Pia Bro Christensen, Grønt Center, februar 2013

Kort om Grønt Center Grønt Center er et viden- og erhvervsudviklingscenter, hvis primære målgruppe er jordbrugs- og fødevaresektoren, samt den hertil knyttede industri. Idegrundlaget er at skabe højværdi arbejdspladser og merværdi for målgruppen og samtidig opbygge viden og kompetencer. Opgaver: Forsknings-, udviklings- og afsætningopgaver primært indenfor jordbrugssektoren og den tilknyttede industri (jord til bord) Landdistriktsudvikling Råhavegård Service

Nye trends Ny viden Ny teknik Ny biologi Nye ideer Produktudvikling Erhvervsudvikling F&U aktiviteter på GC Iværksættere & Erhvervsliv Netværkspartnere GRØNT CENTER Viden & Proces Eksterne kompetencer Samfund E R H V E R V S F R E M M E

4 Alger hvad er det? - og hvad kan vi bruge dem til?

5 Projektets idégrundlag - algeproduktion har potentiale til at kunne optimere den moderne infrastruktur f. eks.: rense spildevand og drænvand fra marker (binde N og P) til bioforgasning og efterfølgende afgasset biomasse i fremtidens water management systemer som fodergrundlag I biologisk proteinkonvertering fra vegetabilsk til animalsk som kilde til højværdistoffer som CO2-bindere f.eks. CO2 fra forbrændingsluft

6 Hvad er en alge? Omfatter flere store grupper af organismer. mindst 30.000 arter måske 150.000. Makroalger og mikroalger: 2µm 0.5 mm

8 kan lave fotosyntese som landplanter: 6H 2 O + 6CO 2 + lysenergi C 6 H 12 O 6 (glukose) + 6O 2 Her bliver lysenergi til kemisk energi Dvs. at alger er vigtige primærproducenter, der udgør grundlaget for liv i havet og søer og vandløb. Under optimale betingelser kan mikroalger have meget høje vækstrater i enkelte tilfælde er set daglig fordobling af biomassen.

9 Anvendelse af alger Energi Foder Kosttilskud Fødevarer Bioremediering mm.

Bioraffinering/ biomasse 10

Et avanceret køkken Enzymatic modification Milling and separation Oilpressing Bioraf Pilot Plant Filtration Chromatografic separation Steam extr. Spray drying Protein Dyes Carbohydrates Oils Low molecular Energy Plant Aroma constituents fertilizer

12 Algerne på Grønt Center Åbne og lukkede dyrkningssystemer

13 Alger og spildevand Alger har brug for næringsstoffer som kvælstof og fosfor for at kunne vokse. Det er også nødvendigt med et vandigt medie, som de kan leve i.. Det finder man bl.a. på renseanlæg

14 Biologisk rensning Bakterier i biofilm fjerner kvælstof fra spildevandet. Under denitrifikationen mistes nitrat til atmosfæren Med alger kan man fjerne kvælstof og samtidig opsamle og genanvende det. Algerne hæmmer bakteriernes denitrifikation og forekomsten af patogene bakterier

16 AIC forsøg med algebaseret spildevandsrensning Forsøg er udført i efteråret 2011. Ingen tilsætning af CO 2 /regulering af ph Blandingskultur primært bestående af Scenedesmus sp. Batchforsøg Forsøget kørte over 40 dage

Fosfor koncentration (mg/l) 18 3,5 Fosfor fjernelse 3 2,5 2 P (S1) 1,5 P (S3) 1 0,5 0 10-26-2011 11-2-2011 11-9-2011 11-16-2011 11-23-2011 11-30-2011 12-7-2011 Dato

19 Søllested renseanlæg Forsøg udført i efteråret 2012 Startværdi Slutværdi total kvælstof Kar 1 27.4 mg/l 1.4 mg/l Kar 2 23.4 mg/l 1.0 mg/l ammonium Kar 1 25.2 mg/l 0 mg/l Kar 2 20.2 mg/l 0.1 mg/l fosfor Kar 1 3.0 mg/l 1.3 mg/l Kar 2 2.7 mg/l 0.8 mg/l CO 2 Kar 1 9.7 mg/l 0.3 mg/l Kar 2 8.0 mg/l 0.4 mg/l ph-værdi Kar 1 8.1 9.5 Kar 2 8.1 9.9 OD 665nm Kar 1 0.1 0.3 Kar 2 0.1 0.3

