NOTAT, DEN BLÅ BIOMASSE

NOTAT
DEN BLÅ BIOMASSE
– potentialet i danske farvande
Bestilt af Klimakommissionen 2010
AU
DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET

AU
NOTAT
DEN BLÅ BIOMASSE
– potentialet i danske farvande
Bestilt af Klimakommissionen 2010
Annette Bruhn, DMU
Michael Bo Rasmussen, DMU
– med bidrag fra
Karin Svane Bech, Teknologisk Institut
DANMARKS MILJØUNDERSØGELSER
AARHUS UNIVERSITET

Datablad
Titel: Den blå biomasse - potentialet i danske farvande
Undertitel: Notat rekvireret af Klimakommissionen
Forfattere: Annette Bruhn & Michael Bo Rasmussen
Afdeling: Afdeling for Marin Økologi
Udgiver: Danmarks Miljøundersøgelser©
Aarhus Universitet
URL: http://www.dmu.dk
Udgivelsesår: Februar 2010
Redaktion afsluttet: Januar 2010
Faglig kommentering: Bo Riemann
Finansiel støtte: Klimakommissionen
Bedes citeret: Bruhn, A. , Rasmussen, M.B. & Bech, K.S. 2010: Den blå biomasse – potentialet i danske
farvande. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet. 28 s.
Gengivelse tilladt med tydelig kildeangivelse
Emneord: Blå biomasse. Akvatisk biomasse. Makroalger. Bioenergi.
Layout: Grafisk værksted, DMU Silkeborg
Forsidefotos: Peter Bondo Christensen (Laminaria sp. og Ulva lactuca) og Annette Bruhn.
Sideantal: 28

Indhold
Forord 5
1 Den blå biomasse 6
1.1 Alger 6
2 Teknologien - fra dyrkning til energi 8
2.1 Makroalger 8
2.2 Mikroalger 13
3 Potentialet i danske farvande 15
3.1 Ledige dyrkningsarealer 15
3.2 Velegnede algearter og deres produktionspotentialer 16
3.3 Økonomi 17
4 Bæredygtighed 19
4.1 Potentielle positive effekter af algedyrkning 19
4.2 Potentielle negative konsekvenser 20
5 Fremtiden – klima og miljøforandringer 21
5.1 Temperaturstigninger 21
5.2 CO2 og pH 21
5.3 Tilgængelighed af næringsstoffer 21
6 Konklusioner og anbefalinger 23
6.1 Konklusioner 23
6.2 Anbefalede fokus områder indenfor fremtidig forskning 23
6.3 Kontroversielle spørgsmål 24
7 Litteratur 25
8 Appendix 28
Danmarks Miljøundersøgelser

Forord
Dette notat er udarbejdet af Danmarks Miljøundersøgelser for Klimakommissionen.
Teknologisk Institut har bidraget med viden omkring høst og forarbejdning
af makroalger.
DTU-Aqua har bidraget med oversigtskort over arealanvendelsen af
danske farvande.
Notatet omhandler potentialet af den blå biomasse i Danmark, med fokus
på dyrkning og udnyttelse af makroalger. Potentialet i mikroalger er
nævnt, mens potentialet i vandlevende blomsterplanter ikke er inddraget.
Notatet inkluderer en beskrivelse af ressourcen og status på den tilknyttede
teknologi fra dyrkning til energikonvertering. Med udgangspunkt i
to relevante danske arter: Sukkertang (Saccharina latissima) og søsalat
(Ulva lactuca), er energipotentialet ved en potentiel produktion af makroalger
i danske farvande estimeret. Det økonomiske aspekt heraf er belyst
ved kort sammendrag af fire større internationale rapporter. Bæredygtigheden
i udnyttelsen af den blå biomasse er kort diskuteret, ligesom
potentielle effekter på produktionen af fremtidige ændringer i klima og
næringsforhold. Afslutningsvis er der præsenteret en række fokusområder
for fremtidig forskning.
Da teknologier til dyrkning af blå biomasse i storskala under danske forhold
og til energikonvertering af biomassen formentlig vil undergå voldsom
udvikling, er estimater for produktion og økonomi behæftet med en
vis usikkerhed.
Silkeborg, d. 31. januar 2010.
Michael Bo Rasmussen og Annette Bruhn
5

6
1 Den blå biomasse
Begrebet ”den blå biomasse” eller ”akvatisk biomasse” bruges til at karakterisere
biomasse fra vandmiljøet, modsat ”den grønne biomasse”,
der stammer fra landjorden.
Den blå biomasse har de seneste år fået stigende politisk og forskningsmæssig
opmærksomhed som potentiel kilde til bl.a. vedvarende energi,
foder til dyr, fisk, fjerkræ, og fødevarer for mennesker. Produktionspotentialet
er stort og produktionen er ikke er i konflikt med den landbaserede
produktion af biomasse til fødevare-, foder og energi.
Den blå biomasse kan omfatte alt organisk materiale fra vandmiljøet,
men bruges typisk til at beskrive vandets ”plantebiomasse”, algerne –
både de mikroskopiske éncellede alger (mikroalger/ planteplankton) og
storalgerne (makroalger/tang). Vandlevende blomsterplanter fra ferskvand,
fx vandhyacinter, er ikke inddraget i dette notat.
1.1 Alger
Alger er vandlevende organismer, der ligesom planter lever af fotosyntese.
Ved fotosyntesen omdannes CO2 og vand til sukkerstoffer og ilt ved
hjælp af solens energi. Ligesom planter har alger udover CO2, vand og
lys brug for næringsstoffer (især kvælstof og fosfor) og vitaminer.
Alger inddeles på baggrund af deres størrelse og kompleksitet i makroalger
og mikroalger.
Makroalger
Makroalger, også kaldet tang, er flercellede organismer, der lever i havvand.
Størrelsen ligger mellem få millimeter og op til over 30 meter. I
Danmark findes i alt ca. 500 arter af makroalger. Makroalger kan være
både etårige eller flerårige, og inddeles i tre overordnede grupper på
baggrund af deres farve: Grønalger (Chlorophyceae), rødalger (Rhodophyceae)
og brunalger (Phaeophyceae) (Figur 1). De forskellige grupper
har forskellige typer af livscyklus, hvoraf nogle er komplicerede og
fx. omfatter vekslen mellem flere livsformer, der er i visse tilfælde er væsentligt
forskellige. Makroalger formerer sig ved sporedannelse. Sporerne
frigives fra de modne alger, og sætter sig fast (settler) på et substrat,
hvorfra de vokser videre. Dette substrat kan være sten, muslinger, andre
alger etc. Makroalger kan også bringes til at settle på liner, der efterfølgende
kan sættes ud i åbent vand (Figur 1, midten).

Figur 1. Eksempler på danske makroalger: Venstre billede: (Palmaria palmata) rødalge. Midten: Sukkertang (Saccharina latissima)
brunalge, og højre billede: søsalat (Ulva lactuca), der er en grønalge.
De hurtigst voksende makroalger, fx søsalat, har vækstrater på op til
40% om dagen under optimale betingelser (Pedersen and Borum 1996).
Makroalge biomasse indeholder typisk mellem 80 og 90% vand. Tørstoffet
udgøres generelt af 1-2% fedt (lipider), 10-30% protein og op til 60%
kulhydrater. Resten (10-30%) er typisk mineraler (aske). Kulhydraterne
findes både i cellevæggene og som oplagsnæring i cellerne. Algekulhydrater
er væsentligt forskellige fra de kulhydrater, der forekommer i
planter og varierer mellem de tre overordnede grupper af makroalger
(Percival 1979). Det høje indhold af kulhydrater gør makroalger interessante
i en energimæssig sammenhæng. Kulhydraterne kan forgæres til
bl.a. bioethanol, biogas og butanol. Indholdet og sammensætningen af
kulhydrater i makroalger varierer mellem arter og udviser stor årstidsvariation
(Black 1950, Lamare and Wing 2001), og dette er afgørende for
valg af høsttidspunkt.
Mikroalger
Mikroalger, eller planteplankton, er éncellede organismer, der lever både
i ferskvand og i havvand. De findes i alle størrelser mellem 0,5 mikrometer
og 2 millimeter. Mikroalger kan have meget høje vækstrater; visse arter
kan mere end fordoble deres biomasse hver dag. Mikroalger ophober
lipider som energidepoter i cellerne. Afhængig af vækstbetingelser kan
mikroalger indeholde lipider svarende til op til 70% af deres tørvægt
(Chisti 2007), normalt dog op til ca. 30%. Lipiderne kan omdannes til
biodiesel.
7

