Gjenvunnet algebiomasse og østersskall som ressurser
Bloom Biomass Utilization
Fra biprodukter til verdi
Algebiomassen som gjenvinnes i vannrensingen med Bloomo, og de store mengdene østersskall som er et biprodukt av østersoppdrett, kan bli verdifulle ressurser med riktig utstyr og riktige vurderingsmetoder. Når biomassen omdannes i flere trinn til fôr til akvakultur, jordforbedringsmiddel, byggematerialer og gjødselråstoff, og karbonbalansen kvantifiseres med livssyklusvurdering (LCA) og MRV (måling, rapportering og verifisering), kan akvatisk biomasse inngå i sirkulærøkonomien.
Hvorfor biomasseutnyttelse er viktig nå
Utfordringer med algebiomassen
- Lønnsomheten i industriell skala avgjøres av kostnadene til høsting og tørking. Sentrifugering gjenvinner ≥ 90 %, men krever 0,8–1,2 kWh/m³, og spraytørking krever ≥ 3 MJ/kg[1]
- Et teknisk-økonomisk anslag for industriell dyrking på 1 ha i Portugal (Nannochloropsis oceanica, sentrifugering og frysetørking) setter produksjonskostnaden for biomassen til 53,32 €/kg tørrvekt (DW)[2]. Det er også rapportert at høsting og avvanning utgjør en stor andel av totalkostnaden[3]
- Det er rapportert at hvor mye alger som kan inngå i fôr, varierer mye mellom fiskearter. Utforming og prosessering tilpasset fiskearten avgjør derfor resultatet[4]
Utfordringer med østersskall
- Det oppstår 6–8 millioner tonn avfall fra marin akvakultur i Øst- og Sørøst-Asia hvert år. Taiwan alene står for omtrent 2,2 millioner tonn[5]
- Sammenlignet med den spiselige delen utgjør skallet omtrent 70 % av levende vekt, og kostnadene til avfallshåndtering øker etter hvert som oppdrettet utvides[6]
- Omtrent 95 % av et østersskall er CaCO₃[6]. Bruk som fint tilslag i betong og som jordforbedringsmiddel er beskrevet[6][11], men kvantitative LCA-vurderinger fra aktørene er fortsatt sjeldne
Et vitenskapelig forbehold: østersskall og karbonbinding
Kalsifiseringen som danner skallet (Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O) frigjør også CO₂. En studie konkluderer med at skalldannelsen hos oppdrettede toskallede bløtdyr, når respirasjon og kalsifisering regnes med, er en kilde til CO₂ og ikke kan inngå i karbonhandel[7]. En annen studie, som la karbonstrømmene ved kalsifisering inn i en LCA, anslo et lite nettoopptak[8]. Uten langvarig bruk (for eksempel som materiale med en levetid på hundre år eller mer) og passende systemgrenser i LCA-en kan karbonbinding ikke uten videre hevdes. I utviklingsarbeidet vurderer Novelgen karbonverdi bare innenfor systemgrenser i LCA som er i tråd med ISO 14040/14044.
Novelgens tilnærming
Novelgen utvikler utstyr som behandler algebiomasse og østersskall samlet på stedet, ved landbaserte oppdrettsanlegg, renseanlegg og fiskerihavner langs kysten. Som neste trinn etter Bloomo gjør utstyret fast–væske-separasjon → tørking → oppmaling og justering av partikkelstørrelse til en sammenhengende prosess, og er utformet slik at prosessbetingelsene kan velges for hver anvendelse.
Til fôr
Prosessbetingelser som holder renheten og proteininnholdet høyt
Biokull
Fuktstyring og tørking tilpasset pyrolyse
Jordforbedringsmiddel
Partikkelstørrelse og pH justeres for blanding med østersskall
I tillegg registrerer Bloomo Cloud Service fortløpende behandlet mengde, tilført energi og CO₂-opptak. Utviklingsmålet er å gi aktørene MRV-data som kan brukes i en LCA i tråd med ISO 14040/14044 og i fremtidige beregninger av karbonkreditter (aktuelle metodikker er under vurdering).
Tekniske spesifikasjoner og nøkkeltall
Kilde er oppgitt for alle tall.Forskningsfunn / Utviklingsmål markerer henholdsvis verdier fra vitenskapelig litteratur og Novelgens utviklingsmål.
