Reacties/ Is de nieuwe diesel gemaakt van algen?

Wow! Algen?!
Nooit geweten dat zo'n onschuldig viezig dingetje zoveel zou kunnen gaan betekenen voor de mensheid. Zo zie je maar weer: de aarde kent veel meer lekkers dan alleen olie en gas. We weten nog maar de helft.

Er zijn algen die een dieselachtige substantie uitscheiden; in combinatie met warmte en CO2 (uitstoot van bv energie centrales) zijn er hele mooie plannen te bedenken, en al bedacht.
Maar tussen droom en daad staan labtesten en een weerbarstige realiteit!

Ik ben bang dat er heel wat energie nodig is om de algen uit te persen en de olie te zuiveren.
En daarnaast moet je nog eens 3x zoveel (bio-)ethanol toevoegen om er een bruikbare brandstof van te maken. Helaas ontbreekt de berekening hoeveel landbouwgrond er nodig is om zo idioot veel ethanol te produceren.
En al die moeite om de Amerikanen in hun dikke SUV's te kunnen laten rijden.

Dit biedt de mogelijkheid om 2x van de algen gebruik te maken.
Laat de algen eerst waterstof produceren. Gebruik dit vervolgens om de machinerie aan te drijven voor het persen en produceren van de diesel.
Wanneer je dit combineert met de efficiëntie van de waterstof generatoren (docu: "de waterstof revolutie" van tegenlicht), kan dit heel wat moois opleveren.
Het mogelijk nadeel kan zijn dat de algen genetisch gemodificeerd moeten worden om de productie op te hogen. Dit zal voor ophef zorgen.

Het volgende is beeld is zeer simpel geschetst, maar daarvoor ken ik de daadwerkelijke mogelijkheden nog niet.

Ik denk dat het heel verstandig is om hier veel meer werk van te maken. Vooral het feit dat het relatief makkelijk voor de huidige diesel te vervangen is (1:1), maakt het zeer aantrekkelijk. De huidige olieprijs en de afhankelijkheid van het Midden-Oosten/Zuid-Amerika maken het ook zeer belangrijk om hier dieper op in te gaan. Aangezien de duidige olie eindig is, is het voor de toekomst, en de economie, van groot belang deze vorm uit te buiten.

En het is niet alleen voor Amerika met z'n SUV, die rijden toch niet op diesel.

In ieder geval mag de Nederlandse politiek wel voorzichtig worden met de wil om diesel uit te bannen, diesels zijn al lang niet meer vervuilender als benzine, en het zal in de toekomst juist een steeds belangrijker vorm van verbranding in motoren worden, juist omdat er zo makkelijk een andere vorm van brandstof in de "gooien" is.

Geweldig! waarom rijden we hier niet allang op?

Wel jammer dat die algen in een vijvertje gekweekt moeten worden. Daar is weer erg veel ruimte voor nodig. Hopelijk ontdekken ze menieren om dit op zee te doen, want daar is plek genoeg.

Enne, dan nog het probleem oplossen dat maar 1/4 van de brandstof uit algenolie bestaat en de rest uit suikerbieten-suiker-alcohol.

fijne site zeg! superinteresant!

Stukje verder terug in de keten: ruwe olie (crude) uit algen, in grootschalige produktie op relatief kleine ruimte door een innovatief proces. Heb een boeiende presentatie van hen gezien en als ze er in slagen om dit te realiseren is Rotterdam straks het Houston van de bio-crude!
Zoals iemand zei: ze hebben een atuurlijk proces versneld.

Voor meer info jpelfman AT gmail.com

Het is prachtig als de mensheid zich in zou willen zetten om energie
te besparen en alternatieven te ontwikkelen om aan de vraag te kunnen
blijven voldoen. Ik denk dat als er meer energie dan de vraag zou worden
geproduseerd dat de leveranciers de prijs hoog zullen houden. Hoe meer
er zal worden bezuinigd, zal evenredig de prijsverhogingen in stand worden
gehouden. Want hoe verklaar je dan waarom er een nieuwe Amer kolen-
centrale bij moet komen volgens Essent?

