NOTAT DEN BLÅ BIOMASSE. potentialet i danske farvande DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER. Bestilt af Klimakommissionen 2010 AU AARHUS UNIVERSITET

NOTAT DEN BLÅ BIOMASSE potentialet i danske farvande Bestilt af Klimakommissionen 2010 DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER AU AARHUS UNIVERSITET

NOTAT DEN BLÅ BIOMASSE potentialet i danske farvande Bestilt af Klimakommissionen 2010 Annette Bruhn, DMU Michael Bo Rasmussen, DMU med bidrag fra Karin Svane Bech, Teknologisk Institut DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER AU AARHUS UNIVERSITET

Datablad Titel: Undertitel: Forfattere: Afdeling: Udgiver: URL: Den blå biomasse - potentialet i danske farvande Notat rekvireret af Klimakommissionen Annette Bruhn & Michael Bo Rasmussen Afdeling for Marin Økologi Danmarks Miljøundersøgelser Aarhus Universitet http://www.dmu.dk Udgivelsesår: Februar 2010 Redaktion afsluttet: Januar 2010 Faglig kommentering: Bo Riemann Finansiel støtte: Bedes citeret: Klimakommissionen Bruhn, A., Rasmussen, M.B. & Bech, K.S. 2010: Den blå biomasse potentialet i danske farvande. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet. 28 s. Gengivelse tilladt med tydelig kildeangivelse Emneord: Layout: Forsidefotos: Blå biomasse. Akvatisk biomasse. Makroalger. Bioenergi. Grafisk værksted, DMU Silkeborg Peter Bondo Christensen (Laminaria sp. og Ulva lactuca) og Annette Bruhn. Sideantal: 28

Indhold Forord 5 1 Den blå biomasse 6 1.1 Alger 6 2 Teknologien - fra dyrkning til energi 8 2.1 Makroalger 8 2.2 Mikroalger 13 3 Potentialet i danske farvande 15 3.1 Ledige dyrkningsarealer 15 3.2 Velegnede algearter og deres produktionspotentialer 16 3.3 Økonomi 17 4 Bæredygtighed 19 4.1 Potentielle positive effekter af algedyrkning 19 4.2 Potentielle negative konsekvenser 20 5 Fremtiden klima og miljøforandringer 21 5.1 Temperaturstigninger 21 5.2 CO 2 og ph 21 5.3 Tilgængelighed af næringsstoffer 21 6 Konklusioner og anbefalinger 23 6.1 Konklusioner 23 6.2 Anbefalede fokus områder indenfor fremtidig forskning 23 6.3 Kontroversielle spørgsmål 24 7 Litteratur 25 8 Appendix 28 Danmarks Miljøundersøgelser

Forord Dette notat er udarbejdet af Danmarks Miljøundersøgelser for Klimakommissionen. Teknologisk Institut har bidraget med viden omkring høst og forarbejdning af makroalger. DTU-Aqua har bidraget med oversigtskort over arealanvendelsen af danske farvande. Notatet omhandler potentialet af den blå biomasse i Danmark, med fokus på dyrkning og udnyttelse af makroalger. Potentialet i mikroalger er nævnt, mens potentialet i vandlevende blomsterplanter ikke er inddraget. Notatet inkluderer en beskrivelse af ressourcen og status på den tilknyttede teknologi fra dyrkning til energikonvertering. Med udgangspunkt i to relevante danske arter: Sukkertang (Saccharina latissima) og søsalat (Ulva lactuca), er energipotentialet ved en potentiel produktion af makroalger i danske farvande estimeret. Det økonomiske aspekt heraf er belyst ved kort sammendrag af fire større internationale rapporter. Bæredygtigheden i udnyttelsen af den blå biomasse er kort diskuteret, ligesom potentielle effekter på produktionen af fremtidige ændringer i klima og næringsforhold. Afslutningsvis er der præsenteret en række fokusområder for fremtidig forskning. Da teknologier til dyrkning af blå biomasse i storskala under danske forhold og til energikonvertering af biomassen formentlig vil undergå voldsom udvikling, er estimater for produktion og økonomi behæftet med en vis usikkerhed. Silkeborg, d. 31. januar 2010. Michael Bo Rasmussen og Annette Bruhn 5

1 Den blå biomasse Begrebet den blå biomasse eller akvatisk biomasse bruges til at karakterisere biomasse fra vandmiljøet, modsat den grønne biomasse, der stammer fra landjorden. Den blå biomasse har de seneste år fået stigende politisk og forskningsmæssig opmærksomhed som potentiel kilde til bl.a. vedvarende energi, foder til dyr, fisk, fjerkræ, og fødevarer for mennesker. Produktionspotentialet er stort og produktionen er ikke er i konflikt med den landbaserede produktion af biomasse til fødevare-, foder og energi. Den blå biomasse kan omfatte alt organisk materiale fra vandmiljøet, men bruges typisk til at beskrive vandets plantebiomasse, algerne både de mikroskopiske éncellede alger (mikroalger/ planteplankton) og storalgerne (makroalger/tang). Vandlevende blomsterplanter fra ferskvand, fx vandhyacinter, er ikke inddraget i dette notat. 1.1 Alger Alger er vandlevende organismer, der ligesom planter lever af fotosyntese. Ved fotosyntesen omdannes CO 2 og vand til sukkerstoffer og ilt ved hjælp af solens energi. Ligesom planter har alger udover CO 2, vand og lys brug for næringsstoffer (især kvælstof og fosfor) og vitaminer. Alger inddeles på baggrund af deres størrelse og kompleksitet i makroalger og mikroalger. Makroalger Makroalger, også kaldet tang, er flercellede organismer, der lever i havvand. Størrelsen ligger mellem få millimeter og op til over 30 meter. I Danmark findes i alt ca. 500 arter af makroalger. Makroalger kan være både etårige eller flerårige, og inddeles i tre overordnede grupper på baggrund af deres farve: Grønalger (Chlorophyceae), rødalger (Rhodophyceae) og brunalger (Phaeophyceae) (Figur 1). De forskellige grupper har forskellige typer af livscyklus, hvoraf nogle er komplicerede og fx. omfatter vekslen mellem flere livsformer, der er i visse tilfælde er væsentligt forskellige. Makroalger formerer sig ved sporedannelse. Sporerne frigives fra de modne alger, og sætter sig fast (settler) på et substrat, hvorfra de vokser videre. Dette substrat kan være sten, muslinger, andre alger etc. Makroalger kan også bringes til at settle på liner, der efterfølgende kan sættes ud i åbent vand (Figur 1, midten). 6