Behandling av algebiomasse
Behandling av algebiomasse: detaljer
| Parameter | Verdi | Kategori | Kilde |
|---|---|---|---|
| Biomassekonsentrasjon ved PBR-utløp | 0,3–0,4 % DW (lukket system) | Forskningsfunn | [3] |
| Tørrstoff i slurry etter avvanning | 15–25 % | Forskningsfunn | [3] |
| Fuktighet etter sluttørking | <5 % (krav til langtidslagring og transport) | Forskningsfunn | [3] |
| Energi til sentrifugering | 0,8–1,2 kWh/m³ | Forskningsfunn | [1] |
| Energi til spraytørking | Omtrent 0,8–1,0 kWh/kg | Forskningsfunn | [1] |
| Proteininnhold i alger | 40–70 wt% (Chlorella 51–58 %, Spirulina 60–71 %, Arthrospira 70 %) | Forskningsfunn | [9] |
| Teoretisk CO₂-opptak (fotosyntese) | Omtrent 1,83 t CO₂ per tonn biomasse (tørrvekt). Støkiometrisk verdi som forutsetter et karboninnhold på 50 %. Verdien er et bruttotall, ikke en nettoreduksjon | Forskningsfunn | [10] |
Østersskall som ressurs
Verdistrømmer: tre veier til ressursutnyttelse
Biomass circulation flow
Merk: Enheten for biomassebehandling er under utvikling, og flytskjemaet viser designkonseptet. Hva biomassen kan brukes til, avhenger av kildevannet og regelverket. Biomasse dyrket i kommunalt eller industrielt avløpsvann brukes ikke til fôr.
Fôr til akvakultur og husdyr
Hovedanvendelser
- Finpartikulært fôr til fiskelarver og yngel av toskallede bløtdyr
- B2B-leveranse som råvare i sammensatt fôr
- Fôrproduksjon i tilknytning til RAS
Med utstyr som pelleterer de proteinrike algene fra dyrkingen med Bloomo (40–70 wt%[9]) på stedet, kan fôret produseres der det brukes (under utvikling). Mikroalger er en direkte næringskilde i de tidlige utviklingsstadiene hos toskallede bløtdyr og krepsdyr, og kontinuerlig tilførsel gjør det lettere å styre tetthet og ferskhet.
Sammensetningen av protein, ω-3-fettsyrer (PUFA) og karotenoider kan velges etter type alge (Chlorella, Spirulina, Nannochloropsis med flere)[4][9]. Når avløpsvann fra akvakultur renses med Bloomo i selve RAS-anlegget og biomassen gjøres om til fôr i samme anlegg, er målet med utformingen et kretsløp uten transportledd imellom.
Merk: Dette viser potensialet som fôrråvare. Det er ingen garanti for bestemt næringsverdi eller sykdomsforebyggende effekt. For innblandingsandeler per fiskeart, se litteraturen[4]. Bare alger dyrket i vann som egner seg til fôrproduksjon, for eksempel oppdrettsvann, brukes til fôr. Biomasse dyrket i kommunalt eller industrielt avløpsvann brukes ikke til fôr, men er tenkt brukt til gjødsel, biokull og lignende. All bruk forutsetter analyser, blant annet av tungmetaller og patogener, og at relevante japanske lover om fôrsikkerhet og gjødselkvalitet overholdes.
Biomaterialer (kombinert bruk med østersskall)
Hovedproduktlinjer
- CaCO₃ til bygg og anlegg (erstatning for fint tilslag i betong)
- Jordforbedringsmiddel (østersskallpulver + biokull av alger)
- Råstoff til CO₂-mineralisering (CaO-veien)
Det er rapportert at oppmalt østersskall kan erstatte en del av det fine tilslaget i betong[6]. Forbehandling sikrer en partikkelstørrelse og renhet som ikke hemmer hydratiseringen av sementen. I et femårig forsøk på en åker med sur rødjord (peanøtter) ga østersskallpulver ved 750–2 250 kg/ha en langsommere nedgang i avlingen, mindre forsuring av jorden og lavere innhold av plantetilgjengelig Cd enn i ubehandlet jord[11]. Vi undersøker også et jordforbedringsmiddel som kombinerer østersskallpulver med biokull av alger.
CO₂-mineralisering (CaO-veien) kalsinerer skallet til CaO og binder CO₂ fra røykgass som CaCO₃[5]. Nettobalansen, inkludert energien som brukes til kalsineringen, må vurderes med LCA.