8
2 Teknologien - fra dyrkning til energi
2.1 Makroalger
2.1.1 Dyrkning
Makroalger dyrkes og høstes i dag til produktion af bl.a. fødevarer, tilsætningsstoffer,
kosmetik, foder og gødning. Produktionen er stigende
og den nuværende årlige produktion skønnes af FN’s fødevare og landbrugs
organisation, FAO, at være på 12 millioner tons/år, svarende til
6,8 milliarder $ (FAO 2008) mod 8 millioner tons (6 milliarder $) i 2003
(McHugh 2003).
Den overvejende del af produktionen af makroalger er dyrkede alger,
hvoraf langt størstedelen dyrkes til havs, og en mindre del i landbaserede
dyrkningssystemer. En mindre del høstes fra naturlige populationer,
og denne andel er faldende, nogle steder på grund af overhøstning i områder
med nedgang i algeforekomsten til følge (fx i Frankrig). I andre
områder, fx Norge er bestandene af de store brunalger gået tilbage, muligvis
som indirekte følge af klimaændringer (Moy et al. 2008).
I Danmark forekommer de store brunalger primært i spredte populationer
på de danske fredede stenrev og hér vil der ikke være basis for høst
fra naturlige populationer. Derimod findes store naturlige forekomster af
hurtigtvoksende alger som søsalat, sargassotang (Sargassum muticum) og
Graciliariatang (Gracilaria vermicullophylla) i lavvandede beskyttede områder
i Danmark. Ofte er denne biomasse til gene bl.a. fordi den rådner
og lugter og fordi den blokerer for sejlads. DMU anslår på baggrund af
data fra det nationale overvågningsprogram, at der vil kunne høstes
100.000 tons søsalat (tørvægt) om året i Danmark. Konsekvenserne på
det omgivende miljø af høst af alger i lavvandede områder i Danmark
kendes ikke og bør undersøges, hvis man vælger at udnytte denne biomasse
ressource. Sargassotang og Gracilariatang er begge invasive arter
(Thomsen et al. 2007), og må ikke dyrkes i danske farvande.
Ved dyrkning af makroalger i åbent hav fremstiller man ”settlings-liner”
i klækkerier på land, hvor modne makroalger frigiver sporer, som bringes
til at settle på liner eller net. Når de settlede alger når en størrelse på
et par centimeter, sættes linerne ud i dyrkningssystemer i havet. Denne
dyrkningsform er relativt billig, da algerne ernærer sig ved naturligt lys,
og de næringsstoffer, der findes i havvandet. Flere danske arter, bl.a.
sukkertang (Saccharina latissima) er velegnet til denne dyrkningsform
(Bolton and Luning 1982, Buck and Buchholz 2004), og dyrkes herhjemme
omend i begrænset omfang (Skøtt 2009). Der er flere problemer forbundet
med denne dyrkningsform, fx overbevoksning af alger og tovværk
med uønskede organismer (blåmuslinger, søpunge eller andre algearter),
men de fysiske kræfter til havs stiller store krav til konstruktionen
af dyrkningssystemerne. I Asien har man forskellige linesystemer,
der fungerer i beskyttede områder. Men en robust og effektivt konstruktion,
der kan modstå hårdt vejr under danske forhold er endnu ikke ud-

viklet, skønt der er gennemført lovende forsøg i Nordsøen (Buck and
Buchholz 2004).
I USA har man tidligere arbejdet på at optimere biomasse udbyttet i
kystnære dyrkningssystemer ved at skifte mellem to arter, en sommerart
(S. latissima) og en vinterart (Gracilaria sp.) (Chynoweth 2002).
2.1.2 Integreret akvakultur
Dyrkning af alger i landbaserede systemer har høje energiomkostninger,
der ikke vil kunne oppebæres alene ved værdien af biomasse til energi.
Men algedyrkning kan med fordel kombineres med andre typer akvakultur,
både fisk og skaldyr. Dette gælder såvel i landbaserede opdrætssystemer
som i åbent vand. Algerne renser det iltfattige, men næringsrige
spildevand fra fisk og skaldyr, idet de optager dyrenes affaldsprodukter:
kvælstof, fosfor og CO2. Til gengæld tilfører algerne vandet ny ilt og
kan evt. også indgå som foder til både fisk og skaldyr (Chopin et al. 2001,
Robertson-Andersson et al. 2008). I havbaserede systemer for integreret
akvakultur kan alger potentielt bidrage til lokal forbedring af miljøtilstanden,
igen ved at fjerne kvælstof, fosfor og CO2, og ved at tilføre ilt
(Gao and Mckinley 1994).
2.1.3 Høst og forbehandling
Høst af makroalger foregår typisk ved at opsamle allerede fritflydende
alger på transportbånd hvorefter biomassen samles i opbevaringsbeholdere.
Opsamlingsenheden kan enten etableres fast i for eksempel vækstbassiner,
men kan også monteres på både eller pramme. Der er omfattende
erfaring med at høste akvatisk biomasse til naturgenopretning i
blandt andet Victoriasøen, men også flere steder i Norden bliver høst af
alger brugt til naturgenopretning. Høst af makroalger foregår desuden
også på industriel skala blandt andet til fødevarer samt tilsætningsstoffer
som hydrocolloider i både Asien og Europa. I Norge høstes Laminaria
(store brunalger) fra både ved at skære det øverste af algerne, mens det i
Frankrig foregår ved at vikle et redskab omkring algerne for derefter at
hive dem fri ved deres vedhæftning. Disse steder foregår høstningen ofte
fra pramme/både, der har mulighed for at få installeret både klippe- og
samleenheder.
Ubehandlet akvatisk biomasse indeholder store mængder vand og forrådner
hurtigt. Det er derfor vigtigt, at biomassen umiddelbart efter
høstning gøres korttidsstabil ved at få vandindholdet ned på 20-30%. Det
kan gøres ved at udsætte algerne for mekanisk presning i en skruepresse
eller at centrifugere biomassen i for eksempel en disc stack, decanter eller
sedicanter centrifuge, hvor vand og algebiomasse kontinuert kan separeres.
Slutproduktet fra disse centrifuger har typisk et tørstof indhold på
mellem 12% og 35% og omkostningerne til separationsmetoden er forholdsvis
lave. Separationen af 1 m 3 vand med alger i en disc stack centrifuge
bruger således omkring 0,5-1 kwh. Presningen i skruepresse kan
nedbringe vandindholdet til ca. 70-80% ved en enkelt presning og kan
eventuelt nedbringes yderligere ved en ekstra presning. Biomassen bliver
desuden delvist neddelt under presningen, så videre neddeling i eksempelvis
hammermøller ikke er nødvendig. Den endelige tørring, der
gør biomassen lagerstabil (vandindhold på ca. 10-15%), kan foretages på
en båndtørrer eller i en tromletørrer med overhedet damp.
9

