Teruggewonnen algenbiomassa en oesterschelpen als grondstof
Bloom Biomass Utilization
Van bijproduct tot waardevolle grondstof
De algenbiomassa die uit het waterzuiveringsproces van Bloomo komt en de grote hoeveelheden oesterschelpen die bij de oesterkweek als bijproduct vrijkomen, kunnen met de juiste apparatuur en beoordelingsmethoden hoogwaardige grondstoffen worden. Worden ze in meerdere stappen omgezet in voer voor de aquacultuur, bodemverbeteraars, bouwmaterialen en grondstoffen voor meststoffen, en wordt de koolstofbalans gekwantificeerd met levenscyclusanalyse (LCA) en MRV (meten, rapporteren, verifiëren), dan kan aquatische biomassa onderdeel worden van de circulaire economie.
Waarom biomassavalorisatie nu van belang is
Het probleem bij de algenbiomassa
- De rentabiliteit op industriële schaal wordt bepaald door de kosten van de oogst- en droogstappen. Centrifugeren wint ≥90% terug, maar kost 0,8–1,2 kWh/m³, en sproeidrogen vraagt ≥3 MJ/kg[1]
- Een techno-economische raming voor een industriële kweek van 1 ha in Portugal (Nannochloropsis oceanica, centrifugeren en vriesdrogen) komt uit op productiekosten van € 53,32 per kg drooggewicht (DW)[2]. Ook is gemeld dat oogsten en ontwateren een groot deel van de totale kosten uitmaken[3]
- Voor toepassing in voer is gemeld dat het percentage alg dat aan het voer kan worden toegevoegd sterk per vissoort verschilt. De prestaties hangen dus af van een ontwerp en een verwerking die op de soort zijn afgestemd[4]
Het probleem bij de oesterschelpen
- In Oost- en Zuidoost-Azië komt jaarlijks 6–8 miljoen ton afval uit de mariene aquacultuur vrij. Taiwan alleen al is goed voor circa 2,2 miljoen ton[5]
- De schelp, het niet-eetbare deel, maakt circa 70% van het levend gewicht uit, en de verwerkingskosten stijgen naarmate de kweek groeit[6]
- Circa 95% van een oesterschelp is CaCO₃[6]. Het gebruik ervan als fijn toeslagmateriaal in beton en als bodemverbeteraar is beschreven[6][11], maar kwantitatieve LCA-beoordelingen door bedrijven zijn nog zeldzaam
Wetenschappelijk voorbehoud: oesterschelpen en koolstofvastlegging
Bij de calcificatie van schelpen (Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O) komt ook CO₂ vrij. Volgens één studie is schelpvorming bij gekweekte tweekleppigen, wanneer ook ademhaling en calcificatie worden meegerekend, een bron van CO₂ en komt zij niet in aanmerking voor koolstofhandel[7]. Een andere studie, die de koolstofstromen van de calcificatie in een LCA verwerkte, komt uit op een kleine netto opname[8]. Zonder langdurig gebruik (bijvoorbeeld als materiaal dat een eeuw of langer meegaat) en passende systeemgrenzen voor de LCA kan koolstofvastlegging niet zomaar worden geclaimd. Bij de ontwikkeling beoordeelt Novelgen de koolstofwaarde alleen binnen LCA-systeemgrenzen conform ISO 14040/14044.
De aanpak van Novelgen
Novelgen ontwikkelt apparatuur die algenbiomassa en oesterschelpen ter plaatse samen verwerkt, bij kwekerijen op het land, rioolwaterzuiveringsinstallaties en vissershavens aan de kust. Als schakel na Bloomo verbindt de apparatuur vast-vloeistofscheiding → drogen → malen en instellen van de deeltjesgrootte tot één doorlopend proces. De procesomstandigheden zijn per toepassing in te stellen.
Voor voer
Verwerkingsomstandigheden die zuiverheid en eiwitgehalte hoog houden
Biochar
Vochtbeheersing en droging afgestemd op pyrolyse
Bodemverbeteraar
Deeltjesgrootte en pH afgestemd op menging met oesterschelp
Daarnaast registreert Bloomo Cloud Service doorlopend de verwerkte hoeveelheid, de ingezette energie en de opgenomen CO₂. Het doel van de ontwikkeling is dat gebruikers daarmee MRV-gegevens krijgen die bruikbaar zijn voor een LCA conform ISO 14040/14044 en voor de toekomstige berekening van koolstofcredits (welke methodologieën van toepassing zijn, wordt onderzocht).
