionale erhvervspotentialer knyttet til en fremtidig produktion af tang. Derudover beregnes en række bæredygtighedseffekter relateret til de primære indsatsområder som inspiration for virksomheder, der satser på udarbejdelse af ansøgninger om medfinansiering af lokale/regionale erhvervs- og forskningsprojekter. Endelig konkluderes der, at storskala tangproduktion og recirkulering af næringsstoffer kan medvirke til en omkostningseffektiv målopfyldelse af vandramme- og habitatdirektiverne på Djursland, mens produktive marine arealer langs Djurslands østkyst kan understøtte en tilstrækkelig stor biomasseproduktion til målopfyldelse af Vedvarende Energi direktivet. Investeringer inden for tangsektoren kan derfor stimuleres ved at fremme de politiske rammevilkår for produktionen, herunder ved implementering af tang i vandplanerne som et supplerende virkemiddel til reduktion af kvælstof i marine områder. Nøgleord: Tang, alger, sukkertang, bioraffinering, tangmel, bæredygtig vækst, vandmiljøplaner, næringsstofrecirkulation, optimal ressourceudnyttelse, bioethanol, proteiner, dyrevelfærd og dyrefoder. Side 3

4 Indhold 1. Indledning side 5 2. Kommercielle udbyttedata side 7 3. Djursland side 9 4. Grenå havn side Kommercielle aktører på Grenå havn side Havnens øvrige infrastruktur side Igangværende danske aktiviteter relateret til dyrkning og/eller anvendelse af tang side Macro Algae Biorefinery 3 (MAB 3) side Projektet KOMBI-Opdræt side Fiskeriprojekt Maritimt Knudepunkt Storebælt 2010 side Havtang til efterpolering af spildevand side BioWalk4Biofuel projektet side Alger til biogas side Nordic Algae Network side Nye ingredienser og grøn energi med bæredygtig oprensningsteknologi side Specialeprojekt: egnede dyrkningsområder side Specialeprojekt: makroalger og bioremediering side PhD projekt: dyrkning af sukkertang og fingertang og anvendelse af biomassen til fiskefoder og bioenergi side Specialeprojekt: Optimale produktionsområder for sukkertang og søl side Havets Hus erhvervsnetværk side Tangnetværket side Småøernes Fødevarenetværk side Udfordringer for den danske/europæiske tangsektor side Markedsbeskrivelse side Det globale marked side Opsummering side Danske indsatsområder side Primære indsatsområder side Indsatsområde 1: Storskala tangproduktion side Nuværende vidensniveau side Indsatsområde 2: Fodertilskud til den økologisk animalske produktion side Fodermarkedet side Afsætning til enmavede dyr side Afsætning til produktion af fisk side Sekundære indsatsområder side Indsatsområde 3: Planteproduktion og jordforbedringsmidler side Indsatsområde 4: Tang til konsum side Indsatsområde 5: Specialtangprodukter side Indsatsområde 6: Bioraffineringsteknologi og produktudvikling side Kommissionens ændringsforslag side Bæredygtighed og bioraffinering side Diskussion af etiske aspekter side Krav ved medfinansiering af tangproduktion side Minimering af næringsstofoverskud i foder side Djursland som case side Effekt på den lokale biodiversitet side Begrænsning af klimapåvirkningen side Reduceret anvendelse af pesticider side Forbedret dyrevelfærd og reduceret antibiotikaforbrug side Nytænkning, tværfaglighed og kommunikation med henblik på merværdi per råvareenhed side Målopfyldelse af VE-direktivet side Generel opsummering side Anbefalinger side kontaktoplysninger side Litteraturliste side Internetreferencer side Bilag side 68 Side 4

5 1. Indledning Globalt er der stigende fokus på anvendelse af makroalger - i daglig tale også kaldet tang - til let forarbejdede fødevarer og som en værdifuld råvare, hvoraf bl.a. fødevare, foder- og medicinalindustrien producerer højværdiprodukter. Den globale akvakulturproduktion af tang vokser med 7,4 % om året (FAO 2010), og produktionen udgjorde i 2010 ca. 19 millioner tons vådvægt til en samlet værdi af 5,7 mia. USD. I Danmark er der en lang tradition for forarbejdning af tang høstet fra vilde populationer, og vi har spidskompetencer inden for bl.a. ekstraktion af tangens hydrokollider (polysakkarider), det vil sige langkædede kulhydrater, der i fødevarer kan anvendes som stabilisatorer og fortykningsmiddel i bl.a. mayonnaise, is, tandpasta og kakaomælk. Djurslands nordlige kystområder har tidligere været udgangspunkt for en stor produktion af gaffeltang (Furcellaria lumbricalis(fastigiata)) til fremstilling af geleringsmidlet fucellaran. Èt enkelt år (1962) blev der høstet op mod tons (vådvægt). Tangen blev fragtet til Havnsø Havn, hvor den indledende rensning og tørring fandt sted, før fucellaranen også kaldet Danish agar -, blev udvundet af firmaet Litex. Litex blev siden overtaget af det internationale FMC Biopolymers. De naturlige forekomster af tang herhjemme kan dog ikke understøtte en bæredygtig industriel produktion af hydrokollider, og som en konsekvens blev de frit flydende øer af gaffeltang ved Djursland kraftigt reduceret. I dag har firmaet FMC BioPolymer flyttet produktionen af agar til udlandet, og det er ikke længere gaffeltang, der udgør råmaterialet, men varmtvandsarter som Kappaphycus. Det naturlige opvæld af næringsrigt og koldt bundvand ud for Djurslands nordøstkyst indikerer gode vilkår for produktion af tang på Djursland. En udnyttelse af danske marine arealer til dyrkning af tang er i sin vorden, og der findes i dag kun én kommerciel producent i Danmark. Dyrkning af tang gavner havmiljøet, fordi tangen opsamler næringsstoffer i de kystnære og næringsforurenede farvande. Næringsstoffer, der med fordel kan recirkuleres som et værdifuldt fodertilskud eller som gødning på markerne. Produktion og forarbejdning af tang er derfor et fremtidigt vækstområde, der har positiv indflydelse på miljø, den lokale råvareforsyning samt etablering af lokale arbejdspladser. Med henblik på at hjælpe virksomheder til en bæredygtig udnyttelse af Danmarks kystressource analyseres i denne rapport bæredygtighedskrav inden for dyrkning og anvendelse af tang, og forskellige markedssegmenter identificeres. Følgende afsnit er en prioriteret gennemgang af faglitteraturens estimater for udbytte af tang. Formålet er at synliggøre forretningspotentialer. Ligeledes er formålet at synliggøre, at farvandet omkring Djursland kan danne grundlag for en høj produktion af biomasse per hektar. Det er vigtigt, da netop udbytte per hektar og dermed biomassens pris er afgørende for de kommercielt lovende anvendelser af biomassen. Side 5

