Jip Lenstra: ocean farming heeft veel potentie

‘We zijn nu zó ver over de CO2-targets heen dat we CO2 moeten gaan onttrekken aan de atmosfeer,’ zegt Jip Lenstra, partner Energie en Milieu bij het Rotterdamse adviesbureau Ecorys. ‘En een van de beste manieren om dat te doen, is met Ocean Farming. Wij willen met fermentatie op grote schaal biomassa omzetten in biobrandstoffen, met afvang van de CO2 die daarbij vrijkomt. Maar niet uit biomassa op land, die concurreert met de voedselvoorziening; wij willen grote hoeveelheden zeewier oogsten uit de oceanen.’

Grootschalige teelt op zee
Lenstra vervolgt: ‘Er zijn honderden soorten zeewier, en ze hebben allemaal een eigen leefgebied. Voor de teelt op de oceanen hebben we het vrij-drijvende zeewier Sargassum natans gekozen. De meeste wieren hechten zich vast aan een substraat (rotsen, netten of touwen), zodat ze uit het langsstromende water voedingsmiddelen kunnen opnemen. S. natans drijft echter met het water mee en kan zich dus niet voeden uit het langsstromende water. Het heeft echter een epifyt dat stikstof uit de lucht opneemt en op die manier zorgt voor de aanvoer van dit element. S. natans komt voor in de zogenoemde gyres, grote gebieden met heel langzaam ronddraaiend water midden op oceanen. Er zijn zeer grote gyres op de Stille Oceaan, de Atlantische Oceaan en de Indische Oceaan, en kleinere in de Perzische Golf, en voor de kusten van Pakistan en Birma. Dit zijn tevens de gebieden waarin de plastic soep zich verzamelt: als wij dit wier gaan oogsten, zullen we tegelijkertijd plastic soep opruimen.’

‘Ocean farming kun je vergelijken met de meest grootschalige landbouw, de projecten waarbij het oogsten plaats vindt met tien of meer enorme combined harvesters tegelijk. Grootschalige winning is heel goed mogelijk op de oceaan. Het gebied dat voor winning van S. natans in aanmerking komt, is 25 miljoen km2 groot (vergelijk: de totale landbouwgrond in de wereld is 15 miljoen km2). Over het recht om in een bepaald gebied te mogen oogsten moeten internationale afspraken worden gemaakt, deze gebieden worden gemarkeerd met boeien.’

Brede samenwerking
Het ocean farming-project is uitgewerkt door een consortium van Wageningen UR, ECN, adviesbureaus Ecofys en Ecorys (de laatste brengt logistieke kennis in), en NIOZ, het Nederlandse Instituut voor Onderzoek der Zee, dat de duurzaamheid van het project bewaakt (‘duurzaamheid is essentieel’, zegt Lenstra). Het consortium wil langzaam-oplossend fosfaat toevoegen aan zeewiervelden om de groei te bevorderen. Het fosfaat kan overigens uit het zeewier worden gewonnen, zodat een gesloten systeem ontstaat.

Het is een project met grote voor- en nadelen. De voordelen komen voort uit het nuttig gebruik van een enorme ruimte op zee: geen landgebruik; geen (zoet)waterverbruik; geen problemen met landeigenaren; overvloedige CO2-bron (de oceaan zelf); geen transport over land; en gebruik van een (zeker in vergelijking met landgewassen) snel groeiende macroalg, S. natans. Maar de nadelen zijn ook evident: er is geen beschermd eigendom; de condities midden op de oceaan kunnen extreem zijn; de oogst moet over grote afstanden worden vervoerd; en de gewonnen biomassa is zeer nat. Het consortium heeft gezocht naar technologieën waarmee de oogst op volle zee kan worden verwerkt, zodat de supertankers die worden ingezet, niet 80% water hoeven te vervoeren. Het heeft echter nog geen geschikte technologie gevonden.

Klimaatpolitiek
‘Eenmaal aan land moet het zeewier worden verwerkt’, zegt Lenstra. ‘Zeewier bevat 6-10% eiwit en 70% polysachariden, waarvan tot 20% alginaat (een stof die veel wordt gebruikt in voedsel en voor het maken van gietvormen, zoals gebitsafdrukken voor protheses). Polysachariden kunnen met moderne fermentatiemethoden worden omgezet in butanol of isobutanol, stoffen die waardevoller zijn dan ethanol (GEVO, een Amerikaans bedrijf,  bouwt momenteel in de VS ethanolvergisters om tot butanolvergisters). Beide kunnen als biobrandstof worden toegevoegd aan benzine, en isobutanol kan via een proces dat lijkt op GTL (Gas To Liquids) worden gebruikt als grondstof voor biokerosine. Als we dat zouden willen, kunnen de polysachariden ook worden omgezet in methaan of ethanol, dat lijkt op korte termijn eenvoudiger.’

‘Qua volume is biobrandstof verreweg het belangrijkste product. Daar is grote behoefte aan: vloeibare brandstoffen ter vervanging van aardolieproducten (‘drop-in producten’) kunnen we alleen maar maken uit biomassa. Maar de opbrengst van de biobrandstoffen is waarschijnlijk niet voldoende om investeerders te interesseren. Bij de verwerking van zeewier ontstaan echter ook eiwitten, die meer opbrengen dan brandstoffen. Ook zijn er markten voor sommige polysachariden, zoals alginaten, agar en carrageen, die nog veel meer opbrengen. Bovendien ontstaat bij alle vergistingsprocessen ook CO2, dat verkocht kan worden als grondstof, of (tegen vergoeding) opgeslagen kan worden in de ondergrond. Daarmee zou dit project per saldo CO2 onttrekken aan de atmosfeer. Het project heeft dus voor zijn welslagen klimaatpolitiek nodig, die de vraag naar biobrandstoffen op gang brengt en de CO2-prijs hoog houdt.’

Vermindering van soja-import
‘De eiwitproductie levert nóg een voordeel op. Eiwit uit zeewier is waarschijnlijk geschikt als veevoer, en kan daardoor soja vervangen. Vijf ton S. natans spaart in principe ca. 1 ton soja uit. Dus winning van zeewier kan een uitstekend middel zijn om de druk van groeiende sojaproductie op het tropisch regenwoud te verminderen.’

‘En dan is er nog de aardgasmarkt. Vergisting tot methaan kan ook aantrekkelijk zijn, bijvoorbeeld voor Nederland, dat de potentie tot het leveren van gas ziet teruglopen. Per ton zeewier (droog) kan mogelijk 300 m3 methaan worden gemaakt. Bij exploitatie van een gebied van 250 x 250 km op de Atlantische Oceaan ontstaat naar schatting een jaarlijkse opbrengst van 40 miljard m3 methaan, evenveel als de productie van het Slochterenveld op dit moment. Productie van biomethaan in Rotterdam kan concurrerend zijn met LNG-import van biogas. Naast methaan is ook productie van ethanol of butanol mogelijk. Bijvoorbeeld 150 m3 methaan en 150 liter ethanol uit een (dm)ton zeewier. Als extra is de winning van eiwit voor veevoer mogelijk. En CO2 productie bij vergisting.’

Jip Lenstra heeft er vertrouwen in dat al deze voordelen de doorslag zullen geven voor investeringen in oceaan-zeewierontwikkeling.