Taredyrking
Muligheter, utfordringer og suksessfaktorer
Forskningsleder Aleksander Handå
SINTEF Fiskeri og havbruk
Norsk Senter for Tang og Tare Teknologi
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
1
Presentasjon
• Norsk senter for tang- og tareteknologi
• Verdikjede og produkter
• Hvordan dyrker vi og hva er potensialet?
• Arealbruk, har vi plass?
• Suksessfaktorer for industriell dyrking
…
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
3
Arealbruk versus produksjon
~ 1 hektar
Produksjon av biomasse (tonn ts/ha)
30
1 Ha taredyrking kan gi:
26
25
• 170 tonn våtvekt
20
• 26 tonn tørrstoff
15
• 15 tonn karbohydrater
10
• 3.8 tonn proteiner
5
2,3
4,1
4,2
5,1
• 5100 Nm3 metangass
0
Soybean Wheat
Rice
Maize Seaweed
• Binde 66 tonn CO2
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
4
Norsk senter for tang og tareteknologi
2011
Mål:
Etablere en kunnskapsplattform for industriell
dyrking, høsting, prosessering og bruk av tang
og tare i Norge
• Dyrkingsbiologi
• Dyrkingsteknologi
• Prosesseringsteknologi
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
Verdikjede for taredyrking
Kimplanteproduksjon
Dyrking i
Sjø
Høsting
Forbehandling,
Lagring
Globalt dyrkes det årlig rundt 26 millioner tonn
Prosessering
Distribusjon
Marked
Produktgrupper etter volumverdi
Farmasi
Helsekost
Bioaktive kjemikalier
Næringsmidler
Mat
Fôr-ingredienser
Volum
Gjødsel
Bioenergi
Platform kjemikalier
PS: Verdikjede for biorafineri: ~300 Mrd $ innen 2020
(The World Economic Forum )
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
6
Dyrking av sukkertare (Saccharina latissima)
Step 1: Induction of sorus (6-12 weeks)
Step 2: Dehydration and spore release (24 h)
Gametophyte
cultures
Step 3: Spraying and incubation (~ 2 months)
Forbord, S. et al. 2012. Development of Saccharina latissima (Phaeophyceae) kelp hatcheries with year-round production of zoospores and
juvenile sporophytes on culture ropes for kelp aquaculture. Journal of Applied Phycology, 24 (3), 393-399.
7
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
Seaweed Energy Solutions, Frøya
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
8
DKNVS/NTVA Scenario:
"Verdiskaping basert på produktive hav i 2050"
Milliarder kroner
600
500
High productive sea areas
400
Marine algae
New species
300
Equipment and feed
200
Marine ingredients
100
Salmon farming
Fisheries
0
1999
2010
2030
2050
Olafsen T. et al. 2012. Verdiskaping basert på produktive hav i 2050. Rapport fra arbeidsgruppe oppnevnt av Det Kongelige Norske
Videnskabers Selskap (DKNVS) og Norges Tekniske Vitenskapsakademi (NTVA). ISBN 978-82-7719-074-3
DKNVS/NTVA Scenario:
"Verdiskaping basert på produktive hav i 2050"
40
Dyrkes uten:
•
•
•
•
Ferskvann
Kunstgjødsel
Sprøytemidler
Jordbruksareal
Omsetning (mrd NOK)
20
Volum (millioner tonn)
8
1,1
4
0,2
2010
2030
2050
Olafsen T. et al. 2012. Verdiskaping basert på produktive hav i 2050. Rapport fra arbeidsgruppe oppnevnt av Det Kongelige Norske
Videnskabers Selskap (DKNVS) og Norges Tekniske Vitenskapsakademi (NTVA). ISBN 978-82-7719-074-3
Arealbruk
Norges landareal:
307,442 km2
Norges kystlinje :
103,000 km
Norsk territorialsone: 145,500 km2
20 Mtonn tare <1% av territorialsonen
Arealbruk (Km2)
4000
4000
3500
3000
3000
2400
2500
2000
1500
1180
1000
500
800
235
0
Tare 2030
Tare 2050
Laks 2013
Laks 2030
Laks 2050
Korn 2013
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
11
Hvor skal vi dyrke tare?
•
Offshore sammen med vindparker og
fiskeoppdrett?
•
Høyproduktive områder?
•
Økosystemtjenester i fiskeoppdrett?
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
12
Offshore sammen med vindparker og fiskeoppdrett?
• 4250 tonn sukkertare
~25 hektar
• 380 tonn karbohydrat
• 95 tonn protein
500 m
500 m
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
Høyproduktive områder?
Modellbasert index for tareproduksjon
• Hvor mye bidrar antropogent nitrogen til
totalen?
• Hvordan varierer dette med sesong?
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
Broch OJ. et al. Coastal scale dynamics and effects of dissolved nutrients from Norwegian aquaculture. (in prep)
14
Økosystemtjenester i fiskeoppdrett?
Løste næringssalter
(∼39-45% N)
(∼21-24% P)
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
15
Ammonium/DIN-fraksjon
16
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
IMTA med laks og sukkertare
Mid-Norway (Bjugn)
160
Sporophyte length (cm)
140
120
100
80
Salmon farm
Reference
R2=0.99
*
R2=0.98
*
5 m depth
*
60
40
20
*
*
*
*
*
*
0
Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep
Handå,
A. etet
al., al.