Wat zou het prachtig zijn. Een soort oliebollenfabriek , maar dan algen teelt.
Aanhet begin van het 25 gr. zoute water de kiemen er in en aan het eind de rijpe algen er uit. Uiteraard de juiste belichting hierbij vinden. Vervolgens omzetten in aethanol. Dit verbranden in gasturbines om electriciteit te maken. De restwarmte gebruiken voor de algengroei, dus om het water te warmen. De CO2 die vrij komt eveneens aan het gesloten lopende band proces toevoegen.
Lijkt me helemaal de toekomst. Maar hopen dat de RUG voldoende finantien
krijgt om research te doen.Ik weet dat om doe reden er nogal eens profs naar de US gaan.

TWEE ARTIKELEN UIT HET NRC VAN 14 juni 2008

1 tot 2 watt per m 2

Is grootschalige teelt van algen de oplossing van het energieprobleem? Dat is op dit moment de centrale vraag in de algenteelt. Op het algencongres in Dronten presenteerde Eugène Roebroeck, directeur van LGem, een berekening die alle hoop wegnam.

Op Nederlandse bodem belandt volgens het KNMI per tijdseenheid een hoeveelheid zonne-energie ter waarde van 110 watt/m2. Dat is gemiddeld over een jaar, dus met inbegrip van seizoenen, nachten en bewolking. Nog geen 45 procent, misschien maar 42 procent, van deze zonnestraling bestaat uit de fotosynthetisch actieve straling (PAR) die algen kunnen gebruiken. Biochemisch en biofysisch onderzoek toonde aan dat de thans bekende algen hooguit 20 of 21 procent van deze PAR-energie kunnen omzetten in biomassa. Dat is de zogenoemde fotosynthetische efficiëntie. Het betekent dat in Nederland hooguit 10 watt/m2 aan gedroogde algenmassa is te winnen. Omdat een gram droge alg nog geen 25 kilojoule energie bevat kan hier nooit meer dan 135 ton algenmassa per hectare worden geoogst. Dit is het theoretisch maximum.

In de praktijk ligt de fotosynthetische efficiency een stuk beneden het maximum: in geconcentreerde algencultures krijgen veel algen te weinig licht omdat ze elkaar overschaduwen en andere juist te veel omdat ze in de felle zon belanden (met bijbehorende lichtremming). Het praktisch maximum zal niet makkelijk boven de 5 watt/m2 te brengen zijn. Dat is 70 ton gedroogde alg per hectare.

Er komt nog eens bij dat het vaak niet zal lukken de groeiomstandigheden van de algen optimaal te houden. Er is te weinig CO2, teveelzuurstof, de pH deugt niet of detemperatuur is niet helemaal goed. Bovendienmoet niet vergeten wordendat de kweekinstallatie van tijd tot tijdbuiten gebruik wordt gesteld voor onderhouden dat een algenkwekerij bijlange na niet zon gunstig gebruikmaakt van het grondoppervlak als delandbouw doet.

Roebroeck schat dat in open bassins op zn best 1 tot 2 watt/m2 (15 tot 30 ton droge stof per ha) en in gesloten systemen 2 tot 3 watt/m2 (25 tot 40 ton) te winnen zijn. Navraag leerde dat Nederlandse onderzoekers hem daarin niet tegenspreken. IngrePro in Borculo komt met een hybride cultuur (zie kader) op 40 ton per hectare.

Het lijkt veel, vergeleken met de opbrengst van het vermaarde Amerikaanse prairiegras switchgrass (op dit moment 11 droge ton per ha, Bioresource Technology, maart 2007) maar het energieverbruik in de switchgrass-teelt ligt natuurlijk veel lager. Diverse aanwezigen op het algencongres wisten bovendien te melden dat in de Nederlandse suikerbietenteelt wel 22 tot 25 ton droge stof per hectare per jaar wordt geproduceerd (dat is inclusief loof, melasse, enz.) In de rozenkwekerij en de tomatenteelt zou de productie van droge stof nog hoger zijn.