6 Om alger Alger er en fælles betegnelse for makroskopiske alger det vi i daglig tale kalder tang - og mikroskopiske alger Tang inddeles i tre hovedgrupper: Brunalger, grønalger og rødalger Både tang og de mikroskopiske alger laver fotosyntese ligesom planterne på landjorden Alger fungerer som biologiske rensningsanlæg, der reducerer mængden af CO 2 i atmosfæren og mængden af kvælstof og fosfor i vandmiljøet, når de vokser Der findes mere end 300 forskellige arter af tang i Danmark og arter på verdensplan. Alger indeholder en række essentielle fedtsyrer, vitaminer og mineraler I Tabel 1 ses et udsnit af faglitteraturens estimater for udbytte per hektar for brunalgen Saccharina latissima (sukkertang). Sukkertang er valgt, fordi denne art dominerer inden for de eksisterende danske kommercielle aktiviteter. Troværdige estimater af biomasseudbytte per hektar, og dermed indikation af pris per produceret vægtenhed, er nødvendige for at afgøre rentabiliteten af en given investering i produktion og forarbejdning af tang. Litteraturens angivelser af udbytte for sukkertang følger dog den generelle trend inden for faglitteraturens angivelser af udbytte, hvor teoretiske beregninger fører til vidt forskellige bud på biomasseudbytte per hektar, som det fremgår af Tabel 1. Tabel 1: Et udsnit af faglitteraturens biomasseudbytter specifikt for sukkertang. Tangart Tangart Vækstperiode Land/område Ton tørvægt per/ha/år Kilde i måneder Saccharina latissima 6 Indre danske farvande 21 (B) Birkeland 2009 Saccharina latissima 5 Nordsøen (Helgoland) 22 (A) Buch og Buckholz (2004) Saccharina latissima 5 Nordsøen (Helgoland) (A) Buch WSA, 2009 Saccharina latissima Ikke angivet Nordsøen (Holland) (E) Reith et al (2005) Saccharina latissima Ikke angivet Irland 20 (C) Bruton et al (2009) Saccharina latissima 4,5 Norge (Nordkysten) Hånda (2009)* Brunalge tangskov Årlig Norge 60 (D) Hånda (2009) *Refereret til som upubliceret. A: Produktion er ekstrapoleret på baggrund af data fra dyrkningsforsøg. B: Udbyttedata er ekstrapoleret på baggrund af eksperimentel dyrkning i nærheden af et havørredhavbrug. Data fra eksperimentel dyrkning blev anvendt til kalibrering af en matematisk model for udbytte pr ha. C: Estimatet for produktion er estimeret på baggrund af andre datakilder. D: De 60 ton tørvægt er omregnet fra 400 ton vådvægt, med et antaget tørstofindhold på 15 %. De 400 ton vådvægt repræsenterer et estimatet af en vildt voksende årlig produktion per hektar langs Norges vestkyst. E:Estimatet for produktion er estimeret på baggrund af andre datakilder. Ved estimering af udbytte per hektar kalkuleres med et teoretisk scenarium, hvor der dyrkes rød-/brun-/grønalger på forskellige dybder, men på samme areal. Side 6