10
Afhængigt af hvad algebiomassen skal anvendes til , kan det i nogle tilfælde
være nødvendigt at fjerne salt fra algebiomassen. Skal algebiomassen
anvendes til afbrænding er salt et problem på grund af risiko for korrosion
af metaldele i udstyret, og på grund af dannelse af slagger. Hvis
biomassen derimod skal anvendes til biogas produktion er betydningen
af salt i biomasse mere uklar. Saltindholdet kan til en vis grad nedbringes
ved nedsænkning af biomassen i ferskvand eller sprayning af biomassen
med ferskvand. Foreløbige resultater fra Danmarks Miljøundersøgelser
viser, at nedsænkning af søsalat (Ulva lactuca) biomasse i ferskvand
7 gange kan nedbringe saltindholdet til omkring 2-4 ‰. Denne reduktion
i saltindhold anses for at være betydelig og kan øge biomassens
kvalitet. Afsaltningen kan eventuelt foregå i forbindelse med høsten af
algerne. Således ville høstningen og afsaltningen ende med en biomasse,
der umiddelbart kan tørres. Det er ligeledes vist, at det er muligt at fjerne
meget salt fra Ulva rigida ved forskellige sprøjteteknikker, hvoraf den
mest effektive teknik er at sprøjte biomassen diskontinuert med ferskvand.
Skal akvatisk biomasse være et realistisk alternativ til produktion af
vedvarende energi er det vigtigt at leverancen er stabil. Da energiværdien
afhænger af arterne, biomassens biokemiske sammensætning og dermed
årstiden, kan det være nødvendigt at høste visse arter på ét bestemt
tidspunkt af året. For at kunne håndtere og lagre akvatisk biomasse er
det vigtigt at kunne komprimere den. Forsøg på Teknologisk Institut har
vist, at det er muligt producere piller af meget høj kvalitet af tørret søsalat.
Pelleteringen af biomasse kan foregå i to forskellige typer pelleteringsmaskiner,
der primært adskiller sig ved udformningen af matricen,
hvor pillerne produceres.
Et alternativ til den energikrævende tørring og presning af piller, kunne
være at ensilere den våde algebiomasse, som man gør med græsafgrøder.
Denne proces og dens effekt på kvaliteten af akvatisk biomasse er
endnu ikke undersøgt.
2.1.4 Energikonverteringsteknologier
Det energipotentiale som en algebiomasse repræsenterer, er den organiske
del som via fotosyntesen bliver dannet på baggrund af algernes CO2
optagelse. Energikonverteringen er således i princippet CO2 neutral.
Omdannelsen af akvatisk biomasse til energi kan ske på flere forskellige
måder som illustreret i figur 2. Mikroalger anvendes i dag primært til
fremstilling af biodiesel på baggrund af deres høje indhold af lipider
mens makroalger som kun har et lavt indhold af lipider fortrinsvis kan
anvendes til fremstilling af ethanol, butanol eller biogas på grund af deres
høje indhold af kulhydrater. De kan også pyrolyseres til andre former
for flydende brændstof, eller brændes direkte efter tørring. En generel
udfordring ved den blå biomasse er et højt vandindhold (80-90%), og et
højt indhold af salte.
Biogas
På samme måde som organisk materiale fx kløver, gylle og halm kan
omdannes til biogas ved anaerob nedbrydning, kan akvatisk biomasse
udnyttes til produktion af biogas. Det har den fordel, at man kan anvende
våd biomasse, og omkostninger til tørring af biomassen herved spares.

Akvatisk biomasse
Biogas potentiale er undersøgt for en del makroalger og generelt giver
brunalger størst udbytte, grønalger lidt mindre og rødalger mindst. Udbyttet
ligger omkring 150-300 ml CH4 g askefri tørvægt -1 (Gunaseelan
1997, Chynoweth 2002, Vergara-Fernandez et al. 2008). I Danmark viser
forsøg med søsalat på DTU-Risø et udbytte på 271 ml CH4 g askefri tørvægt
-1, hvilket er sammenligneligt med produktionen fra gylle og landbaserede
energiafgrøder (Bruhn et al. in prep).
Mikroalger
Figur 2. Teknologier til energikonvertering af akvatisk biomasse.
Lipid ekstraktion
Makroalger Fermentering
Pyrolyse
Transesterificering
Anaerob
nedbrydning
Alkohol
fermentering
Butanol
fermentering
Biodiesel
Biogas
Ethanol
Butanol
Bio-olie
Forbrænding
Internationalt er der kun udført enkelte forsøg i større skala med biogas
fra makroalger. Et af disse forsøg er udført i Japan, hvor The Tokyo Gas
Company Ltd har bygget et anlæg, der kan behandle 1 ton alger pr. dag.
Som råmateriale anvender anlægget både søsalat (Ulva sp.) og brunalger
(Laminaria sp). Anlægget er opbygget af følgende hovedelementer: Et
forbehandlingsanlæg, hvor algerne bliver findelt og tilført vand. Et forfermenteringsanlæg,
hvor syreindholdet i algeopløsningen forøges. Et
fermenteringsanlæg, hvor biogassen bliver produceret. Et anlæg, der
fjerner svovlbrinte. Et opbevaringsanlæg for biogassen og endelig et anlæg,
der omsætter biogassen til elektricitet. Omsætningen af algerne til
biogas tager ca. en måned og udbyttet var for brunalgerne 22 m 3 methan
og for søsalat 17 m 3 per ton algebiomasse (vådvægt). Den producerede
biogas bestod af 60% methan og 40% CO2 (Matsui 2006). Anlægget kørte
kontinuerligt over en periode på henholdsvis 150 dage for Laminaria sp.
og 70 dage for Ulva sp. Restproduktet fra produktionen blev tørret og
brugt som gødning.
Væsentlige udfordringerne i biogasproduktionen fra blå biomasse ligger
i at mængden af salte og svovl i algebiomassen hæmmer den mikrobielle
nedbrydningsproces, og i logistikken omkring transport af råvarerne, og
fjernelse og udnyttelse af de forholdsvis store mængder restprodukter.
Det anslås, at fremtidig optimering af forbehandling og processdesign
kan resultere i et stigende gasudbytte med op til 50% (Seniorforsker
11

12
Henrik B. Møller, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet personlig kommunikation).
Bioethanol
En stor del af den bioethanol produktion, der foregår i dag, er baseret på
biomasse fra landjorden, fx majs og sukkerrør, der indeholder sukker,
stivelse og cellulose. Alger udgør imidlertid et alternativ til disse råmaterialer,
idet specielt makroalger indeholder op til 60% kulhydrater, heraf
kun lidt cellulose og næsten ingen lignin. En stor del af kulhydraterne er
strukturelle kulhydrater: fibre, der er bundet i algernes cellevægge og
som generelt er svært nedbrydelige. En anden del forekommer som
energireserver i cellerne i form af stivelse hos grønalger, laminarin og
mannitol hos brunalger og som rødalgestivelse hos rødalger. På nuværende
tidspunkt er der ikke en industriel produktion af bioethanol baseret
på algebiomasse, men en række laboratorieforsøg har vist, at det er
muligt at omsætte en del af kulhydraterne i algerne fra bla. S. latissima.og
U. lactuca til bioethanol (Horn et al. 2000, Isa et al. 2009, Adams et al.
2009). Det er pt. muligt at forgære laminarin og mannitol, der tilsammen
kan udgøre op til 50% af tørstoffet af sukkertang, til ethanol med en effektivitet
på op til 43% (Horn et al. 2000). Forgæring af det sidste væsentlige
kulhydrat i sukkertang, alginat, er endnu ikke lykkedes, men anses
som et realistisk mulighed. Fra søsalat har ethanol udbyttet hidtil været
beskedent, ca. 3% (Isa et al. 2009).
Udfordringerne i ethanolproudktionen ligger i nedbrydningen af algernes
specielle kulhydratkæder til frie forgærbare sukkerstoffer, og i forgæring
af pentose (C5) sukre. Dertil kommer at salt i biomassen hæmmer
forgæringsprocessen. Fremtidens mål er derfor udvikling af enzymer til
nedbrydning af biomassen, optimering af forgæring med nye mikroorganismer
og identifikation af nye salttolerante mikroorganismer. Seniorforsker
Anne Belinda Thomsen (DTU-Risø) vurderer, at der i fremtiden
vil kunne opnås et ethanol udbytte på fem gange det nuværende. Det vil
svare til konvertering af 50% af de 60% kulhydrater i søsalat.
Butanol
En proces til forgæring af biomasse til butanol er i udvikling, og vil
sandsynligvis også kunne anvendes til akvatisk biomasse (Seniorforsker
Anne Belinda Thomsen DTU-Risø, pers. kom.). Butanol er, ligesom ethanol,
et flydende brændstof.
Forbrænding, forgasning og pyrolyse
Andre former for energikonvertering som forbrænding, forgasning og
pyrolyse er i de senere år blevet undersøgt, primært med brunalger
(Ross et al. 2008, Ross et al. 2009). I forbindelse med et dansk PSO projekt
(Energy production from marine biomass (Ulva lactuca)) er forbrændingen
af søsalat (U. lactuca) blevet undersøgt. Resultaterne fra søsalat
stemmer overens med resultaterne for brunalger: Biomassen har et askeindhold
på 14-35%. Til sammenligning har halm og træ typisk et askeindhold
på henholdsvis 6% og under 1% (Bruhn et al. in prep, Bech 2009).
Algebiomassens høje indhold af alkalikomponenter kan give væsentlig
problemer med dannelse af slagger, og korrosion af forbrændingsanlæg.
Anvendelse af algebiomasse i forbrændingsanlæg anses derfor for at være
problematisk. En anden form for energikonvertering er gasifikation,
som er en endotermisk proces, hvor biomassen i en reaktor omdannes til
gasser som CO og H2. Denne proces er imidlertid bedst egnet til anven-