Figur 1. Eksempler på danske makroalger: Venstre billede: (Palmaria palmata) rødalge. Midten: Sukkertang (Saccharina latissima) brunalge, og højre billede: søsalat (Ulva lactuca), der er en grønalge. De hurtigst voksende makroalger, fx søsalat, har vækstrater på op til 40% om dagen under optimale betingelser (Pedersen and Borum 1996). Makroalge biomasse indeholder typisk mellem 80 og 90% vand. Tørstoffet udgøres generelt af 1-2% fedt (lipider), 10-30% protein og op til 60% kulhydrater. Resten (10-30%) er typisk mineraler (aske). Kulhydraterne findes både i cellevæggene og som oplagsnæring i cellerne. Algekulhydrater er væsentligt forskellige fra de kulhydrater, der forekommer i planter og varierer mellem de tre overordnede grupper af makroalger (Percival 1979). Det høje indhold af kulhydrater gør makroalger interessante i en energimæssig sammenhæng. Kulhydraterne kan forgæres til bl.a. bioethanol, biogas og butanol. Indholdet og sammensætningen af kulhydrater i makroalger varierer mellem arter og udviser stor årstidsvariation (Black 1950, Lamare and Wing 2001), og dette er afgørende for valg af høsttidspunkt. Mikroalger Mikroalger, eller planteplankton, er éncellede organismer, der lever både i ferskvand og i havvand. De findes i alle størrelser mellem 0,5 mikrometer og 2 millimeter. Mikroalger kan have meget høje vækstrater; visse arter kan mere end fordoble deres biomasse hver dag. Mikroalger ophober lipider som energidepoter i cellerne. Afhængig af vækstbetingelser kan mikroalger indeholde lipider svarende til op til 70% af deres tørvægt (Chisti 2007), normalt dog op til ca. 30%. Lipiderne kan omdannes til biodiesel. 7

2 Teknologien - fra dyrkning til energi 2.1 Makroalger 2.1.1 Dyrkning Makroalger dyrkes og høstes i dag til produktion af bl.a. fødevarer, tilsætningsstoffer, kosmetik, foder og gødning. Produktionen er stigende og den nuværende årlige produktion skønnes af FN s fødevare og landbrugs organisation, FAO, at være på 12 millioner tons/år, svarende til 6,8 milliarder $ (FAO 2008) mod 8 millioner tons (6 milliarder $) i 2003 (McHugh 2003). Den overvejende del af produktionen af makroalger er dyrkede alger, hvoraf langt størstedelen dyrkes til havs, og en mindre del i landbaserede dyrkningssystemer. En mindre del høstes fra naturlige populationer, og denne andel er faldende, nogle steder på grund af overhøstning i områder med nedgang i algeforekomsten til følge (fx i Frankrig). I andre områder, fx Norge er bestandene af de store brunalger gået tilbage, muligvis som indirekte følge af klimaændringer (Moy et al. 2008). I Danmark forekommer de store brunalger primært i spredte populationer på de danske fredede stenrev og hér vil der ikke være basis for høst fra naturlige populationer. Derimod findes store naturlige forekomster af hurtigtvoksende alger som søsalat, sargassotang (Sargassum muticum) og Graciliariatang (Gracilaria vermicullophylla) i lavvandede beskyttede områder i Danmark. Ofte er denne biomasse til gene bl.a. fordi den rådner og lugter og fordi den blokerer for sejlads. DMU anslår på baggrund af data fra det nationale overvågningsprogram, at der vil kunne høstes 100.000 tons søsalat (tørvægt) om året i Danmark. Konsekvenserne på det omgivende miljø af høst af alger i lavvandede områder i Danmark kendes ikke og bør undersøges, hvis man vælger at udnytte denne biomasse ressource. Sargassotang og Gracilariatang er begge invasive arter (Thomsen et al. 2007), og må ikke dyrkes i danske farvande. Ved dyrkning af makroalger i åbent hav fremstiller man settlings-liner i klækkerier på land, hvor modne makroalger frigiver sporer, som bringes til at settle på liner eller net. Når de settlede alger når en størrelse på et par centimeter, sættes linerne ud i dyrkningssystemer i havet. Denne dyrkningsform er relativt billig, da algerne ernærer sig ved naturligt lys, og de næringsstoffer, der findes i havvandet. Flere danske arter, bl.a. sukkertang (Saccharina latissima) er velegnet til denne dyrkningsform (Bolton and Luning 1982, Buck and Buchholz 2004), og dyrkes herhjemme omend i begrænset omfang (Skøtt 2009). Der er flere problemer forbundet med denne dyrkningsform, fx overbevoksning af alger og tovværk med uønskede organismer (blåmuslinger, søpunge eller andre algearter), men de fysiske kræfter til havs stiller store krav til konstruktionen af dyrkningssystemerne. I Asien har man forskellige linesystemer, der fungerer i beskyttede områder. Men en robust og effektivt konstruktion, der kan modstå hårdt vejr under danske forhold er endnu ikke ud- 8

viklet, skønt der er gennemført lovende forsøg i Nordsøen (Buck and Buchholz 2004). I USA har man tidligere arbejdet på at optimere biomasse udbyttet i kystnære dyrkningssystemer ved at skifte mellem to arter, en sommerart (S. latissima) og en vinterart (Gracilaria sp.) (Chynoweth 2002). 2.1.2 Integreret akvakultur Dyrkning af alger i landbaserede systemer har høje energiomkostninger, der ikke vil kunne oppebæres alene ved værdien af biomasse til energi. Men algedyrkning kan med fordel kombineres med andre typer akvakultur, både fisk og skaldyr. Dette gælder såvel i landbaserede opdrætssystemer som i åbent vand. Algerne renser det iltfattige, men næringsrige spildevand fra fisk og skaldyr, idet de optager dyrenes affaldsprodukter: kvælstof, fosfor og CO 2. Til gengæld tilfører algerne vandet ny ilt og kan evt. også indgå som foder til både fisk og skaldyr (Chopin et al. 2001, Robertson-Andersson et al. 2008). I havbaserede systemer for integreret akvakultur kan alger potentielt bidrage til lokal forbedring af miljøtilstanden, igen ved at fjerne kvælstof, fosfor og CO 2, og ved at tilføre ilt (Gao and Mckinley 1994). 2.1.3 Høst og forbehandling Høst af makroalger foregår typisk ved at opsamle allerede fritflydende alger på transportbånd hvorefter biomassen samles i opbevaringsbeholdere. Opsamlingsenheden kan enten etableres fast i for eksempel vækstbassiner, men kan også monteres på både eller pramme. Der er omfattende erfaring med at høste akvatisk biomasse til naturgenopretning i blandt andet Victoriasøen, men også flere steder i Norden bliver høst af alger brugt til naturgenopretning. Høst af makroalger foregår desuden også på industriel skala blandt andet til fødevarer samt tilsætningsstoffer som hydrocolloider i både Asien og Europa. I Norge høstes Laminaria (store brunalger) fra både ved at skære det øverste af algerne, mens det i Frankrig foregår ved at vikle et redskab omkring algerne for derefter at hive dem fri ved deres vedhæftning. Disse steder foregår høstningen ofte fra pramme/både, der har mulighed for at få installeret både klippe- og samleenheder. Ubehandlet akvatisk biomasse indeholder store mængder vand og forrådner hurtigt. Det er derfor vigtigt, at biomassen umiddelbart efter høstning gøres korttidsstabil ved at få vandindholdet ned på 20-30%. Det kan gøres ved at udsætte algerne for mekanisk presning i en skruepresse eller at centrifugere biomassen i for eksempel en disc stack, decanter eller sedicanter centrifuge, hvor vand og algebiomasse kontinuert kan separeres. Slutproduktet fra disse centrifuger har typisk et tørstof indhold på mellem 12% og 35% og omkostningerne til separationsmetoden er forholdsvis lave. Separationen af 1 m 3 vand med alger i en disc stack centrifuge bruger således omkring 0,5-1 kwh. Presningen i skruepresse kan nedbringe vandindholdet til ca. 70-80% ved en enkelt presning og kan eventuelt nedbringes yderligere ved en ekstra presning. Biomassen bliver desuden delvist neddelt under presningen, så videre neddeling i eksempelvis hammermøller ikke er nødvendig. Den endelige tørring, der gør biomassen lagerstabil (vandindhold på ca. 10-15%), kan foretages på en båndtørrer eller i en tromletørrer med overhedet damp. 9

