Algen zijn een interessant duurzaam alternatief voor chemische stoffen die vandaag nog uit aardolie worden gehaald. En voor natuurlijke producten die op een onduurzame manier worden geteeld of getransporteerd. Maar dan moet de waardeketen, van algenkweek over oogst en verwerking tot stockage en toepassing, wel succesvol worden opgeschaald naar economisch rendabele schaal. VITO houdt de blik breed en focust op de volledige waardeketen ná de algenkweek.
VITO werkt al jaren op (micro)algen, voornamelijk op het stuk van de waardeketen vanaf de oogst. Voor die belangrijke stap heeft VITO zelfs een eigen technologie ontwikkeld: Membrane Algae Filtration (MAF). Die technologie vormt de kern van een continu oogstsysteem dat momenteel is aangesloten op de Sunbuilt-installatie die VITO samen met Thomas More in Geel beheert. Deze ‘fotobioreactor’ – algen groeien onder invloed van licht – heeft een capaciteit van drieduizend liter. Dat lijkt veel, maar het is nauwelijks genoeg is voor drie kilogram geconcentreerde droge algen. Maar daar staat dan weer tegenover dat algen bijzonder snel groeien: bij optimale groeicondities kan er elke week door VITO worden geoogst.
Waterrecyclage en -hergebruik
De MAF-technologie en de Sunbuilt-reactor zijn pilootinstallaties. Om de ganse installatie te kunnen opschalen, moeten eerst de efficiëntie en betrouwbaarheid van de afzonderlijke componenten en functies omhoog. Een van die functies is de recyclage en het hergebruik van water (dat goed is voor 95 procent van de reactorinhoud) en van de zouten waarmee het water is verrijkt. “Met onze MAF-unit, die is gebaseerd op de membraantechnologie die we in huis hebben, filteren we de algen uit het water en zuiveren we de algen op naar hoge concentratie”, zegt Leen Bastiaens van VITO. Het filtraat (water plus zouten) is onmiddellijk herbruikbaar.” Een vlot waterhergebruik is onontbeerlijk om de kans op slagen van de algenkweek en -waardeketen intact te houden. “Als je al het water uit de bodem zou moeten oppompen, kom je voor een installatie op ware schaal op zulke grote volumes dat dit niet eens is toegestaan. Althans niet in Vlaanderen.”
Het voordeel van de concentratie van de biomassa van de algen is dat de investeringskost voor de verdere verwerking niet te hoog oploopt, precies omdat dit kan worden gedaan met kleinere machines. Een mogelijk profiel van een toekomstige algenkweker is immers dat van een ‘algenboer’ die beschikt over een leegstaande serre, waarin microalgen binnenin transparante buizen groeien. In dat plaatje past ook het Europese IDEA-project, waarin gezocht wordt naar optimale omstandigheden voor een economisch rendabele algenkweek in Noordwest-Europa.
Harde celwanden
Na de concentratie van de algenbiomassa volgt de verwerking. Ook hiervoor beschikt VITO over de nodige expertise en apparatuur waarmee de harde celwanden van de microalgen worden opengebroken en waarmee de verschillende componenten eruit worden gehaald en van elkaar gescheiden. “Microalgen barsten echt van de interessante componenten”, zegt Bastiaens. “Enerzijds heb je moleculen die als duurzaam alternatief kunnen dienen voor bestaande grondstoffen (denk aan omega 3-vetzuren, antioxidanten, carotenoïden, suikers, eiwitten en vetten). Anderzijds zitten er ook stoffen bij die nog wachten op een toepassing. Zo kunnen algen ook een duwtje in de rug geven van creatieve geesten in de bio-industrie.”
Breed toepassingsgebied
Microalgen zijn zeer gevoelig aan veranderingen in lichtinval en temperatuur. Als een kweker bovenmatig geïnteresseerd is in één of enkele specifieke componenten, kan hij de omgevingsomstandigheden zo finetunen dat zijn algen volop die componenten gaan produceren. Een toekomstige kweker kan zich dus specialiseren als grondstofleverancier met het oog op een of een paar welbepaalde toepassingen.
Die (mogelijke) toepassingen lopen zeer sterk uiteen. Van duurzame en natuurlijke kleurstoffen voor cosmetica (bv. carotenoïden) en voedingsproducten (agar), over voedingssupplementen (omega 3) tot veevoeder (suikers en vooral eiwitten). De keuze van de toepassing bepaalt natuurlijk sterk of er een economische succesverhaal in de algenkweek zit, of niet. Bastiaens: “Nog niet zolang geleden werden algen vooral gezien als alternatief voor biobrandstof. Dat had natuurlijk weinig zin, want die toepassing wordt gekenmerkt door een lage prijs per massa-eenheid en bulkhoeveelheden. Bij de toepassing als hoogwaardig alternatief voor grondstoffen in de cosmetica en de nutrifarmacie (voedingssupplementen) is het precies omgekeerd, wat een veel sterkere economische prikkel geeft. Het is langs die weg dat we de markt willen opbouwen.”
Algen, het hele jaar door
VITO is de trekker van het door Europa gefinancierde IDEA-project (Implementation and Development of Economic viable Algae-based value chains). Daarin wordt gezocht naar manieren om, net als in Zuid-Europa, ook bij ons het hele jaar door microalgen te kunnen kweken. Want als boeren weten dat ze het hele jaar door kunnen oogsten, en niet alleen in de zonnige maanden (algen zijn zeer gevoelig voor licht), dan wordt het interessanter om te investeren in de kostbare oogsttechnologie. Concreet wordt binnen IDEA bijvoorbeeld onderzocht welke algensoorten zich het best lenen voor het klimaat in Noordwest-Europa. Daarnaast doet VITO binnen IDEA onderzoek naar methoden om elke schakel in de waardeketen te stimuleren.
Zeewierboerderijen
Het onderzoek van VITO focust voornamelijk op microalgen. Maar bij het grote publiek zijn macroalgen – of zeewieren – wellicht bekender. Ook deze algen staan volop in the picture om een belangrijke rol te gaan spelen in de transitie naar een duurzamere economie. In Nederland wordt bijvoorbeeld al geëxperimenteerd met heuse zeewierboerderijen, waar algen op textielmatten of aan touwen in de Noordzee worden gekweekt. Zeewier is vooral rijk aan koolhydraten en eiwitten, en dat weet ook de industrie (het alomtegenwoordige proteïne alginaat wordt bijvoorbeeld al jaren gebruikt in tandpasta). Bij VITO wordt vooral gewerkt rond de extractie en het opzuiveren van nuttige stoffen uit zeewier.