delse på biomasse med et lavt vandindhold og anses derfor ikke som
velegnet til algebiomasse. Pyrolyse er en kemisk spaltning af et materiale
ved hjælp af varme og uden tilførsel af ilt. Allerede i 1920 blev en række
stoffer som olie, creasoler, fenoler, kulbrinter og alkoholer udtrukket fra
store brunalger i USA ved pyrolyse. Senere i 1926 blev der gjort forsøg
med at starte en produktion op med tørret Laminaria, hvor der blev produceret
kulbrinter, tjære og blandinger af ammoniumsulfat. Produktionen
blev imidlertid stoppet, idet det ikke var økonomisk rentabelt bl.a.
som følge af problemer med et højt vandindhold i algerne, for store
transportomkostninger samt problemer med adskillelse af de enkelte
kemiske komponenter. I øjeblikket arbejdes der på DTU med den såkaldte
flash-pyrolyse, der gør det muligt at omdanne cirka halvdelen af energiindholdet
i halm til olie (Skøtt 2008). På længere sigt kan denne metode
måske også anvendes på algebiomasse.
2.2 Mikroalger
2.2.1 Dyrkning af mikroalger
Mikroalger dyrkes og høstes til fremstilling af bl.a. bioplastik, farvestoffer,
helsekostprodukter, kosmetik, foder til opdræt af fisk og skaldyr.
Algerne dyrkes på land enten i åbne systemer, kaldet raceways, eller i
lukkede systemer, fotobioreaktorer. De åbne systemer er billigst i drift,
men har en lavere produktion og en større risiko for kontaminering af
algekulturen med uønskede organismer. De lukkede systemer giver en
høj koncentration af biomasse, mulighed for helt rene monokulturer af
én bestemt fordelagtig alge og mulighed for fuld kontrol over vækstparametre,
som lys, temperatur, salinitet, gasudveksling og næring (Mata
et al. 2010). Til gengæld er der større energiomkostninger forbundet med
lukkede systemer, og omkostningerne kan pt. kun forsvares ved dyrkning
af mikroalger til specifikke produkter af høj værdi. Indenfor det seneste
årti er interessen for produktion af mikroalger eksploderet på
grund af potentialet for at omdanne mikroalgernes lipider til biodiesel.
Produktionen af mikroalger har hidtil fundet sted i varme områder med
stabil sol indstråling hele året, fx Hawaii, Israel, Indien og Thailand. Men
både i Holland og i Tyskland, så nordligt som Hamborg, eksperimenteres
nu med udendørs algedyrkning i lukkede anlæg.
Sammenlignet med andre olieholdige afgrøder er der et stort potentiale i
produktion af biodiesel fra mikroalger, med høj produktion per landareal
(Tabel 1). Som alternativ til landbaseret dyrkning af mikroalger, ønsker
man på Lolland at teste det såkaldte OMEGA koncept (Off-shore
Membrane Enclosures for Growing Algae), hvor ferskvandsmikroalger
tænkes dyrket i åbent hav i store poser fremstillet af semipermeable
membraner (se http://wind-sea-algae.org).
Mikroalger producerer især en stor mængde lipider, når de udsættes for
fysiologisk stress. Stress kan være forårsaget af kvælstofmangel eller
ændringer i saltholdighed i mediet. Under stressede betingelser falder
algernes vækstrater, og i mange miljøer arbejdes på at optimere forskellige
arter eller stammer af alger, bl.a. gennem genmodifikation, så de kan
producere en stor mængde lipider og samtidig opretholde en høj vækstrate.
13

Tabel 1. Sammenligning af mikroalger med andre råmaterialer til fremstilling af biodiesel (Mata et al. 2010).
14
2.2.2 Høst og forbehandling af mikroalger
Mikroalger høstes ved centrifugering eller ved brug af et båndfilter. Algekulturen
kan før høst bringes til at bundfælde (flokkulering), hvilket
mindsker vandindholdet forud for den mekaniske separering af vand og
biomasse. Biomassen kan herefter tørres, fx spraytørres, og opbevares
som pulver. Høst og forbehandling af mikroalger er energikrævende.
2.2.3 Energi fra mikroalger
I modsætning til makroalger indeholder en række mikroalger betydelige
mængder lipider, der kan omdannes til biodiesel. I laboratoriedyrkede
mikroalger kan indholdet af lipider være helt op til 70% af tørvægten
(Chisti 2007), men i praktisk industriel skala regnes der ikke med et større
udbytte end 30%. Lipiderne udtrækkes fra algerne ved presning eller
ved hjælp af et organisk opløsningsmiddel som hexan. Omdannelsen af
lipider, som hovedsagligt består af triglycerider, til biodiesel sker ved en
så kaldt transesterificering. Ved denne proces sker en reaktion mellem
triglyceriderne og en alkohol, typisk metanol, hvorved der dannes fedtsyre-alkyl-estere
(biodiesel) og glycerol. Ved at bruge katalysatorer som
NaOH eller KOH og enzymer som lipase forløber processen hurtigere.
Den kemiske reaktion er følsom overfor tilstedeværelse af vand, idet der
herved kan ske en forsæbningsreaktion, som kan reducere udbyttet og
kvaliteten af biodieselen. Biodiesel fra mikroalger adskiller sig fra andre
typer af biodiesel ved at være rig på fler-umættede fedtsyrer. Det medfører,
at den lettere iltes og derfor er svær at opbevare i længere tid. I forhold
til den europæiske dieselstandard er mængden af umættede fedtsyrer
generelt for høj i biodiesel fra alger. Mængden af umættede fedtsyrer
kan dog forholdsvis let reduceres ved en delvis katalytisk hydrogenering.
Mikroalger vil også kunne udnyttes til produktion af biogas, men fokus
ligger på produktion af biodiesel, da diesel er et flydende brændstof med
en højere energitæthed.

