Kritisk i Oslofjorden — kan mikroalger være løsningen?

Vi møter Tekna-medlem Margarida Costa ved NIVAs forskningsstasjon på Solbergstrand syd for Drøbak. Her leder biokjemikeren, opprinnelig fra Portugal, og med doktorgrad fra Universitetet på Island, forskningsprosjektet Algeco — Kostnadseffektiv algeteknologi for utvikling av sirkulær økonomi i norske renseanlegg.

En smal bomvei mellom gårdsbruk, boliger og fritidseiendommer har ført oss helt ned til vannkanten der forskningsstasjonen ligger. Vel fremme leder Margarida Costa oss gjennom en labyrint av ulike laboratorier, haller, kontorer og utstyr der det kan forskes på livet i havet både i liten og i stor skala.

Prosjektleder Margarida Costa tilbringer mye tid på NIVAs forskningsstasjon på Solbergstrand syd for Drøbak.

Gjør storskalaforsøk

– NIVA har en samling på rundt 2200 ulike algekulturer, Norsk algekultursamling, NORCCA, som vi kan gjøre forsøk med. De er fra mange ulike steder i verden, men kjernen er norsk. Utover at vi selv forsker på algene, distribuerer vi til bedrifter, skoler og universiteter for kommersielle eller utdannings- og forskningsformål, forteller Margarida.

Noen forsøk kan gjøres i laboratorier i NIVAs lokaler i Oslo, men det er ikke alltid algene oppfører seg på samme måte i stor skala. Derfor er lokalitetene på Solbergstrand ideelle.

– Vi er helt nødt til å gjøre storskalaforsøk for å se om algene vokser som forventet også i pilotskalaforhold, og kan brukes til det tiltenkte formålet, opplyser Margarida.

I prosjektet, kalt Algeco, forskes det på å ta i bruk mikroalger for å redusere utslipp av næringsstoffer fra norske avløpsrenseanlegg, og på å finne gode bruksområder for algene som spiser seg feite på disse næringsstoffene. NIVA kaller mikroalger det grønne skiftets superråstoff.

Algekulturen oppskaleres gradvis fra milliliter til liter og etter hvert til store kar .

Nitrogen ødelegger livet i fjorden

Miljøtilstanden i Oslofjorden er kritisk. Mye av torsken har for eksempel forsvunnet, og noe av forklaringen kan være de store mengdene av nitrogen fra landbruk og avløp som slippes ut.

Det fører til giftige algeoppblomstringer og til overgjødsling som ødelegger leveforholdene for andre arter på grunn av oksygensvikt og nedslamming.

Margarida leder et team på åtte personer. De forsker både på hvilke alger som best kan ta opp de siste restene av næringsstoffer fra avløpsvann etter at vannet har blitt renset i renseanlegg., De ser også på hvordan algemassen som tas ut, senere kan bli til produkter som kan brukes i ulike sektorer som jordbruk, gartnerier, næringsmiddelindustri, fôrindustri og tekstilindustri.  

Fôrer algene med renset avløpsvann

Costa mener at vi kommer på et godt tidspunkt, for på denne årstiden er det gode forhold for algene til å vokse.

Tidlig i prosessen har teamet startet med små mengder alger for så å øke volumet trinnvis mer og mer og mer.

– Vi går fra milliliter til liter og deretter til dusinvis av liter og så videre opptil 100 liters reaktorer inne. Oppskaleringen gjøres til vi har nok volum alger til å ta dem med ut til våre største reaktorer, og dette er akkurat hva vi gjør nå, sier Margarida Costa.

Under Tekna Magasinets besøk gjøres forsøk med en lovende mikroalgekultur i kar som rommer opp til 1000 liter. De står plassert ute på brygga inne i et drivhus. Margarida opplyser at på Solbergstrand kan de styre systemer opp til 3000 liter, noe som gir relevant innsikt for renseanlegg for avløpsvann, og for andre industriaktører som ønsker å jobbe med alger.

En av kollegaene til Margarida, Tommy Marelius, viser oss hva som skjer.