De genadeslag kwam van Roebroecks opgave dat hij voor het bedrijven van een gesloten algenkweek ongeveer 4 watt/m2 aan energie kwijt is aan het rondpompen, beluchten en oogsten (met behulp van centrifuges). Roebroeck: Dan heb ik het energieverbruik van de logistiek en van de koeling nog niet eens meegerekend, 9 maanden per jaar moet ik mijn algen koelen, daar hoor je bijna niemand over. Roebroeck bracht ook de grote hoeveelheid energie die nodig is voor productie van stikstofkunstmest niet in rekening.

Kortom: in Nederland kost het kweken van algen meer energie dan het oplevert. In Zuid Europa en verder in de subtropen waar de instraling 200tot 300 watt/m2 kan zijn ligt de situatiegunstiger, maar daar is de koeling vaakweer een probleem.

In Trends in Biotechnology (maart 2008) houdt de Nieuw Zeelandse onderzoeker Yusuf Chisti vol dat de productie van olie uit algen aantrekkelijker is dan het winnen van alcohol uit suikerriet. Maar hij gaat uit van een algenopbrengst van maar liefst 295 ton per ha per jaar (met een oliegehalte van 30 procent) en negeert volkomen het formidabele energieverbruik van het kweekproces.

Lucas Reijnders, hoogleraar in Amsterdam, corrigeert Chisti in het komende juli-nummer van Trends in Biotechnology. In een reactie (in het zelfde nummer) komt Chisti prompt met gematigder getallen, maar nu voert hij grote energiewinst op uit het vergisten van de algenmassa die overblijft na het onttrekken van de olie. René Wijffels, hoogleraar in Wageningen, had er in het januarinummer van het zelfde tijdschrift al op gewezen: veel bedrijven komen met volstrekt onrealistische opgaven over de opbrengsten van hun algenteelt. Daardoor blijven de verwachtingen te hoog. Wel noteert Wijffels dat uit algen meer olie per hectare is te winnen dan uit oliepalmen maar ook hij negeert dan vervolgens in zijn artikel het hoge energieverbruik van de algenteelt.

ARTIKEL 2

Groene goudkoorts

Karel Knip

kweken van algen kost meer energie dan het oplevert

De KLM wil op algen gaan vliegen. Maar is dat verstandig? De echte kansen voor de alg liggen meer op het terrein van de voeding. Karel Knip

In december werd bekend dat Shell samen met HR Biopetroleum algen ging kweken op Hawaii om daaruit biobrandstof te winnen. Bijna tegelijkertijd maakten de melkveehouders Jan en Douwe Zijlstra wereldkundig dat zij in Hallum hetzelfde gingen doen. Ze hadden al een mestvergistingsinstallatie en hoopten een en ander te combineren. Rond die tijd kwam ook het nieuws dat het Japanse bedrijf Teijin miljoenen ging investeren in Nederlands oudste algenkwekerij AquaPhyto in Zeewolde.

Prompt kwamen milieuminister Cramer en koningin Beatrix er in april een kijkje nemen. En een week later, maar geheel los daarvan, berichtte het Friese instituut Wetsus (watertechnologie) dat het samen met Wageningse onderzoekers en een tiental bedrijven ging uitzoeken hoe algenolie was te produceren uit reststromen.

Op 17 mei liet Airbus weten vóór 2030 op algen te willen gaan vliegen en op 23 mei deed de KLM er een schepje boven op: men wilde al binnen twee jaar algenkerosine tanken - men had de buik vol van fossiele brandstof. En weer een week later maakte AkzoNobel bekend dit najaar samen met Essent algen te gaan kweken in Delfzijl. Ook uit reststromen.

Wie nu niet in de algen duikt, mist de boot, zei - met zoveel woorden - de inleider van het eerste Nederlandse algencongres dat op 27 mei in Dronten werd gehouden. Wetenschappers, technici, beleidsmakers, ondernemers en zakenlui waren bij honderden bijeengekomen om er waarheden en onwaarheden over algen te scheiden. Want dat was het thema.