3 Potentialet i danske farvande
I dette afsnit fokuseres på udnyttelse af store brunalger dyrket til havs og
søsalat høstet fra naturlige populationer, eller dyrket i bassiner eller lavvandede
områder. Potentialet for dyrkning og udnyttelse af mikroalger i
Danmark er ikke forsøgt estimeret. Energipotentialet ved dyrkning af
mikroalger i Irland i 2020 er estimeret til

16
3.2 Velegnede algearter og deres produktionspotentialer
Med henblik på udnyttelse af marin biomasse til energi i Danmark er to
makroalger umiddelbart bedst egnede: Den store flerårige brunalge sukkertang
(Saccharina latissima) og den énårige grønalge søsalat (Ulva lactuca).
Begge forekommer naturligt i danske farvande. Sukkertang kan dyrkes
på reb i åbent hav, og indeholder op til 60% kulhydrater (Black 1950),
der kan omsættes til biogas, eller bioetanol. Produktionspotentialet for S.
latissima i Nordsøen er estimeret til 20-50 tons tørvægt ha -1 år -1 (Reith et
al. 2005). I Irland benyttes 20 tons tørvægt ha -1 år -1 i en tilsvarende beregning
af potentialet i den blå biomasse (Bruton et al. 2009), mens tilsvarende
beregninger fra Skotland eller præliminære erfaringer fra
Danmark er mere forsigtige og nævner henholdsvis 13 og 3,5–10 tons
tørvægt ha -1 år -1 (Kelly and Dworjanyn 2008, Skøtt 2009).
Søsalat kan dyrkes i bassiner, i lavvandede områder eller høstes fra naturlige
populationer. Den har en høj vækstrate, op til 40% pr. dag, og indeholder
som sukkertang op til 60% kulhydrater(de Padua et al. 2004,
Ortiz et al. 2006)., der kan omsættes til biogas eller i et vist omfang til
bioetanol (Isa et al. 2009). Produktionspotentialet af søsalat i landbaserede
systemer i Danmark ligger på ca. 45 tons tørvægt ha -1 år -1 (Bruhn et al.
in prep). Det skønnes, at der i Danmark årligt kan høstes 100.000 tons søsalat
(tørvægt) fra naturlige populationer (beregnet på baggrund af data
fra det nationale overvågningsprogram).
To hurtigtvoksende arter af makroalger er indvandret til danske farvande
i nyere tid: Brunalgen Sargassotang (Sargassum muticum) og rødalgen
Brunlig Gracilaria tang (Gracilaria vermiculophylla) (Thomsen et al. 2007).
Begge er velegnede til biogasproduktion, og vil evt. kunne indgå i en
vekselkultur med sukkertang (Chynoweth 2002) eller de kan høstes fra
naturlige forekomster. De to arter vil dog være kontroversielle at udnytte,
endsige dyrke, i kraft af deres status som invasive arter.
Potentialet for produktion af biomasse og energiudbytte for sukkertang
og søsalat fremgår af tabel 2. I tabellen er skitseret to produktionsniveauer
for hver af de to makroalger, lav eller høj. Værdierne er valgt på
baggrund af de førnævnte rapporter. Ligeledes er skitseret to teknologiscenarier.
I 2010 scenariet er effektiviteten af teknologier til konvertering
af biomassen til ethanol eller biogas på nuværende stadie. Scenariet for
2040 udtrykker en udvikling af ethanolforgæringen af søsalat, hvor 30%
af de i alt 60% kulhydrater i tørstoffet kan omdannes til ethanol (seniorforsker
Anne Belinda Thomsen, DTU-Risø, pers. kom.). For sukkertang
satser 2040 scenariet på, at også alginat-komponenten i sukkertangen
kan udnyttes til ethanol, ud over laminarin og mannitol. Mht til biogas
forudsætter 2040 scenariet en optimering af biogasproduktionen på 50%
(seniorforsker Henrik B. Møller, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet,
Aarhus Universitet pers. kom.).

Tabel 2. Energiudbytte per arealenhed per år (GJ/ha/år). Værdier til grundlag for beregning findes i tabel A1-A2 i Appendix.
Energi per areal Produktionsniveau
Biomasse Teoretisk
(ton dw/ha/år) brændværdi
Ethanol
2010 2040
Biogas
2010 2040
U. lactuca
Lav 20 290 18 89 168 251
(søsalat) Høj 45 653 40 200 377 566
S. latissima
Lav 10 166 64 77 87 131
(sukkertang) Høj 50 829 320 383 436 654
Det fremgår, at det største energiudbytte både nu og i fremtiden vil kunne
opnås ved konvertering af begge typer algebiomasse til biogas. Dette
har samtidig den fordel, at biogasanlæg håndterer våd biomasse og den
energikrævende tørring af biomassen således er unødvendig. Brændværdien
er vejledende, idet makroalgebiomasse som nævnt tidligere er
uegnet til forbrænding.
3.3 Økonomi
De følgende økonomiske betragtninger knytter sig udelukkende til
dyrkning af store brunalger i åbent hav (tabel 3). Tabellen er et sammendrag
af resultater fra større rapporter udarbejdet i Holland (Reith et al.
2005), Skotland (Kelly and Dworjanyn 2008), Irland (Bruton et al. 2009)
og USA (Chynoweth 2002). Danmarks pt. eneste tangfarmer, Rasmus
Bjerregaard (MARIFOOD) har suppleret med erfaringer fra danske farvande
siden opstart i 2008.
Økonomien relateres udelukkende til produktionsomkostningerne for
biomassen, og inkluderer således ikke omkostninger forbundet med forarbejdning,
eventuel lagring og energikonvertering. Priserne er omregnet
til danske kroner på baggrund af dagskursen (januar 2010) og er ikke
korrigeret for prisændringer, inflation etc.
Tabel 3. Estimerede produktionsomkostninger for dyrkning/høst af store brunalger.
Reference Kelly & Dworjanyn,
2008
Bruton, et al.,
2009
Chynoweth,
2002
Reith, et al.,
2005
Bjerregaard, pers.
kom., 2009
Nation Skotland Frankrig USA, Florida Holland Danmark, Kattegat
Udbytte/ha vådvægt (ww) 130 - - - 23-65
Udbytte/ha tørvægt (dw) 13 20 - 20-50 3,5-10
Pris/T d.w. (Dkr) 4.230 1.986 580-2.119 18.600 3.000
Etablering/ha (Dkr) 20.156 - 19.458 - 18.000
Det fremgår, at den estimerede pris for ét ton makroalgebiomasse (tørvægt)
varier med en faktor 10 fra 1.986 Dkr, når den er høstet fra naturlige
populationer i Frankrig (Bruton et al. 2009), til 18.600 Dkr, når den er
dyrket off-shore i Nordsøen ud for Holland (Reith et al. 2005).
Udover værdien som biomasse til vedvarende energi, vil den akvatiske
biomasse bidrage med potentielle ikke værdisatte samfunds-services
(som CO2 fangst og fjernelse af næringsstoffer fra havmiljøet) og værdifulde
co-produkter som gødningsprodukter, foder protein, farvestoffer,
tilsætningsstoffer, bioaktive stoffer, biomaterialer, grønne kemikalier etc.
17

18
Disse potentialer kan bedre økonomien i udnyttelsen af akvatisk biomasse,
der på nuværende tidspunkt ikke er konkurrencedygtig som energi
ressource. Det samme gælder for mikroalger (tabel 4), hvor prisen for algebiomasse
til produktion af biodiesel pt. er mere end 5 gange så høj
som prisen på alternative råvarer som raps- eller palmeolie.
Tabel 4. Forskellen på prisen for biomasse til produktion af biodiesel (Borowitzka 2008).
"The cost gap" Mikroalger Andre olieholdige afgrøder som raps- eller palmeolie
Pris (Dkr./ton) 26.450 3.705 - 5.290