20 Lidt fakta om kvælstof 78% kvælstof i atmosfæren 40% af alt tilgængelig kvælstof kommer fra syntetisk kvælstoffiksering En vigtig bestanddel af bl.a. protein og DNA Voksne har et dagligt proteinbehov på omkring 0.75 g/kg/dag Produktion af 1 kg fødevarekvælstof kræver ca. 8 kg kunstgødning

21 Kvælstoffiksering Industriel kvælstoffiksering; Haber-Bosch processen. Gør atmosfærisk kvælstof biologisk tilgængeligt Stort energiforbrug og CO 2 aftryk

Udfordringer 23

Algedyrkning til havs i kombination med vindmølleparker - visualisering

Future planning Pia Bro Christensen Planned great-scale windmill farms in Denmark, April 2011. Ministry of Climate and Environment

Why combine other uses with offshore wind parks? Offshore wind parks in the Baltic Sea a given Spatial efficiency: use synergies Spatial availability: growing competition Economies of Scale

De første vinterprøver Pia Bro Christensen

Rensning af drænvand i minivådområder med alger og bakterier, Trelleborg maj 2011

Algeinnovationscenter Lolland fra problem til ressource 29

Onsevig 30

31 Udfordringer Opskalering og kontinuert drift Høstmetode der kan følge med algernes vækst og samtidig har et lavt energiforbrug Arealforbrug

32 Udfordringer vinteren Algedyrkning om

34 Formål med projektet: Undersøge veje for: Indhøstning og genanvendelse af næringssalte fra drænvand / overfladevand / brakvand. Afprøvning af egnede algearter Udfordringer: Fejlkonstruktion Logistisk problem Vandmangel

35 Perspektivering: Kramnitse pumpestation. Data: 20.000 ha afvandet areal. 40 mil m 3 vand pr år. => 4,6 m 3 /sec. Max cap.: 20 m 3 /sec. => 2 sec for at fylde en stor tankvogn. Kvælstof mellem: 177 til 540 ton pr år.

36 Hvis vi kan udnytte denne ressource kan vi: Med 80 % indvinding: Spare udledning til Østersøen med mellem 140-430 ton kvælstof pr år. Gennemsnit : 285 ton =>12.500 ton algetørstof. Algedyrkningsareal: 1000 ha => 1/20 af det afvandede areal. CO 2 optagelse: ca. 22.000 ton Samtidig kan vi indvinde gødning som kan gøde ca. 2.250 ha landbrugsland. Og ved bioforgasning producere 4.250.000 m 3 biogas. (65% CH 4 ). Heraf 1.500.000 m 3 CO 2 =>3.000 ton. Energien udgør: 42 gwh fordelt på: 17 gwh El (antages forbrugt til anlæggets drift 4 mw kont. I 6 mdr) 25 gwh varme som typisk kan opvarme 1000 husstande.

Fra den indhøstede biomasse kunne der også produceres protein svarende til et hvedeareal på mellem 1000-1500 ha. 37

38 Solen er motoren, fremtiden bliver biobaseret og også CO 2 bliver en begrænset ressource i morgendagens samfund. Vi ved nu meget mere om algernes potentialer og om, hvor i samfundet vi kan integrere algebaseret teknologi. Algeproduktion er biologiske forarbejdningssystemer der recirkulerer næringsstoffer. Derfor leverer algerne nogle af de bedste bud på, hvordan vi skaffer den biomasse, vi i fremtiden skal bruge til: Farmaceutiske/medicinske produkter Fødevarer og foder Kulstofforbindelser til industriel non-food produktion (her har vi ingen erstatningsmuligheder i dag!) Energi Der bliver behov for at teste og udvikle mange nye værdikæder.

Læs mere på www.algaeinnovation.org Og www.submariner-project.eu