Het was een ontnuchterende ervaring, want vóór de klok elf sloeg had een spreker al de woorden hype en absurd in de mond genomen. De algenbelangstelling was een hype en wat de KLM wou absurd. Als er iets niet moest gebeuren in Nederland dan was het productie van algen met als primaire doel de winning van biobrandstoffen, aldus Jan de Wilt van het InnovatieNetwerk, een neveninspanning van het ministerie van landbouw. Wat niet wegnam dat hij een lans brak voor de algenteelt, maar dan met een ander oogmerk.

Algen, tegenwoordig opeens vaak micro-algen genoemd (om ze te onderscheiden van flap en wier) zijn minuscule, vaak eencellige plantjes die in water zweven. Soms zijn ze meercellig en net met het blote oog te zien. Wie een week lang een glas leidingwater op zijn balkon laat staan, krijgt daar vanzelf algen in.

Fotosynthese en koolzuurassimilatie verlopen bij de meeste algen niet heel veel anders dan bij hogere planten, maar in een aantal eigenschappen wijken ze wezenlijk af. Zo groeien veel algen sneller dan hogere planten (sommige delen wel een paar keer per etmaal) en zo hebben andere een ongewoon hoog gehalte aan vetten en vetachtige stoffen, niet zelden van het soort dat meervoudig onverzadigd mag heten. Het verschil is niet gering: de groeiende oliepalm produceert, wortel en tak meegeteld, maar een procent of vijf aan olie, anderzijds zijn er algen die wel boven de 50 procent aan olie komen.Algen kunnen dat omdat ze geenwortels of steun- en transportweefselnodig hebben.

Er komt bij dat veel algen een ongewoon hoog gehalte aan vitaminen en antioxidanten bezitten en dat sommige stoffen produceren die het immuunsysteem activeren. Dan zijn er nog de felgekleurde pigmenten. Vermoedelijk zijn er zelfs algen waaruit antibiotica zijn te winnen. Ja, er is zelfs een exotische, in brak water levende alg, Botryococcus braunii, die bijna kant en klare petroleum binnen zijn cel ophoopt. Dus geen vetten, die eerst nog chemisch moeten worden omgezet om er diesel of kerosine van te maken, maar bijna rechtstreeks bruikbare brandstof. Hij is de stille favoriet van veel algentelers. Dat ze hem niet in productie nemen komt omdat hij zo ontzettend langzaam groeit.

Velen in binnen- en buitenland zijn aangestoken door de algenkoorts, door de ontdekking dat met tamelijk eenvoudige middelen allerlei aantrekkelijke stoffen zijn te produceren die de traditionele landbouw niet leveren kan.

De verrassing van het algencongres was dat de Nederlanders met praktijkervaring inmiddels al doordrongen zijn van het inzicht dat het telen van algen met als primair doel de productie van biobrandstof geen zin heeft. Als er al met veel moeite een positieve balans kan worden bereikt tussen het energieverbruik van de teelt en de oogst aan brandbaar materiaal dan kan de algenbrandstof in prijs niet concurreren met fossiele brandstof.

De drie bedrijven die in Nederland commercieel algen produceren (IngrePro in Borculo, AquaPhyto in Zeewolde en LGem in Made) produceren voornamelijk voor de visteelt en de diervoeders (huisdier, vogel, paard). LGem verkoopt zijn gedroogde alg Nannochloropsis als voedingssupplement in Noord-Amerika, zoals anderen Spirulina verkopen in de reformwinkel. IngrePro, de grootste in Nederland, levert zijn Chlorella-producten ook aan de sappenindustrie.

De verwachting is dat de gestaag groeiende aquacultuur (visteelt) in Nederland voor de algentelers een grote markt gaat worden. Het is gebleken dat de vetzuursamenstelling van vissen grotendeels wordt bepaald door hun voedsel. Vette zeevis bevat veel omega-3-vetzuren omdat de algen die ze eten (of die hun prooidieren aten) veel omega-3-vetzuren bevatten.