4 Bæredygtighed
Generelt betragtes udnyttelse af den blå biomasse som værende et bæredygtigt
alternativ til landbaseret biomasse af flere grunde:
• Dyrkningen optager ikke landarealer, der kan bruges til dyrkning af
fødevarer og foder.
• Man skal ikke bruge vand til kunstvanding.
• Alger udnytter solenergien bedre end landplanter og giver derfor
større udbytte per areal.
• Alger kan optage CO2 og næring fra det omgivende miljø.
Men samtidig er teknologierne til dyrkning og udnyttelse af den blå
biomasse i stor skala endnu ikke udviklet. De samfunds-services som algernes
fjernelse af CO2 fra atmosfæren og næring fra havmiljøet repræsentere,
er (endnu) ikke værdisat, og det væld af co-produkter som en
stor-skala produktion af akvatisk biomasse ville kunne tilbyde er endnu
ikke udforsket. Derfor er det umuligt på nuværende tidspunkt at vurdere
bæredygtigheden af hele produktionskæden fra dyrkning til energiprodukt.
I stedet er skitseret de potentielle positive og negative konsekvenser på
miljø og samfund, som dyrkning og udnyttelse af den blå biomasse kan
have:
4.1 Potentielle positive effekter af algedyrkning
Dyrkning af alger kan have en række positive effekt på miljøet. Algerne
optager og binder ca. 1,8 tons CO2 for hver tons biomasse (tørvægt) ved
deres fotosyntese. Udover CO2 optager algerne næringsstoffer fra havvandet.
Ved produktion af 1 ton alger (tørvægt) kan algerne optage op til
40 kg kvælstof (N) og 2,5 kg fosfor (P) fra det omgivende havmiljø. Ved
høst af algebiomassen fjernes disse næringsstoffer fra havmiljøet og
dermed kan algedyrkning være med til at reducere eutrofieringen af havet.
Ved at udnytte restprodukterne fra en evt. energiproduktion som
gødning, kan næringsstofferne føres tilbage på markerne, og substituere
for kunstgødningsprodukter, der er energikrævende at producere.
Algedyrkningsanlæg i åbent hav kan muligvis bidrage til at forøge den
lokale biodiversitet, dels ved at anlægget og algerne kan virke som fasthæftningssubstrat
for forskellige dyr og andre alger, og dels ved, at algevegetationen
kan fungere som opvækst- og fourageringsområde for en
række dyre- og fiskearter.
19

Tabel 5. Potentielle miljøgevinster ved dyrkning af 150.000 tons makroalger (tørvægt). Værdier til grundlag for beregningerne
findes i tabel A1-A3 i Appendix.
Makroalge Biomasse Produktion
20
Dyrket
areal
Del af
ledigt
EEZ Energi (PJ) Fjernet ved høst
(art) (ton d.w./år) (ton dw/ha/år) (ha) (%) Biogas Ethanol
N
(ton)
P
(ton)
Ifølge Teknologisk Institut (Projektleder Lars Nikolaisen) skal en biomasse
produktion kunne levere minimum 150.000 ton tørvægt om året.
Tabel 5 demonstrerer et regneeksempel på det potentielle energiudbytte
og miljøgevinst ved dyrkning af denne mængde biomasse som enten søsalat
eller sukkertang. I udregningerne er benyttet teknologi-scenariet på
2010 niveau, høj produktion af søsalat og en produktion af sukkertang
på 20 t/ha (midt mellem ”høj” og ”lav”). Det fremgår, at man ved at udnytte
et 7.500 ha stort areal til dyrkning af sukkertang (0,1% af det i teorien
ledige EEZ) kan producere 1,3 eller 1,0 PJ energi som henholdsvis
biogas eller ethanol. Denne produktion har i teorien kapacitet til at fjerne
4-5% af den årlige udledning af kvælstof til indre danske farvande, 12-
30% af fosforudledningen og 0,001% af Danmarks samlede CO2 udledning.
Man skal ved placeringen af algedyrkningsplatforme søge at undgå
lokal næringsbegrænsning af væksten, ved at sørge for god vand
gennemstrømning evt. af næringsrigt bundvand, mindre arealer og evt.
mindre tæthed.
4.2 Potentielle negative konsekvenser
% af udledning
(DK 2007/2008)
CO2
(10 3 ton) N P CO2
U. lactuca
(Søsalat)
S. latissima
150.000 45 3333 0,05 1,3 0,1 2805 315 270 4,0 12,6 0,001
(Sukkertang) 150.000 20 7500 0,1 1,3 1,0 3345 750 270 4,8 30,0 0,001
Algedyrkningsanlæg til havs kan også have negative effekter på miljøet:
Løsrevne algefragmenter kan samles på havbunden og skabe lokalt iltsvind
under nedbrydning. Algerne kan under bestemte forhold forårsage
en lokal produktion af opløst organisk stof, der kan fremme vækst af
marine bakterier eller heterotrofe mikroalger og dermed bidrage til øget
iltsvind. I lavvandede områder kan det tætte algevegetation skygge for
den naturlige flora på havbunden. Den fysiske placering af anlægget kan
muligvis være til gene for både migrerende havpattedyr som f.eks. marsvin
og sæler, og for skibstrafik og fiskeriinteresser.
Det er usikkert i hvilket omfang algefarme kan opbruge næringsstofferne
i de naturlige puljer, og derved skabe næringsbegrænsning i området.
Hvis det sker, kan det have konsekvenser dels for produktionen og kvaliteten
af den dyrkede biomasse, men det kan også have konsekvenser
for balancen i det naturlige økosystem i dyrkningsområdet.

5 Fremtiden – klima og miljøforandringer
5.1 Temperaturstigninger
En rapport fra Norge beskriver hvordan bestandene af sukkertang er gået
voldsomt tilbage langs de norske kyster siden 1996. Her konkluderes
at årsagen kan være indirekte effekter af klimaforandringer. Dels på
grund af forhøjede sommertemperaturer i overfladevandet, dels pga. at
øget sedimentation hindrer settlingen af nye individer på bunden (Moy
et al. 2008). Samme rapport indikerer, at også i Danmark er sukkertangen
gået tilbage siden 1996. Modelsimuleringer forudsiger, at i 2099 vil overfladetemperaturen
i danske farvande være steget gennemsnitlig 3 grader
i forhold til nu. Det kan blive kritisk for visse trin i sukkertangs livscyklus,
og grænserne for udbredelsen kan forrykkes nordpå (Muller et al.
2009). Det vides ikke, i hvor stort omfang sukkertang kan tilpasse sig en
gradvis temperaturændring, eller om forholdet mellem mulige økotyper
vil ændres.
I takt med stigende overfladetemperaturer kan vi forvente at se ændringer
i vind- og nedbørsmønstre. I vore områder vil de stigende temperaturer
give mere nedbør, øge afstrømningen, sænke saltindholdet og formentligt
øge belastningen af næringsstoffer fra land. Ændringer i vandets
klarhed og overflade temperatur kan være med til at indskrænke
dybdeudbredelsen af makroalger som sukkertang (Moy et al. 2008).
5.2 CO2 og pH
En anden forudset følge af klimaforandringer er en stigning i havvandets
surhed, altså et fald i pH, forårsaget af det øgede indhold af CO2 i atmosfæren.
Det forventes, at der frem til år 2100 kan ske et fald i pH på 0,2
enhed (Caldeira and Wickett 2003). Denne forsuring vil forrykke ligevægten
i bicarbonatsystemet i havvand, således at der bliver et højere
indhold af frit CO2 og en reduceret tilgængelighed af bikarbonat. Langt
de fleste makroalger kan udnytte CO2 som kulstofkilde, og mange kan
også udnytte bikarbonat, der i havvand forekommer i langt højere koncentrationer
end CO2. Derfor vil et fald i pH ikke nødvendigvis være til
ulempe for alle makroalger, tværtimod, men det kan ændre på konkurrenceforholdene
mellem arter, der har forskellige præferencer for CO2 og
bikarbonat.
5.3 Tilgængelighed af næringsstoffer
Målet for de nationale vandmiljøplaner har de sidste tre årtier været at
reducere den landbaserede udledning af kvælstof og fosfor til havmiljøet.
Tilførslen af både kvælstof og fosfor til havet har været faldende siden
1990. Koncentrationen af kvælstof i danske fjorde og kystnære vande
er faldet med 13 % mellem 2000 og 2007. Koncentration af fosfor er
uændret. I åbne og indre farvande er koncentrationerne af begge næringsstoffer
uændrede (Normander 2009). Udover ændringer i de land-
21

22
baserede udledninger kan klimaændringer indirekte påvirke mængden
og frekvensen af udledning af næringsstoffer gennem ændrede nedbørs
og afstrømningsmønstre. Ændringer i næringstilgængelighed, kan medvirke
til at ændre konkurrenceforholdene mellem mikroalger og makroalger,
både direkte og gennem lystilgængelighed. Mikroalger vokser
hurtigt ved høje koncentrationer af næring og kan skygge for makroalgerne.
Makroalger kan modsat mikroalger generelt optage og lagre næringsstoffer
og herefter ”sulte” i flere uger, indtil næringslagrene er udtømt.
Derfor kan makroalger have en konkurrencemæssig fordel ved
næringsbegrænsning. Fortsat faldende kvælstof og fosfor koncentrationer
i danske farvande vil af den grund overvejende betragtes som en
fordel for makroalgerne.
Vil man undgå næringsbegrænsning af dyrkede makroalger, kan en løsning
være integreret akvakultur, hvor algerne optager næringsstoffer
frigivet ved produktion af fisk eller skaldyr.