7 Tabel 1 viser, at det generelt er problematisk at vurdere potentialet for en lokal produktion af tang på baggrund af referencer i faglitteraturen. De forskellige data er baseret på forsøg i mindre skala med forskellige dyrknings- metoder og perioder og på forskellige lokaliteter med bl.a. varierende lys, strøm og vandkemiske forhold. Marine aealer kan være lige så forskellige som fx sand- og lerjord på land, og derfor afhænger udbytte per hektar også i havet af dyrkningspotentialet på de respektive marine arealer. Desuden er spørgsmål omkring vejrbetingede udfordringer, høstmetoder og dyrkningskonstruktioners rentabilitet (og holdbarhed) mangelfuldt belyst. Faglitteraturens estimerede udbytte inkluderer således sjældent forbehold for dyrkningskonstruktioners praktiske begrænsninger. I Reith et al (2005) er biomasseproduktionen tænkt etableret i synergi med offshore havmølleparker ud for Hollands kyst, og selv om potentialet ved udnyttelse af havmøllefundamenter til fastgørelse af tangdyrkningsliner er interessant, er det endnu ikke kommercielt afprøvet. Det angivne biomasseudbytte på 50 tons tørvægt per hektar per år er desuden baseret på et dyrkningssystem af grønne, brune og røde alger i 3 forskellige dybder inden for samme areal, som ikke er afprøvet kommercielt. Estimering af udbytte på baggrund af naturligt forekommende populationer af tang er også problematisk, da vækstforholdene for hhv. naturlige populationer og tang dyrket på liner er meget forskellige. Flerårige og veletablerede populationer af tang vil fx - i modsætning til unge tangplanter udsat på dyrkningsliner - have en stor biomasse fra starten af vækstsæsonen og derfor være i stand til at udnytte en procentmæssig større andel af sollyset til fotosyntese. Naturlige populationer af tang i Danmark vil udelukkende understøtte nicheanvendelser med meget små krav om biomasse, eksempelvis fødevareformål (Hertz et al, 2010). De naturlige populationer kan ikke bære en egentlig industriel udnyttelse. Det er kun en begrænset del af de danske, kystnære farvande, der er dækket af tangskove, af den simple grund, at tang kræver et fast underlag at sætte sig fast på. Det er fx klipper eller sten, som man i Danmark fortrinsvist finder på de fredede stenrev, hvor høst ikke er tilladt. 2. Kommercielle udbyttedata Som beskrevet, er anvendelse af faglitteraturens estimerede udbyttedata i en forretningsplan problematisk af flere årsager. Men omvendt findes der pt. heller ingen kommercielle, troværdige estimater af udbytte eller pris på dansk produceret tang, og spørgsmål om forsyningssikkerhed er tilsvarende ubesvaret. Verificerede, kommercielle erfaringer og udbyttedata fra danske farvande bør i højere grad underbygge forretningsplaner i kommende demonstrationsprojekter, der skal udbygge vores viden om produktion og anvendelse af dansk produceret algebiomasse. Kommercielle data gør det muligt at estimere forsyningssikkerhed, kvalitet og pris over en hel produktionscyklus og derved at inkludere sådanne grundlæggende oplysninger i en forretningsplan. Side 7

8 Det Horsens baserede firma Seaweed Seed Supply A/S er den kommercielle aktør, der i en dansk/europæisk kontekst er længst fremme i udvikling af dyrkningsliner og indsamling af udbyttedata fra de jyske østvendte kyster. Tabel 2 nedenfor er en grov indikation af Seaweed Seed Supplys udbytte, der ligger væsentligt under estimater fra faglitteraturen. Tabel 2: Tabellen er konstrueret med baggrund i data fra Hansen (2011) og angiver 6 udbyttescenarier, der alle er baseret på Seaweed Seed Supplys dyrkningserfaringer. Tørvægt er sat til 18 %, mens oversomring refererer til, at afgrøden forbliver i vandet sommeren over. Scenarierne 1 og 2 repræsenterer de 2 produktionsscenarier, som Seaweed Seed Supply i dag har indrettet produktionen efter. Udbyttet per år angives i parentes, mens estimater uden for parentes altså er udtryk for en 2-årig produktionscyklus. Udbyttescenarier Placering af dyrkningsliner Gennemsnitlig vækstperiode (angivet i måneder) Høst Gennemsnit for udbytte per meter line i kg vådvægt Gennemsnit for udbytte per langline i ton vådvægt Gennemsnit for udbytte per hektar i ton vådvægt Gennemsnit for udbytte per hektar i ton tørvægt Scenarie 1 Sep.-nov. 6 Marts 5 4,2 16,7 3,0 Scenarie 2 Dec.-feb. 15 (oversomring) Marts 12 (6,0) 10 (5,0) 40 (20,0) 7,2 (3,6) Scenarie 3 Sep.-jan. 18 (oversomring) Marts 13 (6,5) 10,8 (5,4) 43,3 (21,7) 7,8 (3,9) Scenarie 4 Sep.-jan. 21 (oversomring) Juni - august 17,55 (8,8) 14,6 (7,3) 58,5 (29,2) 10,5 (5,3) Scenarie 5 Sep.-jan. 18 (oversomring) Marts 26 (13,0) 21,7 (10,8) 86,7 (43,3) 15,6 (7,8) Scenarie 6 Sep.-jan. 21 (oversomring) Juni - august 35,1 (17,5) 29,2 (14,6) 117,0 (58,5) 21 (10,5) Data præsenteret i tabel 2 indikerer desuden, at udbyttet påvirkes af den valgte vækstperiode, fordi tangens optag af næringsstoffer, næringsstoflagring samt vækst, er sæsonbestemt og bl.a. afhænger af årstidsvariationer i vandets koncentration af næringsstof og konkurrencen om næringsstoffer med mikroalger. I sommerperioden investeres fotosynteseprodukterne fx i reproduktion samt oplagring af kulhydraterne laminarin og mannitol fremfor egentlig biomassetilvækst. Mellem marts og august består biomassetilvæksten derfor primært af kulhydrater, og på figur 2 ses hvorledes sukkertangens indholdskomponenter varierer afhængig af, om man høster i marts eller august. Side 8