Afhængigt af hvad algebiomassen skal anvendes til, kan det i nogle tilfælde være nødvendigt at fjerne salt fra algebiomassen. Skal algebiomassen anvendes til afbrænding er salt et problem på grund af risiko for korrosion af metaldele i udstyret, og på grund af dannelse af slagger. Hvis biomassen derimod skal anvendes til biogas produktion er betydningen af salt i biomasse mere uklar. Saltindholdet kan til en vis grad nedbringes ved nedsænkning af biomassen i ferskvand eller sprayning af biomassen med ferskvand. Foreløbige resultater fra Danmarks Miljøundersøgelser viser, at nedsænkning af søsalat (Ulva lactuca) biomasse i ferskvand 7 gange kan nedbringe saltindholdet til omkring 2-4. Denne reduktion i saltindhold anses for at være betydelig og kan øge biomassens kvalitet. Afsaltningen kan eventuelt foregå i forbindelse med høsten af algerne. Således ville høstningen og afsaltningen ende med en biomasse, der umiddelbart kan tørres. Det er ligeledes vist, at det er muligt at fjerne meget salt fra Ulva rigida ved forskellige sprøjteteknikker, hvoraf den mest effektive teknik er at sprøjte biomassen diskontinuert med ferskvand. Skal akvatisk biomasse være et realistisk alternativ til produktion af vedvarende energi er det vigtigt at leverancen er stabil. Da energiværdien afhænger af arterne, biomassens biokemiske sammensætning og dermed årstiden, kan det være nødvendigt at høste visse arter på ét bestemt tidspunkt af året. For at kunne håndtere og lagre akvatisk biomasse er det vigtigt at kunne komprimere den. Forsøg på Teknologisk Institut har vist, at det er muligt producere piller af meget høj kvalitet af tørret søsalat. Pelleteringen af biomasse kan foregå i to forskellige typer pelleteringsmaskiner, der primært adskiller sig ved udformningen af matricen, hvor pillerne produceres. Et alternativ til den energikrævende tørring og presning af piller, kunne være at ensilere den våde algebiomasse, som man gør med græsafgrøder. Denne proces og dens effekt på kvaliteten af akvatisk biomasse er endnu ikke undersøgt. 2.1.4 Energikonverteringsteknologier Det energipotentiale som en algebiomasse repræsenterer, er den organiske del som via fotosyntesen bliver dannet på baggrund af algernes CO 2 optagelse. Energikonverteringen er således i princippet CO 2 neutral. Omdannelsen af akvatisk biomasse til energi kan ske på flere forskellige måder som illustreret i figur 2. Mikroalger anvendes i dag primært til fremstilling af biodiesel på baggrund af deres høje indhold af lipider mens makroalger som kun har et lavt indhold af lipider fortrinsvis kan anvendes til fremstilling af ethanol, butanol eller biogas på grund af deres høje indhold af kulhydrater. De kan også pyrolyseres til andre former for flydende brændstof, eller brændes direkte efter tørring. En generel udfordring ved den blå biomasse er et højt vandindhold (80-90%), og et højt indhold af salte. Biogas På samme måde som organisk materiale fx kløver, gylle og halm kan omdannes til biogas ved anaerob nedbrydning, kan akvatisk biomasse udnyttes til produktion af biogas. Det har den fordel, at man kan anvende våd biomasse, og omkostninger til tørring af biomassen herved spares. 10

Biogas potentiale er undersøgt for en del makroalger og generelt giver brunalger størst udbytte, grønalger lidt mindre og rødalger mindst. Udbyttet ligger omkring 150-300 ml CH 4 g askefri tørvægt -1 (Gunaseelan 1997, Chynoweth 2002, Vergara-Fernandez et al. 2008). I Danmark viser forsøg med søsalat på DTU-Risø et udbytte på 271 ml CH 4 g askefri tørvægt -1, hvilket er sammenligneligt med produktionen fra gylle og landbaserede energiafgrøder (Bruhn et al. in prep). Mikroalger Lipid ekstraktion Transesterificering Biodiesel Akvatisk biomasse Makroalger Fermentering Anaerob nedbrydning Alkohol fermentering Biogas Ethanol Butanol fermentering Butanol Pyrolyse Bio-olie Forbrænding Figur 2. Teknologier til energikonvertering af akvatisk biomasse. Internationalt er der kun udført enkelte forsøg i større skala med biogas fra makroalger. Et af disse forsøg er udført i Japan, hvor The Tokyo Gas Company Ltd har bygget et anlæg, der kan behandle 1 ton alger pr. dag. Som råmateriale anvender anlægget både søsalat (Ulva sp.) og brunalger (Laminaria sp). Anlægget er opbygget af følgende hovedelementer: Et forbehandlingsanlæg, hvor algerne bliver findelt og tilført vand. Et forfermenteringsanlæg, hvor syreindholdet i algeopløsningen forøges. Et fermenteringsanlæg, hvor biogassen bliver produceret. Et anlæg, der fjerner svovlbrinte. Et opbevaringsanlæg for biogassen og endelig et anlæg, der omsætter biogassen til elektricitet. Omsætningen af algerne til biogas tager ca. en måned og udbyttet var for brunalgerne 22 m 3 methan og for søsalat 17 m 3 per ton algebiomasse (vådvægt). Den producerede biogas bestod af 60% methan og 40% CO 2 (Matsui 2006). Anlægget kørte kontinuerligt over en periode på henholdsvis 150 dage for Laminaria sp. og 70 dage for Ulva sp. Restproduktet fra produktionen blev tørret og brugt som gødning. Væsentlige udfordringerne i biogasproduktionen fra blå biomasse ligger i at mængden af salte og svovl i algebiomassen hæmmer den mikrobielle nedbrydningsproces, og i logistikken omkring transport af råvarerne, og fjernelse og udnyttelse af de forholdsvis store mængder restprodukter. Det anslås, at fremtidig optimering af forbehandling og processdesign kan resultere i et stigende gasudbytte med op til 50% (Seniorforsker 11