6 Konklusioner og anbefalinger
6.1 Konklusioner
• alger rummer et stort potentiale for produktion af biomasse til vedvarende
energi
• der er pt. begrænset viden om produktionspotentiale, bæredygtighed
og økonomi ved storskala produktion af alger i DK til at konkludere,
om det er økonomisk og miljømæssigt bæredygtigt at udnytte dette
potentiale
• teknologier til energikonvertering af den blå biomasse kan pt. ikke
fuldt udnytte biomassens energipotentiale
• energikonverteringsteknologier knyttet til den blå biomasse har potentiale
for gennembrud inden 2040
• bæredygtighed og økonomien i udnyttelse af den blå biomasse til
energi vil styrkes ved samtidig at udnytte den blå biomasse til
o miljøforbedring (fjernelse af kvælstof, fosfor og CO2)
o produktion af højværdiprodukter (foderprotein, fødevareingredienser,
bioaktive stoffer, pigmenter etc.).
6.2 Anbefalede fokus områder indenfor fremtidig
forskning
• analyse af potentialet for samfundsmæssig og økonomisk bæredygtig
produktion af makroalger i storskala i danske farvande, herunder:
o tekniske løsninger til stabile og holdbare fysiske strukturer
o estimat for miljøforbedringskapacitet
o risiko for næringsbegrænsning af vækst og omgivende miljø
o mulighed for synergi med integreret akvakultur af alger, fisk og
skaldyr
o mulighed for synergi med eksisterende/planlagte strukturer, f.x.
havvindmølleparker
o effekt af klimaændringer på produktionspotentialet af udvalgte arter
• analyse af potentialet for rentabel dyrkning af mikroalger i Danmark
o klimatisk egnede og højproduktive arter i både fersk og saltvand
o optimering af dyrkningsform – åbne eller lukkede systemer
• optimering af energikonverteringsteknologier med specifikt fokus på
akvatisk biomasse
• modifikation af alger til produktion af energiholdige stoffer /højværdiprodukter
o udvælgelse/manipulation af vækstbetingelser
o fremavl af mest velegnede økotyper
o genetisk manipulation
• vurdering af bæredygtigheden/økonomien i et bioraffinaderi koncept
med alger som råvare og produkter som energi, foderprotein, bioaktivestoffer,
farvestoffer, biomaterialer etc.
23

24
6.3 Kontroversielle spørgsmål
• Ønsker man at ændre havets status fra natur til produktionsområde
og kulturlandskab?
• Potentielle konflikter mellem algedyrkning, fiskerierhverv/akvakulturinteresser
og miljøhensyn. Kan der etableres synergieffekter
mellem ressourceudnyttelse og miljøkvaliteten?
• Hvad er konsekvenserne på lavvandede økosystemer ved høst af naturlige
forekomster af marin biomasse, fx søsalat?
• Ønsker man at tillade brug af kystnære eller beskyttede havområder
til dyrkning af marin biomasse?
• Ønsker man at tillade høst eller dyrkning af højproduktive, invasive
arter som Gracillariatang og Sargassotang i Danmark?

7 Litteratur
Adams, J. M., Gallagher, J.A., and Donnison, I.S. 2009. Fermentation
study on Saccharina latissima for bioethanol production considering variable
pre-treatments. Journal of Applied Phycology 21:569-574.
Bech, K. S. 2009. Søsalat giver 45 tons tørstof /hektar. Forskning i Bio-
Energi 29:6-7.
Black, W. A. P. 1950. The Seasonal Variation in Weight and Chemical
Composition of the Common British Laminariaceae. Journal of the Marine
Biological Association of the United Kingdom 29:45-72.
Bolton, J. J. and Luning, K. 1982. Optimal-Growth and Maximal Survival
Temperatures of Atlantic Laminaria Species (Phaeophyta) in Culture.
Marine Biology 66:89-94.
Borowitzka, M. A. 2008. Algae and biofuels - Quo vadis? 11th International
Conference on Applied Phycology. Galway. Journal of Applied Phycology
Bruhn, A., Dahl, J., Jensen, P.D., Nielsen, H.B., Nikolaisen, L.S., Rasmussen,
M.B., Thomsen, A.B., Olesen, B., and Arias, C. Bioenergy from Ulva
lactuca. In prep. for Bioresource Technology
Bruton, T., Lyons, H., Lerat, Y., Stanley, M., and Rasmussen, B. 2009. A
review of the Potential of Marine Algae as a source of Biofuel in Ireland.
1-88.
Buck, B. H. and Buchholz, C.M. 2004. The offshore-ring: A new system
design for the open ocean aquaculture of macroalgae. Journal of Applied
Phycology 16:355-368.
Caldeira, K. and Wickett, M.E. 2003. Anthropogenic carbon and ocean
pH. Nature 425:365-365.
Chisti, Y. 2007. Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances 25:294-
306.
Chopin, T., Buschmann, A.H., Halling, C., Troell, M., Kautsky, N., Neori,
A., Kraemer, G.P., Zertuche-Gonzalez, J.A., Yarish, C., and Neefus, C.
2001. INTEGRATING SEAWEEDS INTO MARINE AQUACULTURE
SYSTEMS: A KEY TOWARD SUSTAINABILITY. Journal of Phycology
37:975-986.
Chynoweth, D. P. 2002. Review of biomethane from marine biomass. 1-
112.
Gao, K. and Mckinley, K.R. 1994. Use of Macroalgae for Marine Biomass
Production and Co2 Remediation - A Review. Journal of Applied Phycology
6:45-60.
25

26
Gevaert, F., Davoult, D., Creach, A., Kling, R., Janquin, M.A., Seuront, L.,
and Lemoine, Y. 2001. Carbon and nitrogen content of Laminaria saccharina
in the eastern English Channel: biometrics and seasonal variations.
Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom
81:727-734.
Gunaseelan, V. N. 1997. Anaerobic digestion of biomass for methane
production: A review. Biomass and Bioenergy 13:83-114.
Horn, S. J., Aasen, I.M., and Ostgaard, K. 2000. Ethanol production from
seaweed extract. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology 25:249-
254.
Isa, A., Mishima, Y., Takimura, O., and Minowa, T. 2009. Preliminary
Study on Ethanol Production by Using Macro Green Algae. Journal of the
Japan Institute of Energy 88:912-917.
Kelly, M. E. and Dworjanyn, S. 2008. The potential of marine biomass for
anaerobic biogas production: a feasibility study with recommendations
for further research. ISBN: 978-1-906410-05-6:1-103.
Lamare, M. D. and Wing, S.R. 2001. Calorific content of New Zealand
marine macrophytes. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research
35:335-341.
Mata, T. M., Martins, A.A., and Caetano, N.S. 2010. Microalgae for biodiesel
production and other applications: A review. Renewable & Sustainable
Energy Reviews 14:217-232.
Matsui, T. 2006. Methane Fermentation of Seaweed Biomass. American
Institute of Chemical Energineers Conference - Session 412 - Sustainable Nonfuel
Products/Production System from Biomass Resources. San Francisco: Tokyo
Gas Co. Ltd.
McHugh, D. J. 2003. A guide to the seaweed industry. FAO Fisheries
Technical Paper. 441:1-105.
Morand, P., Briand, X., and Charlier, R.H. 2006. Anaerobic digestion of
Ulva sp 3. liquefaction juices extraction by pressing and a technicoeconomic
budget. Journal of Applied Phycology 18:741-755.
Moy, F., Christie, H., Steen, H., Stålnacke, P., Aksnes, D., Alve, E., Aure,
J., Bekkby, T., Fredriksen, S., Gitmark, J., Hackett, B., Magnusson, J.,
Pengerud, A., Sjøtun, K., Sørensen, K., Tveiten, L., Øygarden, L., and
Åsen, P.A. 2008. Sluttrapport for Sukkertareprosjektet. SFT-rapport TA-
2467/2008, NIVA-rapport 5709:1-131.
Muller, R., Laepple, T., Bartsch, I., and Wiencke, C. 2009. Impact of oceanic
warming on the distribution of seaweeds in polar and coldtemperate
waters. Botanica Marina 52:617-638.
Murata, M. and Nakazoe, J. 2001. Production and use of marine algae in
Japan. Jarq-Japan Agricultural Research Quarterly 35:281-290.