9 Indholdskomponenter (august) Indholdskomponenter (marts) Mineraler (23%) Proteiner (6%) Laminarin (21%) Mannitol (18%) Alginsyre (14%) Andre indholdsstoffer (18%) Mineraler (44%) Proteiner 13%) Laminarin (1%) Mannitol (7%) Alginsyre (20%) Andre indholdsstoffer (15%) Figur 2: Viser hvordan sukkertangs relative indhold af bl.a. alginater, proteiner og kulhydraterne mannitol og laminarin varierer med årstiden. Grundet mangel på repræsentative dataserier for sæsonvariation i sukkertangs kemiske komponenter i danske farvande er det valgt at tage udgangspunkt i data indsamlet af Black (1950). De angivne udbyttescenarier 1-4 i tabel 2 er alle påhæftet en vis usikkerhed, da produktionen kun har foregået i få år. Scenarierne 5 og 6 skal ses som et forsøg på at estimere produktionens forventede udvikling over tid. De kommercielt baserede udbyttedata og produktionsestimater bør valideres fx i storskala forsknings- og udviklingsprojekter omfattende analyser af bl.a. vandkemiske karakteristika, sæsonvariation i indholdsstoffer samt avlsselektion. En kontinuerlig opkvalificering af vores viden er nødvendig for på sigt at realisere de angivne udbyttescenarier 5 og 6 og dermed øge produktionens rentabilitet. Biomassens produktionspris er afgørende, idet algebiomassen til mange anvendelser konkurrerer med andre grønne biomasser. 3. Djursland Ikke alle danske farvande er lige velegnede til dyrkning af tang. Figur 3 viser hvilke arealer i de indre danske farvande, der præges af opvæld (upwelling) i sommerhalvåret. Opvæld er hvor bundvand (der ofte er koldt, salt- og næringsrigt) strømmer op mod overfladen. Det næringsrige bundvand kan øge produktionen af tang i vinterhalvåret og forlænge produktionssæsonen over sommermånederne, hvor tangen normalt vil være næringsbegrænset. På figur 3 ses den akkumulerede opadrettede transport af bundvand over skillefladen fra 1. april 30. september. De grønne områder er områder med stor tilførsel af bundvand - og dermed næringsstoffer - til de øverste dele af vandmassen, hvor der er nok sollys til at tang kan vokse. Side 9

10 Figur 3: Kortet viser de områder i indre danske farvande, der præges af opvæld af koldt, næringsrigt bundvand. Den grønne farve indikerer opvæld, hvor der fx ved i perioden fra april-september langs Djursland østkyst er en opadrettet transport >= 2000 m, svarende til en tilførsel på g DIN/m2 til overfladelaget (figuren er fremstillet af Dansk Hydraulisk Institut (DHI)). Mens figur 3 giver en indikation af generelt opvæld for de indre danske farvande, så findes der ved Fyns Hoved, Samsø, Langeland, Djursland og Langelandsbælt også kystopvæld, som vist på figur 4. Ved kystopvæld strømmer yderligere koldt, salt- og næringsholdigt bundvand til overfladelaget. Opvæld af koldt bundvand sænker således vandtemperaturen, hvilket er en yderligere fordel, da høje vandtemperaturer (>19 ) kan være en begrænsende faktor for sukkertang (Moy et al, 2008) (Birkeland 2009). Side 10

11 Figur 4: Kortet viser områder i indre danske farvande, der præges af kystopvæld af koldt, salt- og næringsrigt bundvand. Nederst til højre angives den vertikale opdrift i m/s (figuren er fremstillet ved Dansk Hydraulisk Institut (DHI). Grenå havn ligger strategisk godt placeret med et opvældsområde ved Djurslands nordøstlige kyststrækning. Området er derfor attraktivt ud fra et kommercielt perspektiv, da netop temperatur og saltholdighed forventes at være mere stabile, og næringsmangel i mindre grad vil influere negativt på udbytte i større tangmarker. Det forventes derfor at være muligt at realisere en høj produktion af biomasse per hektar, da det kombinerede opvæld nordøst for Grenå svarer til en potentiel merproduktion på 8-12 ton tørvægt pr ha (i henhold til personlig korrespondance med Mads Birkeland (DHI). Det skal påpeges, at en teoretisk merproduktion er baseret på en antagelse om, at al næring optages af den dyrkede tang. Som beskrevet er der sæsonvariationer i sukkertangens optag og lagring af næringsstoffer og samtidig konkurrerer tangen særligt i sommerperioden om næringsstofferne med planktonalger. Det er derfor ikke sandsynligt at selv tætte populationer af eksempelvis sukkertang vil kunne optage al næring fra en opvældskilde over sommerperioden. Tætheden af tang inden for tangmarken vil endvidere delvist begrænses af dyrkningskonstruktioner og praktiske udfordringer i relation til den daglige drift. Side 11