Technische specificaties en kerncijfers
Bij elk cijfer staat de bron.Onderzoeksbevinding / Ontwikkeldoel staan respectievelijk voor waarden uit de wetenschappelijke literatuur en voor ontwikkeldoelen van Novelgen.
Verwerking van algenbiomassa
Verwerking van algenbiomassa: details
| Kengetal | Waarde | Categorie | Bron |
|---|---|---|---|
| Biomassaconcentratie bij de uitlaat van de fotobioreactor (PBR) | 0,3–0,4% DW (gesloten systeem) | Onderzoeksbevinding | [3] |
| Vaste stof in de slurry na ontwatering | 15–25% | Onderzoeksbevinding | [3] |
| Vochtgehalte na eindgedroging | <5% (eis voor langdurige opslag en transport) | Onderzoeksbevinding | [3] |
| Energie voor centrifugeren | 0,8–1,2 kWh/m³ | Onderzoeksbevinding | [1] |
| Energie voor sproeidrogen | Circa 0,8–1,0 kWh/kg | Onderzoeksbevinding | [1] |
| Eiwitgehalte van algen | 40–70 wt% (Chlorella 51–58%, Spirulina 60–71%, Arthrospira 70%) | Onderzoeksbevinding | [9] |
| Theoretische CO₂-opname (fotosynthese) | Circa 1,83 t CO₂ per ton biomassa (drooggewicht); een stoichiometrische waarde bij een aangenomen koolstofgehalte van 50%; bruto, niet netto | Onderzoeksbevinding | [10] |
Oesterschelp als grondstof
Oesterschelp als grondstof: details
Waardestromen: drie routes naar nuttige toepassing
Biomassakringloop
Opmerking: de eenheid voor biomassaverwerking is in ontwikkeling. Het stroomschema toont het ontwerpconcept. De toepassing hangt af van de herkomst van het kweekwater en van de regelgeving; biomassa die in rioolwater of industrieel afvalwater is gekweekt, wordt niet als voer gebruikt.
Voer voor aquacultuur en vee
Belangrijkste toepassingen
- Voer met fijne deeltjes voor vislarven en broed van tweekleppigen
- B2B-levering als grondstof voor mengvoer
- Voerproductie naast een RAS
Met apparatuur die de eiwitrijke algen uit de Bloomo-kweek (40–70 wt%[9]) tot pellets verwerkt, kan voer worden geproduceerd op de plek waar het wordt gebruikt (in ontwikkeling). In de vroege levensstadia van tweekleppigen en kreeftachtigen zijn microalgen een directe voedingsbron, en bij een doorlopende aanvoer zijn dichtheid en versheid beter te beheersen.
Met de keuze van de algensoort (Chlorella, Spirulina, Nannochloropsis en andere) is het gehalte aan eiwit, ω-3 PUFA en carotenoïden te sturen[4][9]. Door het effluent van de aquacultuur binnen het RAS (recirculatiesysteem voor aquacultuur) met Bloomo te behandelen en de verkregen biomassa in dezelfde installatie tot voer te verwerken, is het ontwerp gericht op een kringloop zonder tussenliggende logistiek.
Opmerking: dit beschrijft de mogelijkheden als voergrondstof en is geen garantie voor een bepaalde voedingswaarde of ziektepreventie. Zie voor geschikte inmengpercentages per vissoort de literatuur[4]. Voor voer worden uitsluitend algen gebruikt die zijn gekweekt in water dat geschikt is voor voerproductie, zoals aquacultuurwater. Biomassa uit rioolwater of industrieel afvalwater wordt niet als voer gebruikt en is bestemd voor meststoffen, biochar en dergelijke. Alle toepassingen vragen om analyses op onder meer zware metalen en ziekteverwekkers en om naleving van de relevante Japanse wetgeving inzake voederveiligheid en meststofkwaliteit.
