Een unanieme groep onderzoekswetenschappers is ervan overtuigd dat kelp veel van de toepassingen van soja en olie kan delen, en dat ze ook kunnen worden gebruikt om CO . af te vangen ₂ . Zeewieren kunnen in allerlei contexten bijdragen aan klimaatvriendelijke oplossingen. Nieuwe kennis over zeewierteelt versnelt momenteel de industrialisatie van de sector.

"We kunnen zeewier opsplitsen in hun basisbestanddelen en ze opnieuw combineren om bruikbare producten te maken, " zegt onderzoeker Silje Forbord van SINTEF. "We kunnen zeewier gebruiken om kleding te maken, meubel materialen, de verpakking van levensmiddelen, rietjes en biologisch afbreekbare flessen, " ze zegt.

Forbord en haar collega's zijn actief geweest in de voorhoede van een onderzoeksproject genaamd MACROSEA, die nieuwe inzichten geeft in het potentieel van de zeewierteelt in Noorwegen. Het project is er ook in geslaagd om innovatieve oplossingen te ontwikkelen die zullen helpen bij het industrialiseren van de Noorse zeewiersector.

Zeewier als voedsel

Landbouw in de productieve gebieden van de oceanen is essentieel als we willen voorzien in voedsel, diereneten, grondstoffen- en energiebehoefte van een steeds groter wordende wereldbevolking. Momenteel, de grootste hoeveelheden macroalgen worden geproduceerd in Aziatische landen zoals China, Indonesië, Japan en Korea. Echter, Noorwegen haalt snel in, en heeft een enorm potentieel om een ​​grote verscheidenheid aan macroalgensoorten langs de langgerekte kustlijn te kweken.

De onderzoeksgroep heeft systematisch onderzoek gedaan naar teeltomstandigheden, vervuiling, en de genetica van de bruine alg suiker kelp en, voor het eerst in Noorwegen, is erin geslaagd de felbegeerde rode alg Palmaria (ook wel rode dulse genoemd) in netten op zee te kweken. Ze hebben ook algengroeimodellen ontwikkeld, die op hun beurt zijn gekoppeld aan 3D-modellen van hydrodynamische ecosystemen, om in te schatten hoe de productie van zeewier onder verschillende omstandigheden verloopt. De resultaten tonen aan dat de zeewierteelt het potentieel heeft om een ​​belangrijke nieuwe industrie hier in Noorwegen te worden.

"We hebben drie prototypes van apparatuur ontwikkeld voor de zeewierteelt, een productiepotentieel model, en een rekentool voor het ontwerp van een zeewierkwekerij, " zegt Aleksander Handå, die onderzoeksmanager is bij SINTEF Ocean AS.

Solide kennisbank

Silje Forbord is onderzoekswetenschapper bij SINTEF Ocean en een Ph.D. student aan NTNU. Ze vertelt Gemini dat haar groep heeft onderzocht hoe het mogelijk is om de groei van macroalgen en het gehalte aan chemische bestanddelen zoals eiwitten te manipuleren door zeewier te kweken op verschillende locaties met contrasterende omgevingsomstandigheden. Ze hebben zeewierzaailingen (embryonale planten) gekweekt die in zee zijn geplant aan touwen langs de Noorse kust, en heb vervolgens waargenomen hoe deze zich ontwikkelen gedurende een groeiseizoen dat zich uitstrekt van februari tot september.

Ze hebben de groei bestudeerd van zeewier dat is blootgesteld aan barre weersomstandigheden en op beschermde locaties, onder invloed van zoet water in fjorden, en op verschillende breedtegraden. Ook hebben ze onderzocht hoe variaties in licht, temperatuur, de beschikbaarheid van voedingsstoffen en de diepte van de teelt beïnvloeden de groeisnelheid.

"We hebben ook tests uitgevoerd met verschillende zaaimethoden op zee en hebben waargenomen hoe verschillende leeftijden en ontwikkelingsfasen van de juveniele planten worden beïnvloed in termen van ontwikkelingssnelheden en chemische inhoud, ’ zegt Forbord.