12 4. Grenå havn 4.1. Kommercielle aktører på Grenå havn En væsentlig produktion af tang på Djursland kræver, at potentielle synergier mellem Grenå Havns nuværende og kommende infrastruktur samt de dyrkningsmæssige betingelser i de tilgrænsende marine områder udnyttes optimalt. Grenå Havn udvidede i 2010 med 30 hektar nyt havneareal, som pt. benyttes af Dong Energy og Siemens i forbindelse med etablering af Anholt Havmøllepark, mens udviklingsfirmaet DBH Technology (A/S) planlægger etablering af et bioraffineringsanlæg på dele af det nye areal Havnens øvrige infrastruktur Med de udvidede havnefaciliteter er Grenå havn en moderne industri- og trafikhavn. En stor del af det gods, der bliver håndteret på havnen kommer som dry and wet bulk, og havnen har derfor stor erfaring med håndtering af alle former for vådprodukter samt håndtering af større mængder. Med kajnære havnearealer og store landarealer med muligheder for oplagring, er der endvidere gode vilkår for etablering af nye virksomheder, der sigter på produktion af tang og lagerstabilisering af biomasse med et højt vandindhold. Hertil råder havnen over et tankanlæg med 26 tanke i størrelsesordenen kubikmeter. Den eksisterende infrastruktur inkluderer endvidere effektiv overførsel af flydende produkter fra kaj til tankanlæg via indlagte rørledninger. Såfremt biomassen planlægges tørret eller på anden vis forarbejdet umiddelbart efter anløb til kaj råder havnen over pakhuse i størrelserne m2, og havnen forventer at modtage rigelige forsyninger af overskudsvarme fra det planlagte bioraffineringsanlæg. Der er derfor gode vilkår for kommercielle aktører, der ønsker at satse på en produktion i forbindelse med eksisterende havnefaciliteter. Vigtigt er ligeledes at påpege, at havnen nyder opbakning fra såvel brugere og kunder samt lokal- og regionalpolitikere. Med en vanddybde på op til 11 meter forventes Grenå havn således at være en væsentlig, lokal drivkraft for Djurslands erhvervsudvikling med modtagelse og afskibning af gods af alle former. Havnens fremtidige rolle for den lokale erhvervsudvikling bekræftes gennem trafikforliget fra juni 2012, hvor det blev vedtaget at etablere en ny letbane mellem Aarhus og Grenå havn, med væsentligt forbedrede pendlermuligheder til følge. Der etableres ligeledes en ny omfartsvej til havnen, hvilket muliggør en væsentlig udvidelse af skibs- og godstrafikken. Side 12

13 5.Igangværende danske aktiviteter relateret til dyrkning og/eller anvendelse af tang Nedenfor redegøres for et udsnit af relevante, igangværende forsknings- og demonstrationsprojekter. Formålet er at vise de indsatsområder, som der i dag er allokeret midler til, samt at synliggøre projekternes værdi i en erhvervsmæssig kontekst. Yderligere vil et overblik over projekterne medvirke til at konkretisere hvilke nye forsknings- og demonstrationsprojekter, der vil have størst sandsynlighed for at opnå midler fra eksempelvis Grønt Udviklings- og Demonstrations Programmet Macro Algae Biorefinery 3 (MAB 3) Macro Algae Biorefinery 3 (MAB 3) projektet er finansieret af Det Strategiske Forskningsråd (DSF) med 20,4 millioner kroner ud af et totalbudget på 24 millioner kroner. Projektet startede 1. marts 2012 og slutter i Projektets formål er at bidrage til udviklingen af en bæredygtig dansk produktion af brunalgerne Saccharina lattisima (sukkertang) og Laminaria digitata (fingertang). Den producerede biomasse skal omdannes til to energibærere bioethanol og biogas mens det proteinrige restprodukt rigt på essentielle aminosyrer skal anvendes til fiskefoder. Projektet evaluerer produktionskædens bæredygtighed ud fra gældende Life Cycle Analysis (LCA) standarder, og udarbejder en forretningsplan for etablering af et demonstrations dyrknings- og bioraffineringsanlæg. Projektets resultater forventes at være: Udvikling af dyrknings- og høstteknologier Optimering af forarbejdningsteknikker med henblik på reduktion af vand i biomassen, samt tørring og lagerstabilisering af biomasse Udvikling og optimering af enzymatiske forarbejdningsteknikker med henblik på konvertering til monomere sukkerarter og dernæst alkohol Udvikling af en ny fermenteringsproces for konvertering af sukrer til to energibærere: bioethanol og biogas En produktion af essentielle aminosyrer fra ikke-fermenterede sukrer Udvikling og test af fiskefoder, hvor restprodukter fra energiproduktionen og produktionen af essentielle aminosyrer indgår Et studie af bæredygtighed og økonomisk implementerbarhed af hele produktionskæden. Udvikling af en forretningsplan for næste fase Projektdeltagerne er Teknologisk Institut (Koordinator), Aarhus Universitet (Bioscience og Miljøvidenskab), Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Miljø, Kemi og Aqua (Dansk Skaldyrcenter)), Orbicon, DONG, Aller-Aqua, Vitalys, Dangrønt, Sienna Universitet, National University of Ireland, Galway (NUIG), Hamborg Universitet og Novozymes (deltager som associeret partner, leverer enzymer og deltager i advisory board). Side 13

14 5.2. Projektet KOMBI-Opdræt Projektet KOMBI-Opdræt er støttet af Grønt Udviklings og Demonstrationsprogram med ca. 8,9 millioner kroner og fokuserer på kombinationsopdræt af havbrugsfisk, muslinger og tang til foder og konsum. Projektet startede i december 2011 og slutter i april Der sigtes på at demonstrere metoder til både miljømæssig og økonomisk bæredygtig storskala produktion af muslinger og tang ved Horsens Fjord. Eftersom det forventes at akvakulturproduktionen stiger kraftigt i de kommende år, er produktionen af tang og muslinger målrettet en opsamling/udnyttelse af den fosfor og kvælstof, der tabes ved produktionen af havbrugsfisk. For at skabe værdi fra tang og muslinger undersøges den biologiske værdi af denne biomasse til bl.a. fiskefoder, med henblik på at føre det tabte kvælstof og fosfor tilbage til fiskene i form af bæredygtigt foder. Projektets resultater forventes at være: Udvikling af driftsmetoder for kombinationsopdræt (Multi Trophic Aquaculture) Optimering af produktion af så-liner til muslinger Forædling af sukkertang samt optimering af dyrkning og høsttidspunkt Analyse af potentialet af tang og muslinger som råvarer for foderindustrien og konsum Projektdeltagerne er: Hjarnø Havbrug, Dansk Akvakultur, Orbicon, Seaweed Supply, DTU Miljø, TripleNine 999 og Dansk Hydraulisk Institut Fiskeriprojekt Maritimt Knudepunkt Storebælt 2010 Fiskeriprojekt Maritimt Knudepunkt Storebælt tager udgangspunkt i Slagelse Kommune, der ønsker at udvikle nye forretningsmuligheder gennem innovativ ibrugtagning af kystlinjen. Projektet skal afdække mulighederne for opdræt af blåmuslinger, hjertemuslinger og tang i farvandene omkring Agersø, Omø og Bisserup. Formålet er at undersøge dyrkningsmetoder samt at producere nye typer af fødevarer fra havet, der planlægges solgt og markedsført til restauranter, fødevareproducenter og i detailhandlen. Herunder også sukkertang, der som tidligere beskrevet er velegnet til akvakultur. Tangdelen af projektet er opbygget omkring tre hovedelementer: Landbaseret produktion af hjertemuslingespat og andre højværdi-skaldyr Produktion af tangsporeliner Videreudvikling, tørring, røgning og forarbejdning af havfrisk tang Side 14