Biomaterialen (gecombineerd gebruik met oesterschelp)
Belangrijkste productlijnen
- CaCO₃ voor de bouw (vervanger van fijn toeslagmateriaal in beton)
- Bodemverbeteraar (oesterschelppoeder + algenbiochar)
- Grondstof voor CO₂-mineralisatie (CaO-route)
Er is beschreven dat gemalen oesterschelp een deel van het fijne toeslagmateriaal in beton kan vervangen[6]; voorbehandeling zorgt voor een deeltjesgrootte en zuiverheid die de hydratatie van cement niet belemmeren. In een vijfjarige proef op een akker met zure rode grond (pinda’s) vertraagde oesterschelppoeder in een dosering van 750–2.250 kg/ha de achteruitgang van de opbrengst en beperkte het, vergeleken met onbehandelde grond, de verzuring van de bodem en het plantbeschikbare Cd[11]. De combinatie met algenbiochar als bodemverbeteraar onderzoeken wij nog.
Bij CO₂-mineralisatie (de CaO-route) wordt de schelp gecalcineerd tot CaO, dat CO₂ uit rookgas als CaCO₃ vastlegt[5]. Het nettosaldo, inclusief de energie voor het calcineren, moet met een LCA worden beoordeeld.
Meststoffen met stikstof en fosfor
Belangrijkste toepassingen
- Vloeibare meststof en slurrymeststof (rechtstreeks gebruik van de gedeeltelijk ontwaterde slurry)
- Vaste meststofkorrels (geperst)
- Grondstofterugwinning gekoppeld aan rioolwaterzuivering
Door de stikstofassimilatie van Algal Bloom Capture worden NH₄⁺ en PO₄³⁻ uit het te behandelen water in de algenbiomassa vastgelegd, als eiwit en polyfosfaat. Wij streven ernaar het grootste deel van de stikstof als algeneiwit terug te winnen. Naar verwachting komt er zo minder N₂ en N₂O in de atmosfeer terecht dan bij nitrificatie en denitrificatie; de stikstofbalans, inclusief N₂O van de algen zelf[12] en ammoniakvervluchtiging, wordt in de demonstratie vastgesteld.
zie de pagina over rioolwaterzuivering
Opmerking: dit wijst op de mogelijkheden als grondstof voor meststoffen en is geen gegarandeerde samenstellingsverklaring in de zin van de Japanse meststoffenwet. Om biomassa uit afvalwater als meststof te gebruiken zijn analyses op onder meer zware metalen en naleving van die wet nodig.
Marktkansen en positionering
3 vormen van vraag
Voer, bodemverbeteraars, materialen
Markt voor algenbiomassa
Marktcijfers bespreken wij in een gesprek
Drie vormen van vraag groeien tegelijk: de duurzaamheidseisen aan voer voor de aquacultuur (vervanging van vismeel), de vraag naar diervrije bodemverbeteraars in de landbouw en de vraag naar koolstofarme bouwmaterialen.
Versnipperd → geïntegreerd
Regionale GX-projecten nemen toe
Markt voor oesterschelpen als grondstof
Hiroshima, Miyagi, Okayama en andere
Er lopen regionale projecten voor Green Transformation (GX), zoals HIROSHIMA SANDBOX. Oesterschelpen worden steeds minder versnipperd en steeds vaker geïntegreerd verwerkt.
GX / ESG
Eisen voor decarbonisatie en circulariteit
Regelgeving als stimulans
Japans beleid
Onder meer de Japanse wet ter bevordering van GX en het J-Credit-systeem vergroten de behoefte om afval om te zetten in grondstoffen. Of er methodologieën voor koolstofcredits bestaan die op algen of oesterschelpen van toepassing zijn, wordt nog onderzocht.
Positionering: concurrentiematrix
Hogere waarde
Lagere waarde
Geïntegreerd
Versnipperd
Novelgen
Bloomo-koppeling + LCA/MRV
Alle drie de stromen tegelijk
Bestaande afvalverwerkers
Eén toepassing / kostengedreven
Grote chemie- en voerbedrijven
Hoge waarde, maar slechts één stap
Wat ons onderscheidt, is de directe koppeling met de Bloomo-kweek, de automatische registratie van LCA- en MRV-gegevens (in ontwikkeling, met het oog op de waardering van koolstof) en de verwerking van alle stromen tegelijk.
