Tang kan blive en rentabel brik i den grønne overgangsstiksav

En enig gruppe forskere er overbevist om, at tang kan dele mange af anvendelserne af soja og olie, og at de også kan bruges til at fange CO ₂ . Tang kan bidrage til klimavenlige løsninger i alle mulige sammenhænge. Ny viden om tangopdræt accelererer i øjeblikket industrialiseringen af ​​sektoren.

"Vi kan bryde tang ned i deres grundlæggende bestanddele og rekombinere dem til nyttige produkter, " siger forsker Silje Forbord ved SINTEF. "Vi kan bruge tang til at lave tøj, møbler materialer, fødevareemballage, sugerør og biologisk nedbrydelige flasker, " hun siger.

Forbord og hendes kolleger har været aktive i spidsen for et forskningsprojekt kaldet MACROSEA, som giver ny indsigt i potentialet ved tangopdræt i Norge. Projektet er også lykkedes med at udvikle innovative løsninger, der skal hjælpe med at industrialisere den norske tangsektor.

Tang som føde

Landbrug i havenes produktive områder er essentielt, hvis vi skal opfylde maden, dyrefoder, råmaterialer og energibehov fra en stadigt stigende global befolkning. I øjeblikket, de største mængder makroalger produceres i asiatiske lande som Kina, Indonesien, Japan og Korea. Imidlertid, Norge indhenter hurtigt, og har et enormt potentiale til at dyrke en bred vifte af makroalgearter langs sin langstrakte kystlinje.

Forskergruppen har gennemført systematiske undersøgelser af dyrkningsforhold, begroning, og genetikken for brunalgen sukkertang og, for første gang i Norge, er det lykkedes at dyrke den meget eftertragtede rødalge Palmaria (også kendt som rød dulse) i net til søs. De har også udviklet modeller for algevækst, som igen er knyttet til 3-D hydrodynamiske økosystemmodeller, for at vurdere, hvordan tangproduktionen skrider frem under forskellige forhold. Resultaterne viser, at tangopdræt har potentialet til at blive en stor ny industri her i Norge.

"Vi har udviklet tre udstyrsprototyper til tangdyrkning, en produktionspotentiale model, og et beregningsværktøj til design af et havtangopdrætsanlæg, siger Aleksander Handå, der er forskningsleder hos SINTEF Ocean AS.

Solid videnbase

Silje Forbord er forsker ved SINTEF Ocean og ph.d. studerende ved NTNU. Hun fortæller Gemini, at hendes gruppe har undersøgt, hvordan det kunne være muligt at manipulere makroalgevækst og indholdet af kemiske bestanddele såsom proteiner ved at dyrke tang på en række forskellige steder med kontrasterende miljøforhold. De har dyrket tangfrøplanter (embryonale planter) plantet i havet på reb langs den norske kyst, og har derefter observeret, hvordan disse udvikler sig over en vækstsæson, der strækker sig fra februar til september.

De har studeret vækst i tang udsat for barske vejrforhold og på beskyttede steder, under påvirkning af ferskvand i fjorde, og på forskellige breddegrader. De har også set på, hvordan variationer i lys, temperatur, Tilgængeligheden af ​​næringsstoffer og dyrkningsdybden påvirker vækstraterne.

"Vi har også udført forsøg med en række forskellige såningsmetoder på havet og har observeret, hvordan forskellige aldre og udviklingsfaser af de unge planter påvirkes med hensyn til udviklingshastigheder og kemikalieindhold, " siger Forbord.

Forskerne har målt oceaniske modstandskræfter og har brugt disse data som input til numeriske modeller, der kan simulere, hvordan tangfarmanlæg kan blive deformeret under forskellige miljøforhold. Resultaterne bliver nu brugt til at designe tangfarme til udlægning i offshore-lokaliteter i Møre og Romsdals Amt. og til produktion af laks og tang i et kombineret akvakulturanlæg i Nordland.

Erstatning for soja og oliebaserede produkter

"Store strækninger af den norske kyst tilbyder fremragende vækstbetingelser for tang, " siger Forbord. "Fra 20 millioner tons tang kan vi udvinde 100, 000 tons protein. Det svarer til en tredjedel af den mængde sojaprotein, som Norge i dag årligt importerer til laksefoder, " hun siger.

MACROSEA-projektet er finansieret af Norges Forskningsråd og er en fælles indsats, der involverer flere norske og internationale forskningspartnere. Forskerne er enige om, at tang kan tilbyde mange af de samme anvendelser som soja og olie. De kan således være i stand til at erstatte disse ressourcer i en række forskellige sammenhænge.

"Idéen om at erstatte oliebaseret plast med en miljøvenlig, tangbaseret plast er meget interessant. Imidlertid, andre eftertragtede bestanddele af makroalger såsom antioxidanter, proteiner og lignende er også interessante, " siger Forbord.

Hun mener, at ud over fremstilling af tøj, fødevareemballage, biologisk nedbrydelige flasker og andre produkter fremstillet af tang, der skal arbejdes mere på udviklingen af ​​andre klimavenlige, tang-baserede produkter, som erstatning for dem, der i dag er baseret på råvarer som olie og soja. For at maksimere det miljømæssige potentiale ved tangdyrkning, der skal udvikles en ny og standardiseret teknologi. Der er også behov for at opskalere dyrkningen i form af større landbrugsanlæg i industriel skala, der placeres længere ude i havet.