Henrik B. Møller, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet personlig kommunikation). Bioethanol En stor del af den bioethanol produktion, der foregår i dag, er baseret på biomasse fra landjorden, fx majs og sukkerrør, der indeholder sukker, stivelse og cellulose. Alger udgør imidlertid et alternativ til disse råmaterialer, idet specielt makroalger indeholder op til 60% kulhydrater, heraf kun lidt cellulose og næsten ingen lignin. En stor del af kulhydraterne er strukturelle kulhydrater: fibre, der er bundet i algernes cellevægge og som generelt er svært nedbrydelige. En anden del forekommer som energireserver i cellerne i form af stivelse hos grønalger, laminarin og mannitol hos brunalger og som rødalgestivelse hos rødalger. På nuværende tidspunkt er der ikke en industriel produktion af bioethanol baseret på algebiomasse, men en række laboratorieforsøg har vist, at det er muligt at omsætte en del af kulhydraterne i algerne fra bla. S. latissima.og U. lactuca til bioethanol (Horn et al. 2000, Isa et al. 2009, Adams et al. 2009). Det er pt. muligt at forgære laminarin og mannitol, der tilsammen kan udgøre op til 50% af tørstoffet af sukkertang, til ethanol med en effektivitet på op til 43% (Horn et al. 2000). Forgæring af det sidste væsentlige kulhydrat i sukkertang, alginat, er endnu ikke lykkedes, men anses som et realistisk mulighed. Fra søsalat har ethanol udbyttet hidtil været beskedent, ca. 3% (Isa et al. 2009). Udfordringerne i ethanolproudktionen ligger i nedbrydningen af algernes specielle kulhydratkæder til frie forgærbare sukkerstoffer, og i forgæring af pentose (C5) sukre. Dertil kommer at salt i biomassen hæmmer forgæringsprocessen. Fremtidens mål er derfor udvikling af enzymer til nedbrydning af biomassen, optimering af forgæring med nye mikroorganismer og identifikation af nye salttolerante mikroorganismer. Seniorforsker Anne Belinda Thomsen (DTU-Risø) vurderer, at der i fremtiden vil kunne opnås et ethanol udbytte på fem gange det nuværende. Det vil svare til konvertering af 50% af de 60% kulhydrater i søsalat. Butanol En proces til forgæring af biomasse til butanol er i udvikling, og vil sandsynligvis også kunne anvendes til akvatisk biomasse (Seniorforsker Anne Belinda Thomsen DTU-Risø, pers. kom.). Butanol er, ligesom ethanol, et flydende brændstof. Forbrænding, forgasning og pyrolyse Andre former for energikonvertering som forbrænding, forgasning og pyrolyse er i de senere år blevet undersøgt, primært med brunalger (Ross et al. 2008, Ross et al. 2009). I forbindelse med et dansk PSO projekt (Energy production from marine biomass (Ulva lactuca)) er forbrændingen af søsalat (U. lactuca) blevet undersøgt. Resultaterne fra søsalat stemmer overens med resultaterne for brunalger: Biomassen har et askeindhold på 14-35%. Til sammenligning har halm og træ typisk et askeindhold på henholdsvis 6% og under 1% (Bruhn et al. in prep, Bech 2009). Algebiomassens høje indhold af alkalikomponenter kan give væsentlig problemer med dannelse af slagger, og korrosion af forbrændingsanlæg. Anvendelse af algebiomasse i forbrændingsanlæg anses derfor for at være problematisk. En anden form for energikonvertering er gasifikation, som er en endotermisk proces, hvor biomassen i en reaktor omdannes til gasser som CO og H 2. Denne proces er imidlertid bedst egnet til anven- 12

delse på biomasse med et lavt vandindhold og anses derfor ikke som velegnet til algebiomasse. Pyrolyse er en kemisk spaltning af et materiale ved hjælp af varme og uden tilførsel af ilt. Allerede i 1920 blev en række stoffer som olie, creasoler, fenoler, kulbrinter og alkoholer udtrukket fra store brunalger i USA ved pyrolyse. Senere i 1926 blev der gjort forsøg med at starte en produktion op med tørret Laminaria, hvor der blev produceret kulbrinter, tjære og blandinger af ammoniumsulfat. Produktionen blev imidlertid stoppet, idet det ikke var økonomisk rentabelt bl.a. som følge af problemer med et højt vandindhold i algerne, for store transportomkostninger samt problemer med adskillelse af de enkelte kemiske komponenter. I øjeblikket arbejdes der på DTU med den såkaldte flash-pyrolyse, der gør det muligt at omdanne cirka halvdelen af energiindholdet i halm til olie (Skøtt 2008). På længere sigt kan denne metode måske også anvendes på algebiomasse. 2.2 Mikroalger 2.2.1 Dyrkning af mikroalger Mikroalger dyrkes og høstes til fremstilling af bl.a. bioplastik, farvestoffer, helsekostprodukter, kosmetik, foder til opdræt af fisk og skaldyr. Algerne dyrkes på land enten i åbne systemer, kaldet raceways, eller i lukkede systemer, fotobioreaktorer. De åbne systemer er billigst i drift, men har en lavere produktion og en større risiko for kontaminering af algekulturen med uønskede organismer. De lukkede systemer giver en høj koncentration af biomasse, mulighed for helt rene monokulturer af én bestemt fordelagtig alge og mulighed for fuld kontrol over vækstparametre, som lys, temperatur, salinitet, gasudveksling og næring (Mata et al. 2010). Til gengæld er der større energiomkostninger forbundet med lukkede systemer, og omkostningerne kan pt. kun forsvares ved dyrkning af mikroalger til specifikke produkter af høj værdi. Indenfor det seneste årti er interessen for produktion af mikroalger eksploderet på grund af potentialet for at omdanne mikroalgernes lipider til biodiesel. Produktionen af mikroalger har hidtil fundet sted i varme områder med stabil sol indstråling hele året, fx Hawaii, Israel, Indien og Thailand. Men både i Holland og i Tyskland, så nordligt som Hamborg, eksperimenteres nu med udendørs algedyrkning i lukkede anlæg. Sammenlignet med andre olieholdige afgrøder er der et stort potentiale i produktion af biodiesel fra mikroalger, med høj produktion per landareal (Tabel 1). Som alternativ til landbaseret dyrkning af mikroalger, ønsker man på Lolland at teste det såkaldte OMEGA koncept (Off-shore Membrane Enclosures for Growing Algae), hvor ferskvandsmikroalger tænkes dyrket i åbent hav i store poser fremstillet af semipermeable membraner (se http://wind-sea-algae.org). Mikroalger producerer især en stor mængde lipider, når de udsættes for fysiologisk stress. Stress kan være forårsaget af kvælstofmangel eller ændringer i saltholdighed i mediet. Under stressede betingelser falder algernes vækstrater, og i mange miljøer arbejdes på at optimere forskellige arter eller stammer af alger, bl.a. gennem genmodifikation, så de kan producere en stor mængde lipider og samtidig opretholde en høj vækstrate. 13