Hier ligt een overtuigend positieve energiebalans binnen handbereik, zoals Eugène Roebroeck van lGemliet zien. Hij berekende dat ongeveeréén liter diesel nodig is om 1 kilo drogealgenmassa te maken waarin het gehalteomega-3 zeer hoog kan zijn. Anderzijdszou volgens statistiek van hetLandbouw Economisch Instituut eenviskotter gemiddeld 3 liter stookolie nodighebben om een kilo verse vis aanland te brengen. Dat is 10 liter olie vooreen kilo gedroogde vis. Het dus veelenergiezuiniger om je omega-3 vetzurenrechtstreeks uit de algen te halen,dan kan de kotter aan de kade blijven. Tenzij je vis wilt eten in plaats van vet.

Op korte termijn gaat de grootste belangstelling uit naar die aantrekkelijke vetzuursamenstelling van de algen, daarover kan geen twijfel bestaan. Ook de spreker van Unilever (dat een vitaliteitsmissie heeft) had veel warme woorden voor het goede vet, net als de ontwikkelaars van diervoeders. Het staat vast dat zelfs varkensvet met veel algenolie is te verbeteren. Aannemelijk is dat ook biggenvoer binnenkort algen bevat, als de Europese regelgeving dat niet blijft verhinderen.

De twee groepen Nederlandse wetenschappers die zich met algenteelt bezig houden (de groep rond hoogleraar Hein de Baar van de rijksuniversiteit Groningen en die rond hoogleraar René Wijffels uit Wageningen) concentreren de inspanningen zowel op het vinden van algen die hoogwaardige producten kunnen leveren als op de optimalisatie van de algenteelt.

Een kernvraag is of de zogenoemde fotosynthetische efficiëntie (het quotiënt van de opbrengst aan biomassa en het verbruik aan licht) een natuurlijk gegeven is, of dat die makkelijk is te verbeteren. Nauw daaraan verwant is de vraag welke afwisseling van licht en donker voor de algengroei optimaal is. Wijffels kon een hele lijst bottle-necks laten zien waaraan hij de komende jaren in samenwerking met het Friese instituut Wetsus en 13 bedrijven wil gaan werken.

De sfeer in Dronten was zowel wetenschappelijk als zakelijk. Sprekers die er verstand van hadden hielden aspirant-algentelers voor dat zij het hoofd alleen boven water zouden kunnen houden als ze kozen voor een high-value coproduct strategy, ook wel aangeduid met het raffinaderij-model of cascadering. De geringe winst op de verkoop van algen in laagwaardige toepassing (brandstof, biggenvoer, grondstof voor chemicaliën) zou altijd moeten worden gecompenseerd door de extra hoge verdiensten op hoogwaardige producten: nutraceuticals en pharmaceuticals, voedingssupplementen en medicijnen. Juist daarom was het zo belangrijk om die hoogwaardige toepassingen te vinden.

Dat er toch ook veel onderzoek gestoken wordt in de laagwaardige toepassingen van algen, de alg als brandstof of voer, komt doordat er nog een heel ander kader is waarbinnen de algenteelt aantrekkelijk is: dat van de reststromen en de ongesloten kringlopen. Het is mogelijk om algen te kweken op het afvalwater van zuiveringsinstallaties of op de verdunde, half gemineraliseerde mest van de veehouderij. De opbrengst kan dan weer aan de koe worden voorgezet: cradle to cradle. Dan worden kringlopen gesloten. Nog nauwelijks verkend, maar zeker zo opwindend, is de mogelijkheid om algen te kweken op de in water geabsorbeerde rookgassen van elektriciteitscentrales en andere fabrieken. Die bevatten immers veel CO2, het basis-voedingsproduct van algen. Aannemelijk is dat zelfs het NOx in de rookgassen, dat in water vooral in nitraat zal worden omgezet, door de algen is te gebruiken. Op diverse plaatsen in Nederland wordt de rookgasteelt nu proefondervindelijk bedreven.