De onderzoekers hebben oceanische weerstandskrachten gemeten en hebben deze gegevens gebruikt als input voor numerieke modellen die kunnen simuleren hoe zeewierboerderijfaciliteiten onder verschillende omgevingsomstandigheden kunnen worden vervormd. De resultaten worden nu gebruikt om zeewierkwekerijen te ontwerpen voor gebruik op offshore-locaties in het graafschap Møre og Romsdal, en voor de productie van zalm en zeewier in een gecombineerde aquacultuurfaciliteit in Nordland.

Vervanger voor producten op basis van soja en olie

"Grote delen van de Noorse kust bieden uitstekende groeiomstandigheden voor zeewier, ", zegt Forbord. "Van 20 miljoen ton zeewier kunnen we er 100 winnen, 000 ton eiwit. Dit komt overeen met een derde van de massa soja-eiwit die Noorwegen momenteel jaarlijks invoert voor zalmvoer, " ze zegt.

Het MACROSEA-project wordt gefinancierd door de Onderzoeksraad van Noorwegen en is een gezamenlijke inspanning van verschillende Noorse en internationale onderzoekspartners. De onderzoekers zijn unaniem van mening dat zeewier veel van dezelfde toepassingen kan bieden als soja en olie. Ze kunnen dus in staat zijn om deze bronnen in een aantal verschillende contexten te vervangen.

"Het idee om plastic op oliebasis te vervangen door een milieuvriendelijk, plastic op basis van zeewier is erg interessant. Echter, andere felbegeerde bestanddelen van macroalgen zoals antioxidanten, eiwitten en dergelijke zijn ook interessant, ’ zegt Forbord.

Ze gelooft dat, naast de vervaardiging van kleding, de verpakking van levensmiddelen, biologisch afbreekbare flessen en andere producten gemaakt van zeewier, er moet meer worden gedaan aan de ontwikkeling van andere klimaatvriendelijke, producten op basis van zeewier, als vervangers voor de producten die momenteel op grondstoffen als olie en soja zijn gebaseerd. Om het milieupotentieel van de zeewierteelt te maximaliseren, er moet een nieuwe en gestandaardiseerde technologie worden ontwikkeld. Er is ook behoefte aan opschaling van de teelt in de vorm van grootschalige boerderijen op industriële schaal die verder in de zee liggen.

Leren van de boom van de zalmkweek

De onderzoekers maken vergelijkingen tussen de huidige benaderingen van de zeewierkweek en de manier waarop de zalmkweek in de jaren zeventig plaatsvond. In de afgelopen decennia, de zalmkweeksector heeft een revolutie doorgemaakt op het gebied van standaardisatie en industrialisatie, en dit maakt het mogelijk om veel knowhow te halen uit de viskweek en andere mariene en maritieme industrieën.

Bijvoorbeeld, de onderzoekers denken dat het de moeite waard is om een ​​tool te testen die wordt gebruikt voor het zaaien van embryonale planten in verband met de teelt van zeewier.

"Het gereedschap, genaamd sprak, lijkt erg op een groot fietswiel, waar we alle spaken gebruiken voor het kweken van het zeewier, ", zegt Handå. "De spaken kunnen op zee worden ingezet en weer worden verwijderd met een robot die wordt bediend vanaf een servicevaartuig. Dit concept maakt gebruik van technologie uit de zalmkweeksector en maakt volledig geautomatiseerd zaaien en oogsten mogelijk, " hij zegt.

De onderzoekers willen nu de mogelijkheid hebben om Spoke en een andere technologie te testen, zowel op kleine als op grote schaal, en onder verschillende omgevingsomstandigheden langs de Noorse kust. Ze geloven dat een Noorse infrastructuur voor zeewierteelt de digitalisering zal versnellen, standaardisatie en automatisering van on- en offshore zeewierkweekfaciliteiten.

"We zijn van mening dat dit een goede investering kan zijn om de ontwikkeling van een nieuwe industriële sector te stimuleren, " zegt Handå.

Broeikasgas opvangen

Handå vertelt Gemini dat zeewier ook de potentie heeft om bij te dragen aan het afvangen van het broeikasgas CO ₂ . Fotosynthese stelt zeewier in staat CO . om te zetten ₂ omgezet in koolhydraten en zuurstof. de CO ₂ De concentratie in het bovenste deel van de waterkolom is in evenwicht met die in de atmosfeer. Door de CO . te binden ₂ in het water, wordt het mogelijk om het broeikasgas uit de atmosfeer op te vangen.