Tabel 1. Sammenligning af mikroalger med andre råmaterialer til fremstilling af biodiesel (Mata et al. 2010). 2.2.2 Høst og forbehandling af mikroalger Mikroalger høstes ved centrifugering eller ved brug af et båndfilter. Algekulturen kan før høst bringes til at bundfælde (flokkulering), hvilket mindsker vandindholdet forud for den mekaniske separering af vand og biomasse. Biomassen kan herefter tørres, fx spraytørres, og opbevares som pulver. Høst og forbehandling af mikroalger er energikrævende. 2.2.3 Energi fra mikroalger I modsætning til makroalger indeholder en række mikroalger betydelige mængder lipider, der kan omdannes til biodiesel. I laboratoriedyrkede mikroalger kan indholdet af lipider være helt op til 70% af tørvægten (Chisti 2007), men i praktisk industriel skala regnes der ikke med et større udbytte end 30%. Lipiderne udtrækkes fra algerne ved presning eller ved hjælp af et organisk opløsningsmiddel som hexan. Omdannelsen af lipider, som hovedsagligt består af triglycerider, til biodiesel sker ved en så kaldt transesterificering. Ved denne proces sker en reaktion mellem triglyceriderne og en alkohol, typisk metanol, hvorved der dannes fedtsyre-alkyl-estere (biodiesel) og glycerol. Ved at bruge katalysatorer som NaOH eller KOH og enzymer som lipase forløber processen hurtigere. Den kemiske reaktion er følsom overfor tilstedeværelse af vand, idet der herved kan ske en forsæbningsreaktion, som kan reducere udbyttet og kvaliteten af biodieselen. Biodiesel fra mikroalger adskiller sig fra andre typer af biodiesel ved at være rig på fler-umættede fedtsyrer. Det medfører, at den lettere iltes og derfor er svær at opbevare i længere tid. I forhold til den europæiske dieselstandard er mængden af umættede fedtsyrer generelt for høj i biodiesel fra alger. Mængden af umættede fedtsyrer kan dog forholdsvis let reduceres ved en delvis katalytisk hydrogenering. Mikroalger vil også kunne udnyttes til produktion af biogas, men fokus ligger på produktion af biodiesel, da diesel er et flydende brændstof med en højere energitæthed. 14

3 Potentialet i danske farvande I dette afsnit fokuseres på udnyttelse af store brunalger dyrket til havs og søsalat høstet fra naturlige populationer, eller dyrket i bassiner eller lavvandede områder. Potentialet for dyrkning og udnyttelse af mikroalger i Danmark er ikke forsøgt estimeret. Energipotentialet ved dyrkning af mikroalger i Irland i 2020 er estimeret til <500 til 79.400 GJ afhængig af indsatsen indenfor forsknings- og udvikling (Bruton, et al 2009, s. 54-57). 3.1 Ledige dyrkningsarealer Danmarks marine areal, Dansk Eksklusiv Økonomisk Zone (EEZ), udgør ca. 106.000 km² (By- og Landskabsstyrelsen) (figur 3). De udpegede habitat- og fuglebeskyttelsesområder (Natura 2000 områder) udgør ca. 18% af den danske EEZ. Hertil kommer en række andre anvendelser af de marine farvande så som råstofindvinding, sejlads, havmølleparker, oliefelter mm. Samlet udgør områder med restriktioner ca. 32% af den danske EEZ, svarende til 33.920 km². Det potentielt anvendelige areal til dyrkning af marin biomasse udgør således ca. 72.080 km². Her er ikke taget hensyn til praktisk anvendelighed betinget af fiskeri eller oceanografiske, bathymetriske og vandkemiske forhold fx. salinitet, strøm, bølger, dybde, bundforhold og næringssaltkoncentrationer. Disse forhold bør kortlægges nøje forud for beslutninger om placering af algedyrkningsanlæg. Figur 3. Arealanvendelse af det marine område inden for Dansk Eksklusiv Økonomisk Zone (EEZ). Baseret delvis på DTU- Aqua (http://gis.dfu.min.dk/website/havbrug/viewer.htm). 15

3.2 Velegnede algearter og deres produktionspotentialer Med henblik på udnyttelse af marin biomasse til energi i Danmark er to makroalger umiddelbart bedst egnede: Den store flerårige brunalge sukkertang (Saccharina latissima) og den énårige grønalge søsalat (Ulva lactuca). Begge forekommer naturligt i danske farvande. Sukkertang kan dyrkes på reb i åbent hav, og indeholder op til 60% kulhydrater (Black 1950), der kan omsættes til biogas, eller bioetanol. Produktionspotentialet for S. latissima i Nordsøen er estimeret til 20-50 tons tørvægt ha -1 år -1 (Reith et al. 2005). I Irland benyttes 20 tons tørvægt ha -1 år -1 i en tilsvarende beregning af potentialet i den blå biomasse (Bruton et al. 2009), mens tilsvarende beregninger fra Skotland eller præliminære erfaringer fra Danmark er mere forsigtige og nævner henholdsvis 13 og 3,5 10 tons tørvægt ha -1 år -1 (Kelly and Dworjanyn 2008, Skøtt 2009). Søsalat kan dyrkes i bassiner, i lavvandede områder eller høstes fra naturlige populationer. Den har en høj vækstrate, op til 40% pr. dag, og indeholder som sukkertang op til 60% kulhydrater(de Padua et al. 2004, Ortiz et al. 2006)., der kan omsættes til biogas eller i et vist omfang til bioetanol (Isa et al. 2009). Produktionspotentialet af søsalat i landbaserede systemer i Danmark ligger på ca. 45 tons tørvægt ha -1 år -1 (Bruhn et al. in prep). Det skønnes, at der i Danmark årligt kan høstes 100.000 tons søsalat (tørvægt) fra naturlige populationer (beregnet på baggrund af data fra det nationale overvågningsprogram). To hurtigtvoksende arter af makroalger er indvandret til danske farvande i nyere tid: Brunalgen Sargassotang (Sargassum muticum) og rødalgen Brunlig Gracilaria tang (Gracilaria vermiculophylla) (Thomsen et al. 2007). Begge er velegnede til biogasproduktion, og vil evt. kunne indgå i en vekselkultur med sukkertang (Chynoweth 2002) eller de kan høstes fra naturlige forekomster. De to arter vil dog være kontroversielle at udnytte, endsige dyrke, i kraft af deres status som invasive arter. Potentialet for produktion af biomasse og energiudbytte for sukkertang og søsalat fremgår af tabel 2. I tabellen er skitseret to produktionsniveauer for hver af de to makroalger, lav eller høj. Værdierne er valgt på baggrund af de førnævnte rapporter. Ligeledes er skitseret to teknologiscenarier. I 2010 scenariet er effektiviteten af teknologier til konvertering af biomassen til ethanol eller biogas på nuværende stadie. Scenariet for 2040 udtrykker en udvikling af ethanolforgæringen af søsalat, hvor 30% af de i alt 60% kulhydrater i tørstoffet kan omdannes til ethanol (seniorforsker Anne Belinda Thomsen, DTU-Risø, pers. kom.). For sukkertang satser 2040 scenariet på, at også alginat-komponenten i sukkertangen kan udnyttes til ethanol, ud over laminarin og mannitol. Mht til biogas forudsætter 2040 scenariet en optimering af biogasproduktionen på 50% (seniorforsker Henrik B. Møller, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, Aarhus Universitet pers. kom.). 16