Nitrogen- og fosforgjødsel
Hovedanvendelser
- Flytende gjødsel og slurrygjødsel (delvis avvannet slurry brukes direkte)
- Fast, pelletert gjødsel (pressforming)
- Ressursgjenvinning integrert med avløpsrensing
Gjennom nitrogenassimilasjonen i Algal Bloom Capture tas NH₄⁺ og PO₄³⁻ fra vannet som behandles, opp i algebiomassen og lagres der som protein og polyfosfat. Målet er å gjenvinne mesteparten av nitrogenet som algeprotein. Dette antas å gi mindre utslipp av N₂ og N₂O til atmosfæren enn nitrifikasjon–denitrifikasjon, men nitrogenbalansen, inkludert N₂O fra algene selv[12] og ammoniakkavgassing, skal bekreftes i demonstrasjonsfasen.
Merk: Dette viser potensialet som gjødselråstoff. Det er ikke en garantert innholdsdeklarasjon etter den japanske gjødselloven. Bruk av biomasse fra avløpsvann som gjødsel forutsetter analyser, blant annet av tungmetaller, og at loven overholdes.
Markedsmuligheter og posisjonering
3 typer etterspørsel
Fôr, jordforbedringsmiddel, materialer
Markedet for algebiomasse
Markedstall gjennomgås i møter
Etterspørselen vokser på tre områder samtidig: krav om bærekraft i fôr til akvakultur (som erstatning for fiskemel), dyrefrie jordforbedringsmidler i landbruket og byggematerialer med lavt karbonavtrykk.
Oppsplittet → samlet
Regionale prosjekter for grønn omstilling (GX) vokser
Markedet for ressursutnyttelse av østersskall
Hiroshima, Miyagi, Okayama med flere
Regionale GX-prosjekter som HIROSHIMA SANDBOX er i gang. Behandlingen av østersskall er i ferd med å gå fra spredte løsninger til samlet behandling.
GX / ESG
Krav om dekarbonisering og sirkularitet
Medvind fra regelverk og politikk
Japansk politikk
Blant annet Japans lov om fremme av GX og J-Credit-ordningen øker behovet for å gjøre avfall om til ressurser. Vi undersøker fortsatt om det finnes kredittmetodikker som kan brukes for alger eller østersskall.
Posisjonering: konkurransematrise
Høyere verdi
Lavere verdi
Integrert
Oppsplittet
Novelgen
Bloomo-integrasjon + LCA/MRV
Alle tre strømmene samtidig
Eksisterende avfallshåndtering
Ett bruksformål / kostnadsdrevet
Store kjemi- og fôrprodusenter
Høy verdi, men bare ett trinn
Det som skiller oss ut: direkte kobling til dyrkingen med Bloomo / automatisk registrering av LCA- og MRV-data (under utvikling, med sikte på verdsetting av karbon) / alle strømmer håndteres samtidig.
Utvikling og resultater
Resultater så langt (2023–2025)
Hiroshima prefekturs program for karbonresirkulering
Kombinert oppdrett av stillehavsøsters og mikroalger
Valgt ut til SBIR fase 3-fondet
Innovasjonsprogram for små og mellomstore bedrifter i regi av Japans landbruks-, skogbruks- og fiskeridepartement (MAFF): system for østersoppfôring og digital omstilling (DX) av sjømatdistribusjon
Valgt ut til SBIR fase 2
Resirkulerende akvakultur
Testleveranse av Bloom Oyster
Start på fasen med levering til markedet
Valgt ut til HIROSHIMA SANDBOX
Sertifisert av Hiroshima Industrial Promotion Organization
Under utvikling nå
Prototyp på enhet for avvanning og justering av partikkelstørrelse på stedet for algebiomasse (etter Bloomo)
Enhet for oppmaling av østersskall og blanding med biokull av alger
Utvidelse av Bloomo Cloud Service koblet til LCA og MRV
Kommende milepæler
Standardisering av utstyr for høsting og tørking i kommersiell skala
Vurdering av LCA og av om metodikker for karbonkreditter kan brukes
Bekreftelse av samsvar med relevante lover (gjødsel, fôr, avfall)
Merk: De oppførte resultatene bygger på informasjon som allerede er offentliggjort. Utstyrets spesifikasjoner og utviklingsplanen kan endres i takt med fremdriften i demonstrasjonen.
Referanser
- 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 →
Merk: Tallene gjelder for det som ble undersøkt, og under forholdene i hver enkelt studie. De er ikke ytelsesverdier for utstyret vårt.
Felles forskning og partnerskap
Ta kontakt via knappene nedenfor om demonstrasjonspartnerskap, lisensiering av teknologi eller felles utvikling av utstyret for utnyttelse av biomasse. Detaljert materiale er tilgjengelig etter at en taushetsavtale (NDA) er inngått.