Als de macroalgengrondstoffen worden gebruikt in producten waarvan de productie momenteel is gebaseerd op materialen die zijn afgeleid van fossiele brandstoffen, dit vermindert ook de CO ₂ uitstoot. Gedurende het groeiseizoen, delen van de zeewierbladen zullen als onderdeel van een natuurlijk proces afbladderen. De bladen bevatten koolstof en zinken naar de zeebodem waar ze voedsel kunnen leveren aan bodemorganismen. Ze verbinden zich ook met de bodemsedimenten en worden dus permanent of voor een langere periode opgeslagen.

Door de biomassa op grote diepte te dumpen, of door er biokool van te maken, het is mogelijk om een ​​actieve bijdrage te leveren aan het verlagen van de CO-concentratie ₂ in de atmosfeer. De teelt van 20 miljoen ton zeewier kan zo'n vier miljoen ton CO . binden ₂ .

"De productie van macroalgen op industriële schaal kan een belangrijke bijdrage leveren aan innovatieve en klimaatvriendelijke oplossingen, een groene transitie en de beweging naar een emissiearme samenleving, waardoor we de doelstellingen van de Overeenkomst van Parijs kunnen halen, " zegt Handå.

De weg vrijmaken voor een nieuwe noordelijke industrie

De jaarlijkse wereldwijde productie van macroalgen is nu meer dan 30 miljoen ton, en is voornamelijk gebaseerd op handenarbeid. Daten, In het productieproces wordt weinig gebruik gemaakt van automatisering. De resultaten van het MACROSEA-project geven aan dat de fjorden en de kustlijn van Noorwegen het potentieel hebben om ongeveer 70 ton macroalgen per hectare te produceren, en zelfs 140 ton per hectare in gunstige gebieden. Onderzoekers geloven dat het alleen al in Midden-Noorwegen mogelijk zal zijn om in de orde van 20 miljoen ton (vers gewicht) zeewier te verbouwen, wat weer resulteert in 2 miljoen ton gedroogde grondstoffen. Om dit te bereiken, 4, Voor de teelt is 000 vierkante kilometer zeeoppervlak nodig. In vergelijking, er wordt momenteel ongeveer 1,3 miljoen ton graan verbouwd in Noorwegen op een oppervlakte van 2, 800 vierkante kilometer.

"Als er beleid wordt ontwikkeld om zeewier offshore te kweken, weg van de kust, het potentieel kan nog groter zijn, " zegt Ole Jacob Broch, een Senior Research Scientist bij SINTEF Ocean. Hij vervolgt:"We zagen dat de periode van maximale productieopbrengst tot twee maanden varieert naarmate we van zuid naar noord langs de Noorse kust gaan, " zegt hij. "Dit is goed nieuws omdat het laat zien dat het mogelijk is om in Noorwegen geproduceerde grondstoffen over een langere periode te leveren. Dit maakt onze kustlijn ideaal voor het kweken van macroalgen, ' zegt Broch.

Er worden nu grote verwachtingen verbonden aan de opkomst van de zeewierteelt als een nieuwe Noorse industrie.

"Nationaal investeren in een infrastructuur voor de ontwikkeling en standaardisatie van nieuwe technologie voor industriële biomassaproductie is een voorwaarde voor succes, " zegt Handå.

Onderzoekers zijn van mening dat door de integratie van kenniscentra met industriële bedrijven over de gehele lengte van de Noorse kust de oprichting van toonaangevende innovatieclusters zal worden bevorderd en relevant onderzoek zal worden versneld, zowel in Noorwegen als over de hele wereld.

"Momenteel, het is vooral alleen de teelt van zeewier voor voedsel die winstgevend is. Echter, de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor grootschalige biomassaproductie kan hier verandering in brengen, ", zegt Handå. "In de komende decennia zullen de wereld zal meer diervoeder en grote hoeveelheden hernieuwbare grondstoffen eisen. De industriële productie van zeewier kan dan een deel van de oplossing worden. de langgerekte kustlijn van Noorwegen, gecombineerd met een investering in onderzoek naar zeewierteelt, zal een solide basis vormen voor het vermogen van Noorwegen om de zeewierteelt te ontwikkelen als een commerciële industrie, " hij zegt.