Tabel 2. Energiudbytte per arealenhed per år (GJ/ha/år). Værdier til grundlag for beregning findes i tabel A1-A2 i Appendix. Energi per areal Produktionsniveau Biomasse Teoretisk Ethanol Biogas (ton dw/ha/år) brændværdi 2010 2040 2010 2040 U. lactuca Lav 20 290 18 89 168 251 (søsalat) Høj 45 653 40 200 377 566 S. latissima Lav 10 166 64 77 87 131 (sukkertang) Høj 50 829 320 383 436 654 Det fremgår, at det største energiudbytte både nu og i fremtiden vil kunne opnås ved konvertering af begge typer algebiomasse til biogas. Dette har samtidig den fordel, at biogasanlæg håndterer våd biomasse og den energikrævende tørring af biomassen således er unødvendig. Brændværdien er vejledende, idet makroalgebiomasse som nævnt tidligere er uegnet til forbrænding. 3.3 Økonomi De følgende økonomiske betragtninger knytter sig udelukkende til dyrkning af store brunalger i åbent hav (tabel 3). Tabellen er et sammendrag af resultater fra større rapporter udarbejdet i Holland (Reith et al. 2005), Skotland (Kelly and Dworjanyn 2008), Irland (Bruton et al. 2009) og USA (Chynoweth 2002). Danmarks pt. eneste tangfarmer, Rasmus Bjerregaard (MARIFOOD) har suppleret med erfaringer fra danske farvande siden opstart i 2008. Økonomien relateres udelukkende til produktionsomkostningerne for biomassen, og inkluderer således ikke omkostninger forbundet med forarbejdning, eventuel lagring og energikonvertering. Priserne er omregnet til danske kroner på baggrund af dagskursen (januar 2010) og er ikke korrigeret for prisændringer, inflation etc. Tabel 3. Estimerede produktionsomkostninger for dyrkning/høst af store brunalger. Reference Kelly & Dworjanyn, 2008 Bruton, et al., 2009 Chynoweth, 2002 Reith, et al., 2005 Bjerregaard, pers. kom., 2009 Nation Skotland Frankrig USA, Florida Holland Danmark, Kattegat Udbytte/ha vådvægt (ww) 130 - - - 23-65 Udbytte/ha tørvægt (dw) 13 20-20-50 3,5-10 Pris/T d.w. (Dkr) 4.230 1.986 580-2.119 18.600 3.000 Etablering/ha (Dkr) 20.156-19.458-18.000 Det fremgår, at den estimerede pris for ét ton makroalgebiomasse (tørvægt) varier med en faktor 10 fra 1.986 Dkr, når den er høstet fra naturlige populationer i Frankrig (Bruton et al. 2009), til 18.600 Dkr, når den er dyrket off-shore i Nordsøen ud for Holland (Reith et al. 2005). Udover værdien som biomasse til vedvarende energi, vil den akvatiske biomasse bidrage med potentielle ikke værdisatte samfunds-services (som CO 2 fangst og fjernelse af næringsstoffer fra havmiljøet) og værdifulde co-produkter som gødningsprodukter, foder protein, farvestoffer, tilsætningsstoffer, bioaktive stoffer, biomaterialer, grønne kemikalier etc. 17

Disse potentialer kan bedre økonomien i udnyttelsen af akvatisk biomasse, der på nuværende tidspunkt ikke er konkurrencedygtig som energi ressource. Det samme gælder for mikroalger (tabel 4), hvor prisen for algebiomasse til produktion af biodiesel pt. er mere end 5 gange så høj som prisen på alternative råvarer som raps- eller palmeolie. Tabel 4. Forskellen på prisen for biomasse til produktion af biodiesel (Borowitzka 2008). "The cost gap" Mikroalger Andre olieholdige afgrøder som raps- eller palmeolie Pris (Dkr./ton) 26.450 3.705-5.290 18

4 Bæredygtighed Generelt betragtes udnyttelse af den blå biomasse som værende et bæredygtigt alternativ til landbaseret biomasse af flere grunde: Dyrkningen optager ikke landarealer, der kan bruges til dyrkning af fødevarer og foder. Man skal ikke bruge vand til kunstvanding. Alger udnytter solenergien bedre end landplanter og giver derfor større udbytte per areal. Alger kan optage CO 2 og næring fra det omgivende miljø. Men samtidig er teknologierne til dyrkning og udnyttelse af den blå biomasse i stor skala endnu ikke udviklet. De samfunds-services som algernes fjernelse af CO 2 fra atmosfæren og næring fra havmiljøet repræsentere, er (endnu) ikke værdisat, og det væld af co-produkter som en stor-skala produktion af akvatisk biomasse ville kunne tilbyde er endnu ikke udforsket. Derfor er det umuligt på nuværende tidspunkt at vurdere bæredygtigheden af hele produktionskæden fra dyrkning til energiprodukt. I stedet er skitseret de potentielle positive og negative konsekvenser på miljø og samfund, som dyrkning og udnyttelse af den blå biomasse kan have: 4.1 Potentielle positive effekter af algedyrkning Dyrkning af alger kan have en række positive effekt på miljøet. Algerne optager og binder ca. 1,8 tons CO 2 for hver tons biomasse (tørvægt) ved deres fotosyntese. Udover CO 2 optager algerne næringsstoffer fra havvandet. Ved produktion af 1 ton alger (tørvægt) kan algerne optage op til 40 kg kvælstof (N) og 2,5 kg fosfor (P) fra det omgivende havmiljø. Ved høst af algebiomassen fjernes disse næringsstoffer fra havmiljøet og dermed kan algedyrkning være med til at reducere eutrofieringen af havet. Ved at udnytte restprodukterne fra en evt. energiproduktion som gødning, kan næringsstofferne føres tilbage på markerne, og substituere for kunstgødningsprodukter, der er energikrævende at producere. Algedyrkningsanlæg i åbent hav kan muligvis bidrage til at forøge den lokale biodiversitet, dels ved at anlægget og algerne kan virke som fasthæftningssubstrat for forskellige dyr og andre alger, og dels ved, at algevegetationen kan fungere som opvækst- og fourageringsområde for en række dyre- og fiskearter. 19