15 5.4. Havtang til efterpolering af spildevand Her ønsker Fredericia Spildevand at undersøge, om man kan opsamle nogle af de næringsstoffer, der udledes med det færdigbehandlede spildevand, og føre dem tilbage til gavn på landjorden. Projektet involverer dyrkning af brunalgerne sukkertang og fingertang på mini-dyrkningsanlæg tæt på Fredericia Spildevands havledning. Det testes, hvor godt disse brunalger optager den overskydende næring fra spildevandet netop i det strømfyldte Lillebælt. Hypotesen bag projektet er, at tangen optager CO 2 og næringsstoffer. Derved reduceres udledningerne og miljøet skånes. Biomassen kan øge produktionen af biogas i recipienten, og samtidig vil mineralerne og de langsomt nedbrydelige sukkerstoffer i tangresterne forbedre gødningskvaliteten i det slam, der udgør restproduktet fra biogasproduktionen. Projektet er finansieret af Vandsektorens Teknologifond og den samlede liste af projektdeltagere er: Fredericia Spildvand, Dong Energy, Aarhus Universitet og BIRR Aps BioWalk4Biofuel projektet Projektets formål er at udnytte røggas og næringgsrigt spildevand til produktion af alger. Algerne skal anvendes til produktion af biogas of jordforbedringsmiddel. Projektet er finansieret af EU s 7 rammeprogram (EU FP7) med projektdeltagere fra: Aarhus Universitet, Teknologisk Institut samt en række internationale partnere Alger til biogas Projektet Alger til biogas er finansieret af Region Midtjyllands Vækstforum. I projektet indgår etablering af et algedyrkningsanlæg, der skal danne udgangspunkt for en optimering af produktionskæden lige fra dyrkning af de bedst egnede alger til optimering af energiproduktion på basis af alger i tilknytning til biogasanlægget i Foulum. I projektet indgår endvidere opstilling af et scenarie for storskala dyrkning af alger. Med sin støtte til projektet ønsker Vækstforum at bidrage til: Udvikling og implementering af nye teknologier til energiproduktion fra alger Scenarie for algedyrkning i storskala Facilitering af videndeling mellem virksomheder, forskningsinstitutioner og GTS-institutter Netværk af nationale og internationale virksomheder og forskningsmiljøer forankres i regionen Side 15

16 Projektet kan bidrage til udvikling af et stærkt netværk af nationale og internationale virksomheder, og at forskningsmiljøer forankres i regionen. Dette vil kunne give Region Midtjylland en frontposition i udvikling af energi- og miljøteknologi baseret på et fremtidigt forretningsområde inden for anvendelse af alger til energi. Alger til biogas projektet er finansieret af Region Midtjyllands Vækstforum med projektdeltagere fra: Aarhus Universitet, Teknologisk Institut, Havets Hus, Kattegatcentret samt Dong Energy (Renescience) Nordic Algae Network Det nordiske algenetværk er startet af Teknologisk Institut i samarbejde med Havets Hus og en række andre projektpartnere i Danmark, Norge, Sverige og Island. Formålet med netværket er at øge nordisk videndeling og samarbejde og styrke deltagernes muligheder for en kommerciel udnyttelse af alger til bl.a. energiformål og højværdiprodukter. Læs mere om netværket og download nyhedsbreve via linket: Nye ingredienser og grøn energi med bæredygtig oprensningsteknologi Projektet er finansieret af Forsknings og Innovationsstyrelsen og skal over de kommende år optimere dyrkningen af tang i AlgeCenter Danmarks dyrkningsanlæg på Grenå Havn. Målet er at opnå et højere indhold af værdifulde stoffer som naturlige farvestoffer, antioxidanter og proteiner. Desuden er målet at udvikle og demonstrere en ny teknologi, der kan udvinde værdifulde og naturlige ingredienser af restprodukter og sikre, at de endelige restprodukter kan anvendes til produktion af grøn energi. Den nye teknologi gør brug af en ny type membraner baseret på aquaporiner, som er de samme proteiner, der er ansvarlige for transporten af vand i biologiske celler. Disse membraner kombineres med en ny oprensningsteknologi, der i stor målestok kan frasortere de værdifulde indholdsstoffer fra restprodukterne. I dyrkningsanlægget på Grenå Havn skal forskere fra Aarhus Universitet optimere makroalgernes produktion af de værdifulde stoffer ved hjælp af lys og tilførsel af næringsstoffer i optimale mængder og sammensætning. Algerne bliver høstet og transporteret til Syddansk Universitet, der i udviklingsarbejdet skal stå for udvinding af antioxidanter og farvestoffer. Algeresterne skal derefter udnyttes i en energiproduktion. Projektet er finansieret af Forsknings og Innovationsstyrelsen og er et innovationskonsortium med deltagelse af: Aarhus Universitet, Teknologisk Institut, Syddansk Universitet, DTU og en række erhvervspartnere. Side 16

