Mikroalgeproduksjon på Mongstad
Nasjonal Algepilot Mongstad Norsk algeforening fagseminar Bergen, 29.April 2015 Hans Kleivdal Prosjektleder, UiB og Uni Research • Bakgrunn • ProAlgae prosjektet • Utfordringer fremover • Status Nasjonal Algepilot Mongstad Uni Research Centre for Applied Biotechnology • • • • Research institute owned by the University of Bergen About 500 FTEs over 8 departments UR is the research tool to connect basic research at UoB with industrial applications Centre for Applied Biotechnology: - Industrial Enzyme Discovery Vaccine development Bergen Marine Biobank Microalgae applications Strategic focus on fish oil shortage ProAlgae project period • • Fish oil prices too volatile and increasing Aquafeed using sustainable feed resources that does: not compete with human food, not use bio-resources that are limiting food production Samspill for utvikling av nye fôrressurser CO2 CO2 Fotosyntetisk kilde til EPA og DHA Utvikling av en bærekraftig biologisk ressurs ProAlgae Project owner 2012-2013 FHF no 900771 Steering committee Reference group Academia Project group Industry stakeholders Aims: International status on industrial production of marine microalgae. Possibilities to produce EPA and DHA in microalgae for use in feed at an economically viable cost. • Scientific knowledge basis - potential and limitations • Identify future research needs to support aquafeed value chain ProAlgae Reference group Industriell produksjon av marine mikroalger kilde til EPA og DHA rikt råstoff for fiskefôr - grunnlag, kunnskapsstatus og muligheter som The ProAlgae report Introduction 1. Background The knowledge base 2. The biology potential 3. Increasing productivity 4. Production of microalgae 5. Harvesting & processing 6. Feed formulation and application Industrial status and development 7. Status and potential 8. Techno-economic analysis 9. Risk analysis Future perspectives 10. Recommendations and outlook The main challenges 1. Currently too expensive 2. Currently small volumes Price Volume Schlarb-Ridley & Parker, 2013 (A UK Roadmap for Algal Technologies) The main challenges - translated 1. Increase the productivity (ton/ha/year) • Biology optimization (g/L/day) • Technology optimization – reactor material & design 2. Lower the production costs • Increase productivity per production unit • Reduce OPEX energy consumption during cultivation, harvesting (and drying and lipid extraction if needed) • Reduce CAPEX wrt materials 3. Increase the volume • Biofuel industry drives technology development and scale Hvor kan FoU kjeden optimaliseres? Algebiologi og fysiologi Biodiversity Seleksjon Optimalisering Biologisk produktivitet Dyrkningsforhold Oppskalering Høste Avvanne Produksjon Ressursbruk Prosessere Effektiv produksjon Prosessering Fôrformulering Fôrutvikling Formulering Dokumentasjon Fôrforsøk Dokumentasjon Biologisk produktivitet kan økes 2 – 8 fold Ressurs Prinsipp Potensiell økning Screene høyproduktive stammer, forstå metabolisme Øke EPA/DHA produksjon vha vekstbetingelser → Lipid utbytte: 2-4 fold Forbedre stammer ved avl Divers samling av stammer Seleksjonspress for økt produktivitet Utvikle stammer ved genetisk modifisering Passende stamme Mutagenese eller metabolsk engineering Strategi Utnytte naturlig fysiologisk potensial Molekylære verktøy → Biomasse: 2-4 fold og/eller → Lipid utbytte: 2-4 fold → Biomasse: 2-4 fold og/eller → Lipid utbytte: 2-8 fold CO2 Næring Sjøvann Næringstank Produksjon i lukkede reaktorsystem O2 Høste Fjerne vann System kontroll Alge biomasse Prosessering og inklusjon i fôr Potensiell optimalisering av fototrof produksjon Kunstig lys - LED Optimalisering kan øke fotosyntetiske effektivitet 2 – 3 fold Slegers et al (2013) Prosessering og bruk som komponent i fôr Bruk av hel algebiomasse reduserer kostnader knyttet til ekstraksjon og tørking Næringsverdi Kvalitet Fôrnæringens fokus for bruk av hel algemasse • • • • • • • Prisnivå EPA&DHA innhold Tilgjengelige næringsstoff Balansert aminosyreprofil og fettsyreprofil Lavt karbohydrat og fiber Håndterbart format Volum og stabil tilgang Kostnadsutvikling EPA&DHA Kilder TASA og RUBIN report 210 (Wahren & Mehlin, nov 2011) Kostnad (USD per kg) Kostnad (USD/kg EPA&DHA ekvivalent) Raffinert olje 30% 5 - 10 15-30 Konsentrat, 40-70% 9 - 33 27-99 Konsentrat, 70-90% 20 – 98 28-137 Konsentrat > 90% 98 - 445 108-490 $ Kostnadsnivå ulike EPA&DHA kilder Est prod.kostnad (USD per kg) Algetype Fototrofe alger (fotosyntese) Nåværende produksjonkost Heterotrofe alger (fermentering) Nåværende produksjonkost Estimert etter optimalisering ~2018 Estimert etter optimalisering ~2018 Algemasse DW EPA+DHA ekivalenter DHA ekivalenter 7-8 39 190 - 240 0.9-1.7 11,9 20-30 3-5 19 19 - 11,5 11,5 $ Med riktig satsing kan mikroalger utvikles til en viktig fôrressurs for laks. Veikart for utvikling av mikroalger til fôr Algal metabolisme Biodiversitet Valg av art Vekst betingelser Optimialisere Bioengineering Høste Oppskalering Avvanne Prosessere Fôr utvikling & formulering Fôringsforsøk Dokumentasjon University of Bergen Uni Research SINTEF F&A Nofima University of Tromsø Polarfeed SINTEF M&C NTNU NTNU Skretting NUMB UiS CORE EWOS NIVA Biomar MicroA Nasjonalt testsenter - Styrke kapasitet & kunnskap - Koble grunnforskning med industri - Produsere nok alger for optimal utvikling og testing av fôr Nasjonal Algepilot Mongstad Nasjonal Algepilot Mongstad Januar 2016 Optimal prosesstyring og høsting i driftsbygg Driftsbygg 140 m2 • Vannrensing • Tillaging av næring og CO2 • Styring av produksjonsprosessen i reaktorene • Styring av automatisert høsting • Høsting og avvanning • Overvåkning og kontroll av kulturene • Analyse av biomasse Basis produksjonssystem Reaktorsystem: • • Tubulær reaktorsystem danner basis Andre system skal testes ut Belysning: • • • Sollys som basis Kunstig belysning som supplement Kunstig belysning alene CO2: • • • Teknisk CO2 Utslipp rett fra raffineri og gasskraftverk Fanget CO2 fra ulike TRCM renseteknologier Kapasitet • • Oppstart 3 250 L Gradvis opp til 5 000 - 10 000 L Takk for oppmerksomheten!
© Copyright 2024