Micro-algen, het groene goud voor

FOCUS
Proefcentrum voor de Groenteteelt (PCG)
Micro-algen, het groene goud
voor glastuinbouwers?
✒ ELISE VANDEWOESTIJNE
PCG OOST-VLAANDEREN
© PCG
Woorden als ‘duurzaam’, ‘biomassa’ en ‘biobased economy’ zijn
anno 2014 niet meer weg te denken. Kan de teelt van microalgen hierin een rol spelen? En in welke mate kan deze teelt
potentieel bieden voor de Vlaamse land- en tuinbouw?
Om hierop een antwoord te bieden
startte het Proefcentrum voor de Groenteteelt in Kruishoutem begin dit jaar
een onderzoek, mede gefinancierd door
de provincie Oost-Vlaanderen. Dankzij
onder andere de roadmap ontwikkeld
door FISCH, de Vlaamse Competentiepool voor Duurzame Chemie, kan er al
een vrij duidelijk beeld geschetst worden
van de uitdagingen waar we tegenover
staan.
Groot potentieel
De meeste micro-algen worden gekweekt in vijvers van het racewaytype. Dit zijn ondiepe kanalen die aan de kopse kanten met elkaar verbonden zijn en waarbij het water voortdurend wordt rondgepompt.
Micro-algen kunnen in een zeer breed
spectrum van toepassingen ingezet worden,
gaande van veevoeder tot chemicaliën
of biobrandstoffen.
14 • Stiel • November 2014
Micro-algen zijn de snelst groeiende
organismen op aarde. Ze kunnen groeien
op basis van zonlicht en koolstofdioxide
(CO2) en hebben daarnaast enkel nog
behoefte aan bepaalde nutriënten.
In een gematigd klimaat zoals dat van
Vlaanderen kan een productiviteit behaald worden van 35 tot 87 ton droge
biomassa per hectare per jaar. Geen
enkele plantenteelt in een gematigde
klimaatregio haalt een gelijkaardige
productiviteit.
Bovendien zijn micro-algen in staat om
te overleven in zout water, terwijl voor
landgewassen steeds grote hoeveelheden zoet water verbruikt worden.
Terwijl planten veel moeilijk verwerkbare biomassa bevatten, zoals de
moeilijk omzetbare fracties lignine en
cellulose, bevatten micro-algen bijna
uitsluitend gemakkelijk bruikbare biomassa, zoals proteïnen, vetten en vrije
koolhydraten.
Daarnaast bevatten micro-algen heel
wat waardevolle componenten. Ze kunnen producten aanmaken die van nature
uit niet in landplanten aangetroffen worden, zoals langeketenomega-3-polyonverzadigde vetzuren. Ze kunnen daardoor
in een breed spectrum van toepassingen
ingezet worden, gaande van veevoeder
tot chemicaliën of biobrandstoffen.
OBSTAKELS
Micro-algenteelt
in Vlaanderen en
Nederland
© PCG
zijn momenteel de voornaamste microalgen die op grote schaal geproduceerd
worden over de ganse wereld.
Algenteelt
Veel soorten algen worden in een
gesloten omgeving, in een zogenaamde fotobioreactor, gekweekt.
Dit zijn buisreactoren van een uiteenlopende omvang.
Micro-algen zijn bovendien in staat
om koolstofdioxide en andere nutriënten
uit afvalstromen op te nemen. Daarom
wordt er niet alleen naar micro-algen
gekeken als alternatieve grondstof, maar
ook als hulpmiddel bij de verwerking
van afval.
Toepassingen
Micro-algen worden momenteel op kleine
schaal gekweekt voor de visteelt. Bij
de teelt worden zeer jonge vislarven of
larven van schelpdieren (bij)gevoed met
micro-algen. Dit zijn soorten die rijk zijn
aan zogenaamde vetzuren. Om diezelfde
reden worden micro-algen ook geproduceerd voor de levensmiddelensector.
Verder zijn sommige van de pigmenten
in algen waardevol vanwege hun werking
als antioxidant en als natuurlijke kleurstof voor levensmiddelen. Spirulina,
Chlorella, Dunaliella en Haematococcus
Het grootste deel van de micro-algen
dat nu op de markt verkrijgbaar is,
wordt gekweekt in open vijvers. Meestal
zijn dit vijvers van het type raceway. Dit
zijn ondiepe kanalen die aan de kopse
kanten met elkaar verbonden zijn en
waarbij het water voortdurend wordt
rondgepompt. Het rondpompen van het
water is nodig om te voorkomen dat de
algen in de vijver bezinken en om een
gelijkmatige verdeling van het licht te
creëren (het licht is alleen beschikbaar
aan het oppervlak). Verder worden de
algenvijvers op een bepaald punt verrijkt
met kooldioxide die nodig is voor de
fotosynthese. Bij de fotosynthese wordt
zonlicht gebruikt om kooldioxide om te
zetten in koolhydraten.
Helaas kunnen slechts een beperkt
aantal algensoorten in open systemen
zoals de raceway-vijvers gehandhaafd
worden. Veel soorten worden in een
gesloten omgeving, in een zogenaamde
fotobioreactor, gekweekt. Dit zijn buisreactoren van een uiteenlopende omvang.
Kansen voor glastuinbouwers
De productie van hoogwaardige stoffen,
zoals kleurstoffen of voedingssupplementen, uit algen biedt perspectief voor
bijvoorbeeld de Vlaamse glastuinbouwers. Zij hebben veel ervaring om de
teeltcondities van hun huidige gewassen
via klimaatsturing, CO2 -dosering, wateren nutriëntenvoorziening te sturen voor
een hoogwaardig eindproduct. Ze hebben de ervaring met de productie van
voedingsmiddelen en om aan de daaraan gestelde kwaliteitseisen te voldoen.
Het ligt voor de hand om deze ervaring
te benutten voor de teelt van algen.
1
De kost van biomassa gebaseerd
op micro-algen is nog te hoog
De belangrijkste uitdaging zal dus liggen
in het verder ontwikkelen van technologie met het oog op kostenoptimalisatie,
zodat de prijs in de toekomst meer
concurrentieel is met vergelijkbare producten op de markt.
2
De courante productiesystemen
voor micro-algen hebben nog
belangrijke nadelen
Open vijvers vereisen grote oppervlaktes,
grote hoeveelheden water en bijgevolg
veel nutriënten. Fotobioreactoren zijn
productiever, robuuster en bruikbaar om
meer verschillende types micro-algen
te kweken, maar zijn vrij duur.
3
Omdat micro-algen zo snel
groeien, kan de kweek heel snel
fout lopen
De kweek kan fout lopen door uitputting
van nutriënten, door contaminatie met
parasieten/predators of door variaties in
licht en temperatuur. Een goede procescontrole en voortdurende monitoring
zijn daarom nodig, wat de productiekost
verhoogt.
4
Ook bij de oogst en verwerking
van micro-algen blijven nog uitdagingen bestaan
Al deze stappen vereisen veel energie
en verhogen opnieuw de productiekost.
Het zal dus nog enige tijd vergen vooraleer algenteelt werkelijk doorbreekt in
Vlaanderen, maar obstakels zijn er om
te overwinnen.
ℹ www.pcgroenteteelt.be
November 2014 • Stiel •
15