17 5.9. Specialeprojekt: egnede dyrkningsområder I dette speciale udført at Teis Boderskov fra Aarhus universitet identificeres egnede områder til dyrkning af tangarterne S. latissima og L. digitata. Specialet omfatter 3 komponenter: vækstforsøg i åbent vand, forsøg vedrørende næringsoptag i pilot-skala, GIS baseret analyse af vækstforhold i danske farvande. Ved at integrere de 3 komponenter identificeres særligt egnede dyrkningsområder og områder uegnet til dyrkning. Dette er relevant for nye virksomheder, når de skal ansøge om dyrkningsområder, og et vigtigt værktøj for politikere og andre beslutningstagere, når nye tiltag på området skal vurderes/iværksættes. Hør mere om Teis Boderskovs speciale her: Specialeprojekt: makroalger og bioremediering Danske farvande kan få forbedret vandkvalitet ved at udnytte store og hurtigvoksende brunalger, som er hjemmehørende i Danmark. Disse brunalger vil med deres hurtige vækst kunne oprense meget af den næringsbelastning, som stammer fra spildevand, land-, og akvakultur. I dette speciale udført af Peter Schmedes fra Aarhus Universitet, dyrkes to arter af brunalger på mini-dyrkningsanlæg i en næringsgradient ved Fredericia Spildevands havledning og bioremedieringskapaciteten vurderes. I laboratorieforsøg undersøges makroalgernes optag af kvælstof og udskillelse under relevante, abiotiske forhold. Hør mere om Peter Schmedes speciale her: PhD projekt: dyrkning af sukkertang og fingertang og anvendelse af biomassen til fiskefoder og bioenergi Det overordnede formål med dette PhD projekt er at etablere viden omkring grundlaget for dyrkning af sukkertang og fingertang i indre danske farvande med henblik på at konvertere biomassen til fiskefoder og bioenergi. Der arbejdes bl.a. med at optimere biomassens kvalitet til disse formål ved at klarlægge sæsonmæssige og geografiske variationer i algernes vækst og biokemiske sammensætning. Yderligere undersøges den genetiske variation af de to arter i indre danske farvande for at estimere potentialet for biomasseoptimering vha. selektion af evt. særligt egnede økotyper. Desuden undersøges algernes bioremedieringspotentiale samt mulighederne for at optimere forskellige dyrkningsteknikker. PhD projektet udarbejdes af Mette Nielsen fra Aarhus Universitet som led i projektet MacroAlgae Biorefinery3 (MAB3). Side 17

18 5.12. Specialeprojekt: Optimale produktionsområder for sukkertang og søl Projektet er et specialeprojekt af Urd S. Grandorf fra Roskilde Universitet, der strækker sig fra august 2012 februar Det primære fokus er selektion af optimale lokaliteter til produktion af sukkertang og rødalgen søl (Palmaria palmata), og herunder indsamling af data for tangens vækst i områder med hhv. lav og høj saltholdighed samt varierende tilstrømning af næringsstoffer. De to tangarter dyrkes i dybderne 3 og 6 meter ved lokaliteterne Limfjorden, Horsens Fjord, Fredericia, Fåborg, Agersø og Bisserup. Specialet skal bidrage med ny viden i forhold til muligheden for etablering af større produktioner af biomasse i specielt de sydlige indre danske farvande Havets Hus erhvervsnetværk Havets Hus startede i 2011 et erhvervsnetværk med deltagelse af en række virksomheder (bl.a. Tulip, Dupont, Blue Food Aps, Biomar, Hveiti A/S, Biosynergi A/S, Grynt A/S, Cavi-art, Fermentation Experts, DBH Technology (A/S) og Maximus), der alle enten allerede bruger, eller gerne vil bruge alger i forbindelse med deres produktion, samt forskere/konsulenter fra AU, SDU, DTU, Teknologisk Institut, Agrotech, AgroBusinessPark, Orbicon og Green Center. Formålet med netværket er at samarbejde og udveksle viden omkring produktion og anvendelse af alger. Erhvervsnetværket giver udtryk for, at forskning og demonstration målrettet specifikke anvendelser af blå biomasse i form af tang skal kvalificeres ved etablering af en egentlig dansk storskala produktion af tang. Produktionen herfra kan målrettes større markedssegmenter såvel som nicheproduktioner. Der er således inden for netværket konsensus om, at den primære hindring ift. at realisere anvendelsesmuligheder af dansk produceret tang, netop er manglen på og råvarens tilgængelighed, og deraf også mangel på viden om kvalitet og pris på dansk produceret tang Tangnetværket Tangnetværket samler folk, der arbejder med eller har interesse i tang og har ca. 240 medlemmer (2012). Medlemmerne er alt lige fra privatpersoner til repræsentanter fra små virksomheder, industrien, universiteter og organisationer. Netværkets formål er at fremme produktion, anvendelse, formidling og viden om tang og at styrke samarbejde og videndeling på tværs af aktører bl.a. ved at afholde møder, temadage og udsende nyhedsbreve. Tangnetværket administreres af Susan Løvstad Holdt, Postdoc ved DTU Miljø. Læs mere om tangnetværket på: Side 18

