Zeewier wordt al lang geprezen vanwege zijn potentieel als duurzaam ingrediënt voor biobrandstoffen, groene chemicaliën en biologisch afbreekbare materialen, maar het opschalen van de productie naar industriële niveaus op een manier die zijn milieukwaliteiten behoudt, blijkt een echte uitdaging voor wetenschappers.

"Het potentieel is er, alle gegevens wijzen ernaar, " zei dr. Jaap van Hal, innovatiemanager bij ECN, onderdeel van TNO (voorheen Energieonderzoek Centrum Nederland). "Maar je moet leren kruipen voordat je kunt lopen."

Elk jaar 25 miljoen ton zeewier wordt geoogst , waarvan het grootste deel in Azië en wordt gebruikt voor menselijke consumptie en cosmetica. De industrie is wereldwijd klein, maar de laatste jaren ontdekten onderzoekers dat zeewier ook kan worden gebruikt als duurzaam alternatief voor veevoer, chemicaliën en energie.

Helaas, de infrastructuur voor dergelijke toepassingen staat nog in de kinderschoenen. En voordat de publieke of private sector dergelijke oplossingen kan opschalen, er is meer kennis nodig om de duurzaamheidskwalificaties te garanderen en tegelijkertijd te bewijzen dat ze in de markt kunnen werken.

Een veelbelovende toepassing is het gebruik van zeewier als duurzaam alternatief voor fossiele brandstoffen. Dr. van Hal is de wetenschappelijke coördinator van een project genaamd MacroFuels, dat tot doel heeft alle stappen te zetten om een ​​industrie te ontwikkelen voor de productie van biobrandstoffen uit zeewier - van teelt tot brandstofproductie en testen - die zwaar transport, inclusief vrachtwagens en schepen, zou kunnen aandrijven met dieselmotoren.

Maar Dr. van Hal zegt dat dit soort schone energie niet van de ene op de andere dag ontwikkeld kan worden.

"Eerst moeten we kijken naar high-end toepassingen zoals cosmetica, dan heb je een veld van tien hectare, dan groei je het tot honderdduizend, " zei Dr. van Hal. "Dit is een van de stappen in een lange reeks van ontwikkeling van zeewier als alternatieve duurzame grondstof."

Dr. van Hal zegt dat om van zeewier een duurzame energiebron te maken een aanbod op 'enorme schaal, ’ maar momenteel is het een ‘stip op de horizon’ waar ze naartoe gaan werken.

Als alle stappen zijn gezet, echter, De milieuprestaties van zeewier in vergelijking met die van andere gewassen betekenen dat het niet alleen fossiele brandstoffen kan vervangen, maar ook de duurzaamheid van de huidige biobrandstoffen kan verbeteren.

Wetenschappers beginnen zich te realiseren dat zeewier een belangrijke rol speelt bij het opslaan van koolstofdioxide dat uit de atmosfeer wordt gehaald. "Huidige beoordelingen van het teeltproces laten zien dat elke ton zeewier die we produceren eigenlijk meer CO2 opslaat dan de hoeveelheid geproduceerd zeewier, " zei dr. van Hal.

In tegenstelling tot andere gewassen, zeewierteelt heeft ook geen zoet water nodig, bouwland of toegevoegde meststoffen om te groeien, die de uitstoot van irrigatie zou verminderen, ontbossing en productie van conventionele biobrandstofingrediënten zoals maïs.

Zeewierteelt zou ook kunnen helpen bij het aanpakken van het probleem van de afvoer van nutriënten uit meststoffen die in de landbouw worden gebruikt. "Tot op zekere hoogte helpt het ook om overtollige voedingsstoffen (uit kunstmest) in de zee te verwijderen door ze te verwijderen omdat zeewier die voedingsstoffen opneemt. Een van de zijstromen van het project is het vervolgens gebruiken van deze mineralen in het zeewier als organische mest, " zei dr. van Hal.

momentum

Onderzoekers van MacroFuels hebben zeewier geoogst van hun eigen boerderij van één hectare, waar ze hopen de basis te leggen voor een milieugerichte industrie. Als onderdeel hiervan ontwikkelen ze een nieuwe manier om zeewier af te breken die de maximale hoeveelheid suikers kan extraheren:de bouwstenen voor groene chemicaliën en biobrandstoffen. Ze doen dit door gespecialiseerde enzymen te gebruiken voor de verschillende soorten zeewier om het meest effectieve proces te vinden.

Tegen het einde van het project in 2019 hopen de onderzoekers voldoende bewijs te hebben om een ​​proefproject te ondersteunen waarmee hun duurzame toeleveringsketen voor zeewier kan beginnen te groeien.

Maar het zijn niet alleen biobrandstoffen waar onderzoekers potentieel zien. In Noorwegen, een start-up genaamd Alginor is al op zoek om het scala aan toepassingen voor Europees zeewier uit te breiden door wilde voorraden te oogsten in het Noordzeegebied, waarvan ze zeggen dat het grote hoeveelheden zeewier bevat.

Als onderdeel van een onderzoeksproject genaamd AORTA , ze ontwikkelen een bioraffinaderij die zich richt op de totale benutting van de hele plant. Ze creëren ingrediënten die kunnen worden gebruikt voor biologisch afbreekbare voedselverpakkingen of flessen, toevoegingsmiddelen, natuurlijke farmaceutische producten en plantaardige producten zoals meststoffen.

Milieu-impact

KMO-projectmanager van Alginor, Kjetil Kristiansen, zegt dat de huidige oogst- en verwerkingspraktijken grote hoeveelheden vervuiling veroorzaken vanwege de chemicaliën die worden gebruikt bij de productie van zeewierproducten, zoals conserveermiddelen.

Een rapport uit 2016 van de Verenigde Naties (VN) zegt dat de zeewierindustrie een snelle wereldwijde expansie doormaakt en, zoals in elke snelgroeiende industrie, dit kan leiden tot onvoorziene ecologische gevolgen zoals de introductie van niet-inheemse plagen en een vermindering van genetische diversiteit.

Sommige industriële zeewierkwekerijen gebruiken ook algenciden en pesticiden om ongewenste algen te voorkomen of plagen en ziekten te bestrijden. Volgens de VN, dit heeft 'onbekende maar waarschijnlijk schadelijke gevolgen voor het bredere mariene milieu'.

De bioraffinaderij van Alginor streeft naar duurzaamheid door 100% van het wilde zeewier te gebruiken dat ze oogsten. Hun aanpak om van zeewier bruikbare producten te maken, zal ook minder water en chemicaliën gebruiken dan reguliere processen.

Kristiansen zei:"De huidige technologie (oogst en verwerking van zeewier) is inefficiënt, maar ook belastend voor het milieu. State-of-the-art (productie) gebruikt slechts een fractie van de grondstof, terwijl we toewerken naar totale benutting."

Om de milieuvoordelen van zeewier te behouden bij het opschalen van de productie, Dr. van Hal en het MacroFuels-team kijken ook naar het maximaliseren van het gebruik van hun gewas voor biobrandstof en onderzoeken de milieueffecten van hun landbouw. Ze werken samen met andere onderzoekers die onderzoeken hoe de beperkte ruimte in de Noordzee het beste kan worden gebruikt om een ​​duurzame zeewierketen te creëren.

En, mochten ze slagen, Dr. van Hal zegt dat biobrandstoffen nog maar het begin zijn.

"Zeewier-naar-energie is slechts een klein onderdeel van een blauwe groeirevolutie naar duurzaam gebruik van de zee voor een lokale productie van grondstoffen voor energie, voedsel en chemicaliën, " hij zei.