Lær af lakseopdrætsboomet

Forskerne foretager sammenligninger mellem de nuværende metoder til opdræt af tang og den måde, hvorpå lakseopdræt blev udført i 1970'erne. I de seneste årtier har lakseopdrætssektoren har oplevet en revolution med hensyn til standardisering og industrialisering, og det gør det muligt at udvinde en hel del knowhow fra dambrug og andre marine og maritime industrier.

For eksempel, forskerne mener, at det er værd at teste et værktøj, der bruges til at så embryoplanter i forbindelse med tangdyrkning.

"Værktøjet, kaldet Spoke, ligner meget et stort cykelhjul, hvor vi bruger alle egerne til at dyrke tangen, " siger Handå. "Egerne kan udsættes til søs og fjernes igen ved hjælp af en robot, der betjenes fra et servicefartøj. Dette koncept anvender teknologi hentet fra lakseopdrætssektoren og muliggør fuldskala automatiserede så- og høstoperationer, " han siger.

Forskerne vil nu have mulighed for at teste Spoke og en anden teknologi, både i små og store skalaer, og under forskellige miljøforhold langs den norske kyst. De mener, at en norsk infrastruktur for tangopdræt vil fremskynde digitaliseringen, standardisering og automatisering af on- og offshore tangopdrætsfaciliteter.

"Vi mener, at dette kan være en god investering for at hjælpe med at drive udviklingen af ​​en ny industrisektor, siger Handå.

Opsamling af drivhusgasser

Handå fortæller til Gemini, at tang også har potentiale til at bidrage til at opfange drivhusgassen CO ₂ . Fotosyntese gør det muligt for tang at omdanne CO ₂ til kulhydrater og ilt. CO ₂ koncentrationen i den øverste del af vandsøjlen er i balance med den i atmosfæren. Ved at binde CO ₂ i vandet, bliver det muligt at opfange drivhusgassen fra atmosfæren.

Hvis makroalgeråerne anvendes i produkter, hvis fremstilling i dag er baseret på materialer, der stammer fra fossile brændstoffer, dette vil også reducere CO ₂ emissioner. I hele vækstsæsonen, dele af tangbladene vil flage af som en del af en naturlig proces. Vingerne indeholder kulstof og synker til havbunden, hvor de kan give føde til bentiske organismer. De kombinerer også med bundsedimenterne og opbevares således enten permanent eller i længere tid.

Ved at dumpe biomassen på store dybder, eller ved at bruge det til at lave biokul, det er muligt at yde et aktivt bidrag til at reducere koncentrationen af ​​CO ₂ i atmosfæren. Dyrkning af 20 millioner tons tang kan binde omkring fire millioner tons CO ₂ .

"Den industrielle produktion af makroalger kan vise sig at være en væsentlig bidragyder til innovative og klimavenlige løsninger, en grøn omstilling og bevægelsen mod et lavemissionssamfund, og dermed hjælpe os med at nå de mål, der er fastsat i Paris-aftalen, siger Handå.

Baner vejen for en ny nordlig industri

Den årlige globale produktion af makroalger har nu oversteget 30 millioner tons, og er hovedsageligt baseret på manuelt arbejde. Til dato, automatisering er meget lidt brugt i produktionsprocessen. Resultaterne af MACROSEA-projektet indikerer, at fjordene og kystlinjen i Norge har potentiale til at producere omkring 70 tons makroalger pr. og hele 140 tons pr. hektar i gunstige områder. Forskere mener, at det alene i Midt-Norge vil være muligt at dyrke i størrelsesordenen 20 millioner tons (frisk vægt) tang, hvilket igen resulterer i 2 millioner tons tørrede råvarer. For at opnå dette, 4, Der kræves 000 kvadratkilometer havareal til dyrkning. Sammenlignet med, omkring 1,3 millioner tons korn dyrkes i øjeblikket i Norge over et område på 2, 800 kvadratkilometer.

"Hvis der udvikles en politik for at dyrke tang offshore, væk fra kysten, potentialet kan være endnu større, siger Ole Jacob Broch, seniorforsker ved SINTEF Ocean. Han fortsætter:"Vi så, at perioden med maksimalt produktionsudbytte varierer med op til to måneder, efterhånden som vi bevæger os fra syd til nord langs den norske kyst, " siger han. "Det er gode nyheder, fordi det viser, at det er muligt at levere råvarer produceret i Norge over en længere periode. Dette gør vores kystlinje ideel til opdræt af makroalger, siger Broch.

Store forventninger knyttes nu til fremkomsten af ​​tangopdræt som en ny norsk industri.

"Landsdækkende investering i en infrastruktur til udvikling og standardisering af ny teknologi til industriel biomasseproduktion er en forudsætning for succes, siger Handå.

Forskere mener, at ved at integrere videncentre med industrivirksomheder langs hele den norske kysts længde vil det fremme etableringen af ​​verdensførende innovationsklynger og fremskynde relevant forskning både i Norge og rundt om i verden.

"I øjeblikket, det er hovedsageligt kun dyrkning af tang til mad, der er rentabelt. Imidlertid, udviklingen af ​​nye teknologier til biomasseproduktion i stor skala kan ændre dette, " siger Handå. "I de kommende årtier, verden vil efterspørge mere dyrefoder og store mængder vedvarende råvarer. Den industrielle produktion af tang kan så blive en del af løsningen. Norges langstrakte kystlinje, kombineret med en investering i forskning i tangopdræt, vil danne et solidt fundament for Norges evne til at lykkes med at udvikle tangopdræt som en kommerciel industri, " han siger.