Algen kunnen op twee manieren gekweekt worden: in open vijvers en in gesloten systemen. Nog steeds staat niet vast wat op de lange duur de beste keuze is. Voor het kweken van algen in open bassins wordt gebruik gemaakt van in de grond uitgegraven brede greppels of sleuven van niet meer dan 30 tot 50 cm diep, bekleed met plastic. De algenmassa wordt erin voortgestuwd en in oplossing gehouden door een schoepenrad. Het is een simpele en degelijke oplossing waarvoor geen hoge investeringen nodig zijn. AquaPhyto bij Zeewolde en IngrePro in Borculo bezitten dit soort installaties. Het open systeem gebruikt relatief veel grond en heeft verder als nadeel dat de algenconcentratie in de greppels nooit erg hoog wordt. Daardoor moet bij het oogsten veel water worden weggewerkt. Vaak wordt de geoogste algenoplossing gecentrifugeerd, maar men kan de algen ook filtreren of laten bezinken. Er zijn nog meer nadelen: er is geen controle op de temperatuur en de cultuur staat voortdurend bloot aan infecties vanuit de omgeving, inclusief grazers (herbivoren) die algen eten, zoals raderdiertjes (Brachionus) en watervlooien (Daphnia). Men lost het op door de kweekcondities enigszins extreem te maken (wat weer de groeisnelheid van de alg verlaagt) of door een harde alg te kiezen met een hoge concurrentiekracht (zoals Chlorella). IngrePro voert steeds onvervuilde algen aan die in een gesloten systeem van vreemde smetten vrij worden voorgekweekt. In de praktijk zijn de infecties geen probleem zegt Carel Callenbach van IngrePro, je hoeft immers niet per se een 100 procent zuivere monocultuur te hebben. Gesloten systemen worden meestal fotobioreactoren genoemd. De algen groeien er in een stelsel doorzichtige buizen of slangen met een diameter van 6 tot 10 cm, waarin ze worden rondgepompt. Bij LGem in Made liggen de plastic slangen binnen een kas op de grond. In het buitenland zijn de buizen vaak boven elkaar gemonteerd. Buiten het slangenstelsel worden de algen geoogst en continu van nieuwe voedingszouten voorzien. De concentratie algen is vaak heel hoog omdat de algen veel licht ontvangen. Midden in de buis heerst duisternis. De individuele alg, die door turbulentie heen en weer schiet in de buizen, is daardoor onderworpen aan een grillig lichtaanbod, wat niet in alle gevallen de groei bevordert. Een probleem is verder de oververhitting als er veel zon op de algenbuizen staat. Ook kunnen de algen zoveel zuurstof produceren dat groeiremming ontstaat. De oplossing is de algensuspensie in een aparte beluchtingstank flink te doorluchten (strippen). De algen kunnen ook schade oplopen bij hun gang door de pomp en soms gaan zij zich vastzetten op de binnenkant van de buizen (niet zelden als reactie op de stress binnen de pomp). Het net opgerichte bedrijf Algae Food and Fuel in Hendrik Ido Ambacht wil het aangroeien met milieuvriendelijke antifouling verhinderen. Dit bedrijf heeft nog een bijzondere gedachte: het wil de algen kweken onder continu licht. Het nachtelijk duister wordt opgeheven met behulp van led-verlichting die in de algensuspensie wordt gebracht. Dit verhoogt natuurlijk weer het energieverbruik dat in gesloten systemen, in de woorden van Roebroeck (LGem) toch al gigantisch is.

Met vriendelijke groet,

Sander Hazewinkel

Jwz!

Hallo.
Ik heb 4 maanden in Engeland geholpen aan de ontwikkelingen van deze onderzoeken naar lipid levels in algae.
Zeer interessant. Mijn taak was voornamelijk om uit te zoeken welke alg het hoogste vet gehalte zou hebben.