19 5.15. Småøernes Fødevarenetværk Småøernes fødevarenetværk består af fødevareproducenter rundt omkring på de danske småøer, der har dannet en forening for bedre at kunne nå ud til den danske befolkning med deres produkter. Målet er at gøre ø-specialiteter kendte og efterspurgte over hele landet for derved at fremme udviklingen på de danske småøer og samtidig sikre bedre leve- og produktionsvilkår for ø-producenterne. Der satses inden for småøernes fødevarenetværk bl.a. på en produktion af sukkertang, der skal sælges som konsumprodukter eller forarbejdes til eksempelvis tangsherry eller andre nicheprodukter. 6. Udfordringer for den danske/europæiske tangsektor Figur 5 illustrerer værdikæden fra vand til marked samt den generelle udfordring, som den danske/europæiske tangsektor i dag står overfor. Udfordringen er bl.a. at fremme produktion af tang for på sigt at tiltrække investeringer, der kan sikre en optimal udnyttelse af tangen via forarbejdning af biomassen til flere forskellige slutprodukter. Produkter fra en storskala produktion af tang vil indledningsvist skulle vinde indpas på markedet i konkurrence med eksisterende grønne biomasser samt andre højværdiproteinkilder, hvorfor der er behov for dokumentation af anvendelser inden for fx landbrugssektoren. Netop dette konkurrenceforhold nødvendiggør etablering af en storskala produktion af tang, hvor selektion af bedst egnede dyrkningsarealer, udvikling af teknologier til effektiv storskala produktion, høst, lagring og forarbejdning skal muliggøre introduktion af bl.a. tangmel som et konkurrencedygtigt alternativ til andre foderkilder. Sekundært forventes biomassen at kunne anvendes til bl.a. højværdi fødevarer samt som input i en produktion af kosmetik og medicinalprodukter. Dette kræver dog en øget grad af produktudvikling samt en målrettet markedsføring mod nye markedssegmenter. Viden om pris, kvalitet og forsyningssikkerhed Viden om pris samt tilrådeværende biomasse til test af lønsomme forarbejdningsteknologier Slutprodukter til test via produktionsforsøg og markedsanalyser Dyrkning/produktion Høst Forarbejdning / ekstration mhp. udvinding af slutprodukter Transport/ logistik Marked Figur 5: Figuren viser, at en dansk storskala tangproduktion er en forudsætning for at skaffe nye midler til test af ressourceeffektive forarbejdningsteknikker samt tests og markedsanalyser af de færdige produkter. Side 19

20 7. Markedsbeskrivelse Det er vigtigt at være bevidst om markedsmuligheder og konkurrencevilkår, såfremt en dansk storskala tangproduktion skal kunne konkurrere og vinde indpas på markedet. I en beskrivelse af markedet for salg af tangprodukter er det relevant at fokusere på den globale produktion og det etablerede marked for salg af tang til forskellige formål. Relevansen af en sådan beskrivelse består først og fremmest i at placere produkter fra en kommende dansk storskala tangproduktion i en global kontekst med henblik på at indsnævre hvilke produkter, der med fordel kan satses på fra dansk/europæisk side. Det påpeges i denne sammenhæng, at produktudvikling, hvor virksomheden er den drivende kraft, er afgørende for succes. Forskning og udvikling inden for de 6 indsatsområder skal dog sikre, at al nødvendig dokumentation tilvejebringes, mens samspillet mellem forsker og virksomhed skal medvirke til en høj grad af innovation og dermed konkurrencedygtighed. Sidst i afsnittet diskuteres etiske aspekter forbundet med udnyttelse af dansk produceret tang. Dette er vigtigt, da politiske tilkendegivelser om anvendelse af biomassen til eksempelvis energiformål i fremtiden forventes at indvirke på produktionens rammevilkår, der igen indvirker på produktionens rentabilitet. Et politisk defineret marked er dog per definition usikkert. Uafhængigt af politiske præferencer for anvendelser af tang argumenteres der derfor for, at nye projekter bibeholder et bredt fokus på økonomisk såvel som miljømæssig bæredygtighed ved udarbejdelse af forretningsplaner Det globale marked I henhold til FAO (2012) blev der i 2010 globalt produceret 19 millioner tons tang (vådvægt), hvoraf 95,5 % eller ca. 18,1 millioner tons stammede fra akvakulturproduktion i Asien (dvs. høstet fra dyrkningskonstruktioner i marine områder) med en anslået markedsværdi på 5,7 mia. USD (bemærk at FAO tal for den globale produktion er fra FAO påregner en global årlig vækst i produktionen på 7,7 %, hvorfor den globale biomasseproduktion i 2012 estimeres til ca. 22 millioner tons). Dette står i kontrast til den globale høst af naturlige tangpopulationer, der i 2010 lå på ca. 0,8 millioner tons. Heraf blev ca tons høstet i Europa - primært i Norge, Frankrig og Irland (TJ Consult, oktober 2011) - mens den resterende mængde blev høstet fra vilde tangpopulationer i Asien. Med ca. 97 % af den samlede globale tangproduktion er Asien altså centrum for den globale råvareforsyning af tang. Figur 6 nedenfor viser den globale akvakulturproduktion af tang på landebasis samt produktionens fordeling på tangarter. Brunalger udgør hovedparten af høsten med Kina som den dominerende producent. Kun 1 % produceres uden for Asien. Side 20