Avløpsvannet algene testes i kommer fra Veas-anlegget på Slemmestad som er Norges største renseanlegg. Der renses avløpsvannet fra over 800 000 innbyggere. Etter siste rensetrinn er nesten alle næringsstoffer som nitrogen og fosfor fjernet. Selv om konsentrasjonen av næringsstoffer da er liten, blir likevel mengden som slippes ut i fjorden stort på grunn av volumet.

I dette drivhuset gjøres forsøkene i stor skala.

I dette karet har algene nå cirka 1000 liter avløpsvann fra Veas der de kan vokse på det som er igjen av næringsstoffer som nitrogen og fosfor fra siste rensetrinn der.

Grønn masse som frysetørres

– Målet er «null utslipp» og Veas ønsker, ifølge Margarida, å sjekke om et biologisk rensetrinn med alger kan fjerne de siste prosentene før vannet slippes ut i fjorden. Et slikt rensetrinn må gjøres innendørs i store fjellhaller som Veas har, der temperaturen er stabil året rundt.

Ute i drivhuset viser Tommy Marelius oss hvordan han filtrerer vannet for alger som har vokst, og høster noe som minner om grønn våt pappmasje etter å ha presset ut mye av vannet. Massen pakkes i plastposer som frysetørres inn på et av laboratoriene. NMBU, som er en av partnerene i prosjektet, skal prøve å bruke denne biomassen i landbruksrelaterte aktiviteter som jordforbedrende middel, gjødsel og biostimulanter, forklarer Margarida Costa.

Hun opplyser at de allerede har oppnådd resultater som er kommersielt levedyktige med mulige bruksområder i landbruket.

Tommy Marelius fyller mer avløpsvann i karet som algene kan vokse i.

Her er noe av biomassen høstet.

Lovende resultater

– Så langt er resultatene lovende. Men først kommende høst skal prosjektdeltakerne sette seg ned og analysere resultatene, og legge opp planen for det siste året før prosjektet avsluttes i 2025, opplyser prosjektlederen.

Hun forteller at de i nåværende fase kultiverer og dyrker ulike alger fra et visst volum av vann, registrerer resultatene av innhøstingen og tar kjemiske analyser av vannet før de tar ut alt, rydder opp, renser systemene, og starter igjen.

– Lykkes vi med å gjøre dette pilotprosjektet både økonomisk, sosialt og miljømessig bærekraftig, kan det bli starten på et ekte grønt skifte i norske avløpsanlegg, sier Margarida Costa.
Hun opplyser at sidestrømmer, ikke bare fra avløpsrenseanlegg, men avfallsvann fra ulike industrier som tidligere bare har vært avfallsvann, kan behandles med alger og bli nye ressurser.

Tommy Marelius har klargjort poser med algemasse som skal frystørres før det sendes til samarbeidsparntnere som skal skal teste det i sin virksomhet.

Gjør avfall til et nyttig produkt

– Vi jobber med mange bransjer som har sidestrømmer under produksjonsprosessen som er bortkastet for dem, og som må behandles. For eksempel har vi hatt prosjekter med potetforedlingsindustri. Vi har prosjekter med treindustrien, tekstilindustri, vaskerier og med gartnerier som dyrker grønnsaker og blomster i akvaponi (interegrerte systemer som kombinerer oppdrett av akvatiske dyr og produksjon av planter). Hun forteller at de også har prosjekter med havbruks- og fiskeforedlingsindustrien.  

– Alle disse har avfallsstrømmer som har store konsentrasjoner av næringsstoffer som de må betale for å få behandlet og bli kvitt. Hvis mikroalger kan vokse på næringsstoffene, og bli et nytt og nyttig produkt, blir dette en form for sirkulær økonomi der det tilføres verdi til noe som i utgangspunktet er kostnadskrevende avfall. Vi jobber med å identifisere algestammer som er i stand til å ta opp næring fra ulike sidestrømmer fra flere typer industrier, sier Margarida Costa.

Hun opplyser at de for tiden gjennomfører en livssyklusanalyse for å evaluere den økonomiske, sosiale og miljømessige bærekraften til teknologien.

– Denne vurderingen er avgjørende for å fastslå om funnene våre er gode nok til å implementere dem i en større skala. Resultatene av denne analysen, utført av Universitetet i Agder, vil lede våre neste skritt mot forretningsapplikasjoner, sier Margarida Costa.