Seasonaland depth-dependent growth of cultivated kelp (Saccharina latissima) in close proximity to salmon (Salmo
Handå
submitted
salar) aquaculture in Norway. Aquaculture 414-415, 191-201.
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
Vekstrate for sukkertare i IMTA med laks (Feb-Jun)
•
Western Norway (Florø)
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
Fossberg J. et al. Growth and composition of the kelp Saccharina latissima cultivated in salmon-driven IMTA (in prep)
Noen utfordringer
Industri:
•
Etterspørsel og pris (ny bioøkonomi)
•
Low-tech teknologi
FoU:
•
Stor variasjon i produsert biomasse
•
Stor variasjon i kjemisk sammensetning
•
Miljøinteraksjoner (bentisk, pelagisk, biodiversitet, genetikk)
•
Modellbaserte verktøy for prediksjon og besluttningsstøtte
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
Og begroing…
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
Førde H. et al. Development of bryozoan fouling on cultivated kelp (Saccharina latissima) in Norway (in prep)
20
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
21
Bioraffineri
(SINTEF Biobased materials 2014-2016)
"Biorafinering er bærekraftig prosessering av biomasse til en rekke produkter og energi "
Tarebiomasse
Ekstraksjon
Mat og fôr
•
•
•
Termokjemisk omdanning
Hydrotermiske betingelser
•
•
Biodrivstoff
Kjemikalier
Kjemisk omdanning
Vannbasert kjemi
Karbohydrater
Proteiner
Mineraler
Biokjemisk omdanning
Høy viskositet
DHMF – (Bis(hydroxmethyl)furan)
•
•
•
Polyuretan og polyestere
PS: Verdikjede for biorafineri: ~300 Mrd $ innen 2020
Biodrivstoff
Kjemikalier
Mat og fôr
(The World Economic Forum )
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
22
www.promac.no
Energieffektiv prosessering av makroalger i blå-grønne verdikjeder
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
23
Fôr fra tang & tare
•
•
•
•
20 millioner tonn kan vi få inntil 680.000 tonn protein
Kan erstatte bruk av norskprodusert korn og import av soyaprotein i fôr
Kan reduserte klimagassutslipp fra transport
Kan øke selvforsyningen av fôringredienser og bidra til egen matproduksjon
Protein (1000 tonn)
3000
3 000
2 500
2 000
1800
1 500
1 000
680
500
330
115
Tare 2030
Tare 2050
Import av
soyaprotein 2013
Proteinbehov
oppdrett 2030
Proteinbehov
oppdrett 2050
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
24
Suksessfaktorer for industriell dyrking
1. Etablere kvalitetsindikatorer og kontroll langs hele produksjonskjeden
2. Øke kunnskapen om miljøkrav for optimal kjemisk sammensetning og
biomasseproduksjon.
3. Utvikle automatiske/mekaniserte produksjonslinjer for kostnadseffektiv
dyrking
4. Identifisere nye produkter og utvikle bioraffineri for helhetlig utnyttelse av
biomassen.
25
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
25
• "Taredyrking kan bli et viktig klima- og miljøbidrag som vil bidra positivt til
utviklingen av ny bioøkonomi og en bærekraftig havbruksnæring"
Takk for oppmerksomheten!
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
26
Oppsummering
Verden trenger fornybare ressurser
•
Matbehov vil øke med 50-70 % de neste 30 årene og FNs klimapanel peker på tilgangen til mat, ferskvann og
fornybare ressurser som noen av de største utfordringene vi står ovenfor.
•
Dyrking av havet kan bidra til å løse mange av de utfordringene vi står ovenfor
•
Tare kan brukes til å lage blant annet mat, fôr, kjemikalier, gjødsel og bioenergi
Norge trenger ny industri
•
Samfunnet er i endring og verden viser rask evne til omstilling
•
Norge har lang kyst med naturgitte forhold for dyrking av råstoff som kan erstatte oljebaserte produkter
•
Norge kan produsere 4 millioner tonn tare i 2030 og hele 20 millioner tonn i 2050 (DNKVS, 2012)
•
Taredyrking kan danne grunnlaget for en ny Norsk bioøkonomi
•
Taredyrking er i tråd med regjeringens langtidsplan for forskning: tema HAV og KLIMA og MILJØ
Taredyrking kan bli en ny bærekraftig næring for framtiden
•
Tare dyrkes uten bruk av ferskvann, kunstgjødsel, sprøytemidler og konkurrerer ikke om landbruksjord.
•
Taredyrking kan bidra til økt egenproduksjon av mat og fôr og gi økt matsikkerhet, samt brukes til fornybar energi
•
Gjenbruk av næringssalter fra lakseoppdrett kan bidra til økosystemtjenester i fiskeoppdrett.
•
Taredyrking kan bidra positivt til utviklingen av en bærekraftig havbruksnæring i Norge.
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
27
Teknologi for et bedre samfunn
SINTEF Fiskeri og havbruk AS
28