Nadat aanvankelijk de ideeën alle kanten op gingen, zijn de voorvechters van zeewier (macro-algen) in de bio-economie nu begonnen aan het moeizame werk van het ontwikkelen en finetunen van hun technologieën. Ideeën over installaties met maar één product, zoals biogas of eiwitten, zijn overboord gezet. In de sector wordt nu algemeen erkend dat cascadering, met meerdere producten, noodzakelijk is. Daarom zien wij nu de ontwikkeling van de bioraffinage van zeewier, met als voorlopig belangrijkste product: vee- en visvoer.
Bioraffinage van zeewier met meerdere producten
Het telen van zeewier heeft een aantal belangrijke voordelen. Er is geen land voor nodig, en daarom concurreert dit niet met land- of bosbouw. En de algen hebben weinig verzorging nodig: geen bevloeiing, bemesting of extra licht en warmte; hoewel ze beter groeien in de aanwezigheid van fosfaat, bijvoorbeeld in combinatie met visteelt of bij de uitloop van rioolwaterzuivering. Maar het vak stelt ook zijn eigen eisen. Zeewier bevat grote hoeveelheden water, dat moet worden verwijderd. Het malen van zeewier is moeilijk, omdat veel soorten glibberig zijn, wat malen verhindert. Daarom moet het isoleren van waardevolle stoffen op een speciale manier gebeuren, door een combinatie van chemische behandeling en mechanische druk – inkuilen, zoals bij gras, wordt nu veel onderzocht. Maar dan moeten we er weer zeker van zijn dat de chemische behandeling niet juist die stoffen zal aantasten die we willen winnen, zoals veel stoffen die nuttig zijn in voeding of vee- of visvoer. De hoeveelheid zout kan een probleem vormen: zout kan leiden tot ernstige corrosie in de apparatuur. Zeewier die aan de kust wordt geoogst (en niet aan lijnen) kan flink wat schurend zand bevatten. Kortom, er is veel onderzoek nodig om de bioraffinage van zeewier goed te laten verlopen. Maar binnenkort gaat al dat onderzoek resultaat opleveren.
Aan het begin van de eeuw was alle aandacht gevestigd op energieproductie uit zeewier. Nog in 2015 besloot de Milieucommissie van het Europese Parlement dat ‘geavanceerde biobrandstoffen uit zeewier of bepaalde soorten afval ten minste voor 1,25% moeten bijdragen aan het energieverbruik in het verkeer in 2020’ (European Parliament News, 2015). Maar toen was dit doel al bepaald onrealistisch. In hetzelfde jaar somde een IEA rapport alle onzekerheden in de technologie op die nog overwonnen moesten worden: ‘de teeltmethode, de zeewiersoort, de opbrengst aan zeewier per hectare, de oogsttijd, de oogstmethode, de geschiktheid van zeewier voor inkuilen, de bruto en netto opbrengst van biogas, de koolstofbalans, de oogstkosten, de kostprijs van de geproduceerde biobrandstof.’ Maar tegen die tijd waren ook deze opmerkingen verouderd, omdat de sector al onderweg was naar de ontwikkeling van bioraffinage van zeewier met meerdere producten – waardoor alleen de reststoffen nog omgezet zullen worden in biogas.
Veel activiteit bij de bioraffinage van zeewier
Een van de grote Europese projecten in de bioraffinage van zeewier is MacroCascade, een project dat ondersteund wordt door het Bio-based Industries consortium. De mantra van dit project is ‘opschaling van het laaghangende fruit!’, wat aanduidt dat er al veel onderzoek is gedaan dat klaar is voor opschaling naar commerciële productie. Het doel van dit project is dat elk onderdeel van het geoogste zeewier gebruikt wordt: voor voeding en vee- en visvoer, en verder voor tussenproducten voor stoffen in gezondheidszorg, cosmetica en fijnchemicaliën. Uit reststoffen zullen kunstmest en biogas worden gewonnen. MacroCascade wil de levensvatbaarheid aantonen van 2 tot 3 patenteerbare producten, en ook een blauwdruk maken van bioraffinage van zeewier die met de LCA-methode is doorgerekend. En dan het internationale SeaRefinery project (Vlaanderen, Denemarken, Ierland, IJsland en Noorwegen), waarin ook wordt geprobeerd milieuvriendelijke technieken te ontwikkelen voor het winnen van hoogwaardige componenten: antioxidanten, antibacteriële stoffen en hydrocolloïden. Deze bioraffinage van zeewier moet bijvoorbeeld florotanninen, fucoidan en laminarine produceren. Ook worden in het project nieuwe toepassingen als textielcoating onderzocht voor alginaat, een koolhydraat dat veel voorkomt in zeewier. En er zijn nog vele andere projecten, zoals de Deense MAB 1, 2 en 4 projecten, en het pas gestarte Zweedse Seafarm project. Er komen steeds meer mogelijkheden – een van de doelstellingen van deze projecten is het ontwikkelen van een nieuw medicijn uit gefermenteerd zeewier.
We beginnen nog maar net
Onderzoekers werken nog aan alle aspecten van telen en verwerken van zeewier, wat duidelijk maakt dat de industrie nog maar net begint. Het werk begint met het testen van de teelt van zeewier aan lange lijnen. Dan oogst en opslag. Eenmaal geoogst, gaan macro-algen snel achteruit; ze moeten daarom efficiënt worden geconserveerd en opgeslagen tot de biomassa kan worden verwerkt. Bij inkuilen worden er melkzuurbacteriën bij de biomassa gedaan waardoor de pH daalt. Worden hierdoor niet stoffen omgezet of vernietigd die men juist in het raffinageproces had willen winnen? Daarvoor is weer chemische analyse nodig van de oogst in alle stadia van conservering. Eén van de uitdagingen komt eruit voort dat er zo véél interessante stoffen in het zeewier zitten. Het doel is, ontledingsmethoden te vinden die zowel mild als doeltreffend zijn – de kern van de bioraffinage van zeewier. En om een slimme ontledingsvolgorde te vinden waarbij biochemicaliën, polymeren en voedingsmiddelenadditieven worden gewonnen terwijl geen kwetsbare stoffen worden vernietigd. Het maken van biogas staat nog steeds op het programma, maar alleen in het laatste stadium, wanneer alle waardevolle ingrediënten eruit zijn gehaald.
Kortom, er moet nog veel werk worden gedaan. De eerste producten van de bioraffinage van zeewier zijn op de markt. Maar, zoals de Nederlandse ondernemer en oprichter van Hortimare, Job Schipper ons vijf jaar geleden zei: ‘We zijn met de zeewierteelt net uit het stadium van de verzamelaars gestapt, vergelijkbaar met de situatie van de landbouw van tienduizend jaar geleden. Kortom, we staan nog maar aan het begin van de mogelijkheden.’
Interessant? Lees dan ook:
SeaGriculture
Zeewier wordt big business
Algen: onderzoekers zoeken alternatieven voor energie