Ontwikkeling en behaalde resultaten
Resultaten tot nu toe (2023–2025)
Koolstofrecyclingproject van de prefectuur Hiroshima
Gecombineerde kweek van Japanse oester en microalgen
Geselecteerd voor het SBIR-fase 3-fonds
Programma van het Japanse ministerie van Landbouw, Bosbouw en Visserij (MAFF) ter bevordering van innovatie in het mkb, voor een afmestsysteem voor oesters en digitale transformatie (DX) van de visdistributie
Geselecteerd voor SBIR-fase 2
Recirculatie-aquacultuur
Proefzending van Bloom Oyster
Start van de fase van marktlevering
Geselecteerd voor HIROSHIMA SANDBOX
Gecertificeerd door de Hiroshima Industrial Promotion Organization
Momenteel in ontwikkeling
Prototype van een eenheid voor ontwatering en instelling van de deeltjesgrootte van algenbiomassa ter plaatse (na Bloomo)
Eenheid voor het malen van oesterschelp en het mengen met algenbiochar
Uitbreiding van Bloomo Cloud Service met koppeling aan LCA en MRV
Mijlpalen voor de komende tijd
Standaardisatie van oogst- en droogapparatuur op commerciële schaal
Onderzoek naar LCA en naar de toepasbaarheid van methodologieën voor koolstofcredits
Bevestigen dat wordt voldaan aan de relevante wetgeving (meststoffen, voer, afval)
Opmerking: de genoemde resultaten zijn gebaseerd op informatie die al openbaar is gemaakt. De specificaties van de apparatuur en het ontwikkelschema kunnen veranderen naarmate de demonstratie vordert.
Literatuur
- Geng Y., et al. "Microalgal biorefineries: a systematic review of technological trade-offs and innovation pathways." Biotechnology for Biofuels and Bioproducts, 2025, 18, 93. DOI →
- Vázquez-Romero B., Perales J.A., Pereira H., Barbosa M., Ruiz J. "Techno-economic assessment of microalgae production, harvesting and drying for food, feed, cosmetics, and agriculture." Science of the Total Environment, 2022, 837, 155742. (1 ha industrial-scale case in southern Portugal, Nannochloropsis oceanica.) DOI →
- Fasaei F. et al. "Techno-economic evaluation of microalgae harvesting and dewatering systems." Algal Research, 2018. ScienceDirect →
- Siddik M.A.B. et al. "Expanded utilisation of microalgae in global aquafeeds." Reviews in Aquaculture, 2024. DOI →
- "Sustainable conversion of oyster shell waste into high-purity calcium carbonate via CO₂ mineralization." Journal of CO₂ Utilization, 2024. ScienceDirect →
- Hong Y.-M., Choudhury S.R. "The Substitution Effect of the Fine Aggregate in Concrete with Oyster Shell." Materials, 2024, 17(24), 6148. DOI →
- Munari C., Rossetti E., Mistri M. "Shell formation in cultivated bivalves cannot be part of carbon trading systems: a study case with Mytilus galloprovincialis." Marine Environmental Research, 2013, 92, 264–267. DOI →
- Martini A., et al. "Environmental performance and shell formation-related carbon flows for mussel farming systems." Science of the Total Environment, 2022, 831, 154891. DOI →
- Ahmad A. et al. "An overview of microalgae biomass as a sustainable aquaculture feed ingredient: food security and circular economy." Bioengineered, 2022, 13(4), 9521–9547. DOI →
- Stoichiometric estimate (not a literature value): assuming carbon makes up 50% of dry weight, 0.50 × 44.01 / 12.01 ≈ 1.83 t CO₂ per t DW. This is gross photosynthetic uptake, not a net reduction; ash-rich biomass grown in wastewater can contain less carbon.
- Li H., Wu Y., Li J., Han T., Liu K., Huang S. "Long-term oyster shell powder applications increase crop yields and control soil acidity and cadmium in red soil drylands." Frontiers in Plant Science, 2025, 16, 1506733. DOI →
- Plouviez M., et al. "The biosynthesis of nitrous oxide in the green alga Chlamydomonas reinhardtii." The Plant Journal, 2017, 91(1), 45–56. DOI →
Opmerking: de cijfers gelden voor de onderwerpen en omstandigheden van elke studie en zijn geen prestatiewaarden van onze apparatuur.
Gezamenlijk onderzoek en partnerschap
Neem hieronder contact met ons op over demonstratiepartnerschappen, technologielicenties of gezamenlijke ontwikkeling rond de apparatuur voor biomassavalorisatie. Gedetailleerde documentatie is beschikbaar na ondertekening van een geheimhoudingsovereenkomst (NDA).