Tabel 5. Potentielle miljøgevinster ved dyrkning af 150.000 tons makroalger (tørvægt). Værdier til grundlag for beregningerne findes i tabel A1-A3 i Appendix. Makroalge Biomasse Produktion Dyrket areal Del af ledigt EEZ Energi (PJ) Fjernet ved høst (art) (ton d.w./år) (ton dw/ha/år) (ha) (%) Biogas Ethanol N (ton) P (ton) % af udledning (DK 2007/2008) CO 2 (10 3 ton) N P CO 2 U. lactuca (Søsalat) 150.000 45 3333 0,05 1,3 0,1 2805 315 270 4,0 12,6 0,001 S. latissima (Sukkertang) 150.000 20 7500 0,1 1,3 1,0 3345 750 270 4,8 30,0 0,001 Ifølge Teknologisk Institut (Projektleder Lars Nikolaisen) skal en biomasse produktion kunne levere minimum 150.000 ton tørvægt om året. Tabel 5 demonstrerer et regneeksempel på det potentielle energiudbytte og miljøgevinst ved dyrkning af denne mængde biomasse som enten søsalat eller sukkertang. I udregningerne er benyttet teknologi-scenariet på 2010 niveau, høj produktion af søsalat og en produktion af sukkertang på 20 t/ha (midt mellem høj og lav ). Det fremgår, at man ved at udnytte et 7.500 ha stort areal til dyrkning af sukkertang (0,1% af det i teorien ledige EEZ) kan producere 1,3 eller 1,0 PJ energi som henholdsvis biogas eller ethanol. Denne produktion har i teorien kapacitet til at fjerne 4-5% af den årlige udledning af kvælstof til indre danske farvande, 12-30% af fosforudledningen og 0,001% af Danmarks samlede CO 2 udledning. Man skal ved placeringen af algedyrkningsplatforme søge at undgå lokal næringsbegrænsning af væksten, ved at sørge for god vand gennemstrømning evt. af næringsrigt bundvand, mindre arealer og evt. mindre tæthed. 4.2 Potentielle negative konsekvenser Algedyrkningsanlæg til havs kan også have negative effekter på miljøet: Løsrevne algefragmenter kan samles på havbunden og skabe lokalt iltsvind under nedbrydning. Algerne kan under bestemte forhold forårsage en lokal produktion af opløst organisk stof, der kan fremme vækst af marine bakterier eller heterotrofe mikroalger og dermed bidrage til øget iltsvind. I lavvandede områder kan det tætte algevegetation skygge for den naturlige flora på havbunden. Den fysiske placering af anlægget kan muligvis være til gene for både migrerende havpattedyr som f.eks. marsvin og sæler, og for skibstrafik og fiskeriinteresser. Det er usikkert i hvilket omfang algefarme kan opbruge næringsstofferne i de naturlige puljer, og derved skabe næringsbegrænsning i området. Hvis det sker, kan det have konsekvenser dels for produktionen og kvaliteten af den dyrkede biomasse, men det kan også have konsekvenser for balancen i det naturlige økosystem i dyrkningsområdet. 20

5 Fremtiden klima og miljøforandringer 5.1 Temperaturstigninger En rapport fra Norge beskriver hvordan bestandene af sukkertang er gået voldsomt tilbage langs de norske kyster siden 1996. Her konkluderes at årsagen kan være indirekte effekter af klimaforandringer. Dels på grund af forhøjede sommertemperaturer i overfladevandet, dels pga. at øget sedimentation hindrer settlingen af nye individer på bunden (Moy et al. 2008). Samme rapport indikerer, at også i Danmark er sukkertangen gået tilbage siden 1996. Modelsimuleringer forudsiger, at i 2099 vil overfladetemperaturen i danske farvande være steget gennemsnitlig 3 grader i forhold til nu. Det kan blive kritisk for visse trin i sukkertangs livscyklus, og grænserne for udbredelsen kan forrykkes nordpå (Muller et al. 2009). Det vides ikke, i hvor stort omfang sukkertang kan tilpasse sig en gradvis temperaturændring, eller om forholdet mellem mulige økotyper vil ændres. I takt med stigende overfladetemperaturer kan vi forvente at se ændringer i vind- og nedbørsmønstre. I vore områder vil de stigende temperaturer give mere nedbør, øge afstrømningen, sænke saltindholdet og formentligt øge belastningen af næringsstoffer fra land. Ændringer i vandets klarhed og overflade temperatur kan være med til at indskrænke dybdeudbredelsen af makroalger som sukkertang (Moy et al. 2008). 5.2 CO 2 og ph En anden forudset følge af klimaforandringer er en stigning i havvandets surhed, altså et fald i ph, forårsaget af det øgede indhold af CO 2 i atmosfæren. Det forventes, at der frem til år 2100 kan ske et fald i ph på 0,2 enhed (Caldeira and Wickett 2003). Denne forsuring vil forrykke ligevægten i bicarbonatsystemet i havvand, således at der bliver et højere indhold af frit CO 2 og en reduceret tilgængelighed af bikarbonat. Langt de fleste makroalger kan udnytte CO 2 som kulstofkilde, og mange kan også udnytte bikarbonat, der i havvand forekommer i langt højere koncentrationer end CO 2. Derfor vil et fald i ph ikke nødvendigvis være til ulempe for alle makroalger, tværtimod, men det kan ændre på konkurrenceforholdene mellem arter, der har forskellige præferencer for CO 2 og bikarbonat. 5.3 Tilgængelighed af næringsstoffer Målet for de nationale vandmiljøplaner har de sidste tre årtier været at reducere den landbaserede udledning af kvælstof og fosfor til havmiljøet. Tilførslen af både kvælstof og fosfor til havet har været faldende siden 1990. Koncentrationen af kvælstof i danske fjorde og kystnære vande er faldet med 13 % mellem 2000 og 2007. Koncentration af fosfor er uændret. I åbne og indre farvande er koncentrationerne af begge næringsstoffer uændrede (Normander 2009). Udover ændringer i de land- 21

baserede udledninger kan klimaændringer indirekte påvirke mængden og frekvensen af udledning af næringsstoffer gennem ændrede nedbørs og afstrømningsmønstre. Ændringer i næringstilgængelighed, kan medvirke til at ændre konkurrenceforholdene mellem mikroalger og makroalger, både direkte og gennem lystilgængelighed. Mikroalger vokser hurtigt ved høje koncentrationer af næring og kan skygge for makroalgerne. Makroalger kan modsat mikroalger generelt optage og lagre næringsstoffer og herefter sulte i flere uger, indtil næringslagrene er udtømt. Derfor kan makroalger have en konkurrencemæssig fordel ved næringsbegrænsning. Fortsat faldende kvælstof og fosfor koncentrationer i danske farvande vil af den grund overvejende betragtes som en fordel for makroalgerne. Vil man undgå næringsbegrænsning af dyrkede makroalger, kan en løsning være integreret akvakultur, hvor algerne optager næringsstoffer frigivet ved produktion af fisk eller skaldyr. 22