Normander, B., Henriksen, C.I., Jensen, T.S., Sanderson, H., Henrichs, T.,
Larsen, L.E., and Pedersen, A.B. 2009. Natur og Miljø 2009 - Del B: Fakta.
Danmarks Miljøundersøgelser. Aarhus Universitet. 170 s. - Faglig rapport
fra DMU nr. 751.http://www.dmu.dk/Pub/FR751_B.pdf.
Pedersen, M. F. and Borum, J. 1996. Nutrient control of algal growth in
estuarine waters. Nutrient limitation and the importance of nitrogen requirements
and nitrogen storage among phytoplankton and species of
macroalgae. Marine Ecology-Progress Series 142:261-272.
Percival, E. 1979. Polysaccharides of Green, Red and Brown Seaweeds -
Their Basic Structure, Biosynthesis and Function. British Phycological
Journal 14:103-117.
Reith, J. H., Deurwaarder, E.P., Hemmes, K., Curvers, A.P.W.M.,
Kamermans, P., Brandenburg, W., and Zeeman, G. 2005. BIO-
OFFSHORE. Grootschalige teelt van zeewieren in combinatie met offshore
windparken in de Noordzee. Report ECN-C-05-008:1-137.
Robertson-Andersson, D. V., Potgieter, M., Hansen, J., Bolton, J., Troell,
M., Anderson, R., Halling, C., and Probyn, T. 2008. Integrated seaweed
cultivation on an abalone farm in South Africa. Journal of Applied Phycology
20:
Ross, A. B., Anastasakis, K., Kubacki, M., and Jones, J.M. 2009. Investigation
of the pyrolysis behaviour of brown algae before and after pretreatment
using PY-GC/MS and TGA. Journal of Analytical and Applied
Pyrolysis 85:3-10.
Ross, A. B., Jones, J.M., Kubacki, M.L., and Bridgeman, T. 2008. Classification
of macroalgae as fuel and its thermochemical behaviour. Bioresource
Technology 99:6494-6504.
Skøtt, T. 2008. Byg en halmpresser om til en oliepresser. Forskning i Bio-
Energi 5:
Skøtt, T. 2009. Fang alger med liner. Forskning i BioEnergi 30:4-5.
Thomsen, M. S., Wernberg, T., Staehr, P., Krause-Jensen, D., Risgaard-
Petersen, N., and Silliman, B.R. 2007. Alien macroalgae in Denmark - a
broad-scale national perspective. Marine Biology Research 3:61-72.
Vergara-Fernandez, A., Vargas, G., Alarcon, N., and Velasco, A. 2008.
Evaluation of marine algae as a source of biogas in a two-stage anaerobic
reactor system. Biomass and Bioenergy 32:338-344.
27

28
8 Appendix
Tabel A1. Produktions- og energipotentialet i den blå biomasse (makroalger) i Danmark.
Potentielt "ledigt" areal Produktionspotentiale Energi potentiale i PJ
% af
ledigt
areal
(EEZ) km 2
Ton (tørvægt) Ton (vådvægt) PJ brændværdi PJ ethanol PJ biogas
ha S U S U S U S U S U
9,4E-05 0,1 10 200 450 1000 3000 0,0033 0,0065 0,0013 0,0004 0,0017 0,0038
0,00139 1 100 2000 4500 10000 30000 0,033 0,065 0,013 0,004 0,017 0,038
0,0416 30 3000 60000 135000 300000 900000 1 2 0,38 0,1 0,5 1,1
* 100000 666667 1,5 0,1 0,8
1 720,8 72080 1441600 3243600 7208000 21624000 24 47 9,21 3 13 27
5 3604 360400 7208000 16218000 36040000 108120000 119 235 46,03 14 63 136
10 7208 720800 14416000 32436000 72080000 216240000 239 470 92,05 29 126 271
* Potentiale for høst fra naturlige populationer i Danmark.
S: Saccharina latissima (sukkertang) ved produktion på 20 tons/ha (tørvægt).
U: Ulva lactuca (søsalat) ved produktion på 45 tons/ha (tørvægt).
Tabel A2. Energipotentialer til grund for beregninger i tabel A1. (VS = volatile solids = askefri tørvægt)
Brændværdi Biogas-udbytte Ethanol-udbytte Askeindhold
(% af tørvægt)
S. latissima
(Sukkertang)
U. lactuca (Søsalat)
16,57 MJ/kg
(Ross et al. 2008)
14,5 MJ/kg
(Bruhn et al. in
prep)
Ethanol 29,7 MJ/kg
Biogas 23,69 MJ/Nm 3
Methan 35,9 MJ/Nm 3
0,27 l/g VS
21,5%
(Ostgaard et al. 1993) (Horn, et al, 2000.
Black, 1953)
0,27 l/g VS
(Bruhn et al. in prep)
10%
(Ross et al. 2008)
3%
14%
(Isa et al, 2009. Anne (Bruhn et al.
Belinda Thomsen, in prep)
ikke publiceret)
Tørstof
(% af vådvægt)
20%
(Bruhn & Rasmussen,
ikke publiceret)
15%
(Bruhn et al. in prep)
Tabel A3. Grundlag for beregning af miljøeffekter. Danmark udleder 51,4 mio. tons CO2 pr. år (Miljøstyrelsen, 2008).
Udledning til indre danske
Indhold (% af tørvægt)
farvande/år (1000 t) S. latissima U. lactuca
Kvælstof (N) 70 (Normander et al. 2009) 2,23 (Gevaert et al. 2001) 1,87 (Morand et al. 2006)
Fosfor (P) 2,5 (Normander et al. 2009) 0,5 (Murata and Nakazoe 2001) 0,21 (Morand et al. 2006)

DMU
Danmarks Miljøundersøgelser
er en del af
Aarhus Universitet.
DMU’s opgaver omfatter forskning,
overvågning og faglig rådgivning
inden for natur og miljø.
Yderligere information: www.dmu.dk
Danmarks Miljøundersøgelser
På DMU’s hjemmeside www.dmu.dk
fi nder du beskrivelser af DMU’s aktuelle
forsknings- og udviklingsprojekter.
Her kan du også fi nde en database over alle publikationer
som DMU’s medarbejdere har publiceret, dvs. videnskabelige artikler,
rapporter, konferencebidrag og populærfaglige artikler.
Danmarks Miljøundersøgelser Administration
Frederiksborgvej 399 Afdeling for Arktisk Miljø
Postboks 358 Afdeling for Atmosfærisk Miljø
4000 Roskilde Afdeling for Marin Økologi (hovedadresse)
Tlf.: 4630 1200 Afdeling for Miljøkemi og Mikrobiologi
Fax: 4630 1114 Afdeling for Systemanalyse (hovedadresse)
Danmarks Miljøundersøgelser Afdeling for Ferskvandsøkologi
Vejlsøvej 25 Afdeling for Marin Økologi
Postboks 314 Afdeling for Terrestrisk Økologi
8600 Silkeborg
Tlf.: 8920 1400
Fax: 8920 1414
Danmarks Miljøundersøgelser Afdeling for Systemanalyse
Grenåvej 14, Kalø Afdeling for Vildtbiologi og Biodiversitet
8410 Rønde
Tlf.: 8920 1700
Fax: 8920 1514