6 Konklusioner og anbefalinger 6.1 Konklusioner alger rummer et stort potentiale for produktion af biomasse til vedvarende energi der er pt. begrænset viden om produktionspotentiale, bæredygtighed og økonomi ved storskala produktion af alger i DK til at konkludere, om det er økonomisk og miljømæssigt bæredygtigt at udnytte dette potentiale teknologier til energikonvertering af den blå biomasse kan pt. ikke fuldt udnytte biomassens energipotentiale energikonverteringsteknologier knyttet til den blå biomasse har potentiale for gennembrud inden 2040 bæredygtighed og økonomien i udnyttelse af den blå biomasse til energi vil styrkes ved samtidig at udnytte den blå biomasse til o miljøforbedring (fjernelse af kvælstof, fosfor og CO 2) o produktion af højværdiprodukter (foderprotein, fødevareingredienser, bioaktive stoffer, pigmenter etc.). 6.2 Anbefalede fokus områder indenfor fremtidig forskning analyse af potentialet for samfundsmæssig og økonomisk bæredygtig produktion af makroalger i storskala i danske farvande, herunder: o tekniske løsninger til stabile og holdbare fysiske strukturer o estimat for miljøforbedringskapacitet o risiko for næringsbegrænsning af vækst og omgivende miljø o mulighed for synergi med integreret akvakultur af alger, fisk og skaldyr o mulighed for synergi med eksisterende/planlagte strukturer, f.x. havvindmølleparker o effekt af klimaændringer på produktionspotentialet af udvalgte arter analyse af potentialet for rentabel dyrkning af mikroalger i Danmark o klimatisk egnede og højproduktive arter i både fersk og saltvand o optimering af dyrkningsform åbne eller lukkede systemer optimering af energikonverteringsteknologier med specifikt fokus på akvatisk biomasse modifikation af alger til produktion af energiholdige stoffer /højværdiprodukter o udvælgelse/manipulation af vækstbetingelser o fremavl af mest velegnede økotyper o genetisk manipulation vurdering af bæredygtigheden/økonomien i et bioraffinaderi koncept med alger som råvare og produkter som energi, foderprotein, bioaktivestoffer, farvestoffer, biomaterialer etc. 23

6.3 Kontroversielle spørgsmål Ønsker man at ændre havets status fra natur til produktionsområde og kulturlandskab? Potentielle konflikter mellem algedyrkning, fiskerierhverv/akvakulturinteresser og miljøhensyn. Kan der etableres synergieffekter mellem ressourceudnyttelse og miljøkvaliteten? Hvad er konsekvenserne på lavvandede økosystemer ved høst af naturlige forekomster af marin biomasse, fx søsalat? Ønsker man at tillade brug af kystnære eller beskyttede havområder til dyrkning af marin biomasse? Ønsker man at tillade høst eller dyrkning af højproduktive, invasive arter som Gracillariatang og Sargassotang i Danmark? 24

7 Litteratur Adams, J. M., Gallagher, J.A., and Donnison, I.S. 2009. Fermentation study on Saccharina latissima for bioethanol production considering variable pre-treatments. Journal of Applied Phycology 21:569-574. Bech, K. S. 2009. Søsalat giver 45 tons tørstof /hektar. Forskning i Bio- Energi 29:6-7. Black, W. A. P. 1950. The Seasonal Variation in Weight and Chemical Composition of the Common British Laminariaceae. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom 29:45-72. Bolton, J. J. and Luning, K. 1982. Optimal-Growth and Maximal Survival Temperatures of Atlantic Laminaria Species (Phaeophyta) in Culture. Marine Biology 66:89-94. Borowitzka, M. A. 2008. Algae and biofuels - Quo vadis? 11th International Conference on Applied Phycology. Galway. Journal of Applied Phycology Bruhn, A., Dahl, J., Jensen, P.D., Nielsen, H.B., Nikolaisen, L.S., Rasmussen, M.B., Thomsen, A.B., Olesen, B., and Arias, C. Bioenergy from Ulva lactuca. In prep. for Bioresource Technology Bruton, T., Lyons, H., Lerat, Y., Stanley, M., and Rasmussen, B. 2009. A review of the Potential of Marine Algae as a source of Biofuel in Ireland. 1-88. Buck, B. H. and Buchholz, C.M. 2004. The offshore-ring: A new system design for the open ocean aquaculture of macroalgae. Journal of Applied Phycology 16:355-368. Caldeira, K. and Wickett, M.E. 2003. Anthropogenic carbon and ocean ph. Nature 425:365-365. Chisti, Y. 2007. Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances 25:294-306. Chopin, T., Buschmann, A.H., Halling, C., Troell, M., Kautsky, N., Neori, A., Kraemer, G.P., Zertuche-Gonzalez, J.A., Yarish, C., and Neefus, C. 2001. INTEGRATING SEAWEEDS INTO MARINE AQUACULTURE SYSTEMS: A KEY TOWARD SUSTAINABILITY. Journal of Phycology 37:975-986. Chynoweth, D. P. 2002. Review of biomethane from marine biomass. 1-112. Gao, K. and Mckinley, K.R. 1994. Use of Macroalgae for Marine Biomass Production and Co2 Remediation - A Review. Journal of Applied Phycology 6:45-60. 25

Gevaert, F., Davoult, D., Creach, A., Kling, R., Janquin, M.A., Seuront, L., and Lemoine, Y. 2001. Carbon and nitrogen content of Laminaria saccharina in the eastern English Channel: biometrics and seasonal variations. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom 81:727-734. Gunaseelan, V. N. 1997. Anaerobic digestion of biomass for methane production: A review. Biomass and Bioenergy 13:83-114. Horn, S. J., Aasen, I.M., and Ostgaard, K. 2000. Ethanol production from seaweed extract. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 25:249-254. Isa, A., Mishima, Y., Takimura, O., and Minowa, T. 2009. Preliminary Study on Ethanol Production by Using Macro Green Algae. Journal of the Japan Institute of Energy 88:912-917. Kelly, M. E. and Dworjanyn, S. 2008. The potential of marine biomass for anaerobic biogas production: a feasibility study with recommendations for further research. ISBN: 978-1-906410-05-6:1-103. Lamare, M. D. and Wing, S.R. 2001. Calorific content of New Zealand marine macrophytes. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research 35:335-341. Mata, T. M., Martins, A.A., and Caetano, N.S. 2010. Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Renewable & Sustainable Energy Reviews 14:217-232. Matsui, T. 2006. Methane Fermentation of Seaweed Biomass. American Institute of Chemical Energineers Conference - Session 412 - Sustainable Nonfuel Products/Production System from Biomass Resources. San Francisco: Tokyo Gas Co. Ltd. McHugh, D. J. 2003. A guide to the seaweed industry. FAO Fisheries Technical Paper. 441:1-105. Morand, P., Briand, X., and Charlier, R.H. 2006. Anaerobic digestion of Ulva sp 3. liquefaction juices extraction by pressing and a technicoeconomic budget. Journal of Applied Phycology 18:741-755. Moy, F., Christie, H., Steen, H., Stålnacke, P., Aksnes, D., Alve, E., Aure, J., Bekkby, T., Fredriksen, S., Gitmark, J., Hackett, B., Magnusson, J., Pengerud, A., Sjøtun, K., Sørensen, K., Tveiten, L., Øygarden, L., and Åsen, P.A. 2008. Sluttrapport for Sukkertareprosjektet. SFT-rapport TA- 2467/2008, NIVA-rapport 5709:1-131. Muller, R., Laepple, T., Bartsch, I., and Wiencke, C. 2009. Impact of oceanic warming on the distribution of seaweeds in polar and coldtemperate waters. Botanica Marina 52:617-638. Murata, M. and Nakazoe, J. 2001. Production and use of marine algae in Japan. Jarq-Japan Agricultural Research Quarterly 35:281-290. 26