Boeren op zee: energie uit zeewier

De mogelijkheden van zeewier lijken onbegrensd, hoewel er nog veel onbekend is. Wetenschappers weten pas van zo'n dertig soorten zeewier wat erin zit, terwijl er duizenden soorten rode, bruine en groene zeewier bestaan. In de zoektocht naar hernieuwbare grondstoffen staat zeewier steeds meer in de belangstelling.


Verse saccharina

Een reden is dat zo'n 70% van de aarde uit oceanen en zeeën bestaat, terwijl de druk op het landgebruik steeds meer toeneemt. Op de langere termijn is er groot perspectief voor de inzet van zeewier in de energievoorziening, maar nu het is vooral zo dat zeewier goede faam geniet als rijke bron van eiwitten, omega-3 vetzuren, vitamines, mineralen en koolhydraten. Naast het eten van zeewier als groente of superfood zijn er toepassingen voor voedingsadditieven zoals bindmiddel en voor de tandheelkunde.

Meer zeewier kweken kan een oplossing bieden voor de groeiende behoefte van de wereldbevolking aan eiwitten, vitamines en mineralen. De eiwitten zijn ook een duurzaam alternatief voor de groeiende sojaproductie die ten koste gaat van het tropisch regenwoud. Het zijn vooral de koolhydraten uit zeewier die veel potentie hebben om grote hoeveelheden groene grondstoffen voor de chemie, brandstoffen en energie te leveren.

Kan een duurzame teelt van zeewier in de Noordzee een rol van betekenis spelen in de toekomstige behoefte aan biomassa voor Nederland en de rest van Europa?


In 2010 werd in totaal circa 20 miljoen ton aan zeewier geproduceerd, vooral in China, de Filippijnen en Indonesië. De kweek vindt voor 90% plaats in baaien, met toevoeging van kunstmest. Dat is niet goed voor het ecosysteem. Slechts 0.4% van de zeewierproductie vindt nu plaats in Europa. De voor de hand liggende vraag is dus: kan een duurzame teelt van zeewier in de Noordzee een rol van betekenis spelen in de toekomstige behoefte aan biomassa voor Nederland en de rest van Europa?

ECN is sinds 2005 intensief bezig met onderzoek naar de ecologische en economische mogelijkheden van het gebruik van zeewier als bron van energie. Jaap van Hal, innovatiemanager bioraffinage bij ECN, onderzoekt samen met o.a. Wageningen Universiteit in het Dutch Seaweed Biorefinery Program de mogelijke toepassingen van zeewier. "Ons uitgangspunt is een systeem voor duurzame teelt van zeewier in de Noordzee, inclusief een geïntegreerd concept om zeewier gecascadeerd – in alle opeenvolgende waardevolle toepassingen – te gebruiken. Zeewieren groeien anders dan biomassa op het land: ze kunnen in één dag de mineralen tot zich nemen waar ze een jaar van groeien. Die mineralen – zoals stikstof en fosfaten uit de landbouw – verliezen we nu nog aan zeeën en oceanen. Aan fosfaten is dat jaarlijks 30 miljoen ton, meer dan we per jaar kunnen winnen uit fosfaatmijnen. De teelt van zeewier is een manier om die mineralen terug te winnen. We weten ook dat de seizoenen van invloed zijn op de samenstelling van zeewier, maar we weten niet precies hoe dat werkt. Als plantbiologen alle factoren in kaart hebben gebracht, biedt dat meer inzicht in ideale locaties en oogsttijden.


Die mineralen – zoals stikstof en fosfaten uit de landbouw – verliezen we nu nog aan zeeën en oceanen.

Zeewier kweken op 5.000 km2, minder dan 10% van het Nederlandse Noordzeegebied, levert een energiepotentieel van 350 PJth (25 Mton per jaar). Daaruit kan Nederland 60% van zijn jaarlijkse dieselverbruik maken. In gecascadeerd gebruik van zeewier kijken we echter eerst naar grondstoffen voor de farmacie en naar hoogwaardige toepassingen in de chemie. Mannitol is een biogrondstof voor bijvoorbeeld purschuim en voor biopolymeren zoals alginaat, wat beton langer doet meegaan door een
langzamere manier van uitharden. Een ander polymeer, laminarin, kan worden gebruikt voor hoogwaardige verfsoorten voor schepen en vliegtuigen. En zo kunnen we nog veel meer toepassingen ontwikkelen, zoals voor polyester."


Ruwe mannitol

Zeewierbedden van speciaal textiel en met eigen verankeringssysteem kunnen tegelijk met de bouw van windmolenparken op zee worden aangelegd. Met verschillende soorten zeewier in hun eigen groeitempo, kunnen het klimaat en de condities van de Noordzee vier oogstseizoenen per jaar opleveren.
Het eerste grote proefproject van 1 km2 is van de Stichting Noordzeeboerderij, 12 km voor de kust van Texel. De technologie voor het maken van hoogwaardige producten uit
zeewier, zoals alginaat, bestaat al. Zo haalt Cargill in Frankrijk uit zeewier ingrediënten voor de voedselindustrie. De eerste Nederlandse oogsten in 2015 leveren al een paar ton aan groene grondstoffen op. Er moet de komende jaren nog wel een aantal stappen worden gezet voor verder onderzoek naar ideale kweekomstandigheden bij de diverse typen zeewier, ontwikkeling van nieuwe toepassingen, opslagmogelijkheden en de vorming van consortia die nieuwe fabrieken voor productie op grote en efficiënte schaal bouwen. Vanaf 2018-2020 ligt de focus op productie van hoogwaardige biochemicaliën, rond 2025 op biodiesel en bio-energie.

Samenwerking in Europees verband moet de ontwikkeling van zeewierteelt en inzet voor energietoepassingen versnellen en ook wet- en regelgeving actualiseren. Zo is het nog verboden om bij het oogsten van zeewier het aanhangende water terug in zee te brengen, wat de transportkosten onnodig hoog maakt. Het gaat hier namelijk niet om afvalwater.

Hoe kijkt de maatschappij naar deze nieuwe mogelijkheden? Het project Mermaid onderzoekt of de combinatie van zeewierteelt met aquacultuur voor viskwekers interessant kan zijn. Zeewier neemt de afvalstoffen van vis of schaal- en schelpdieren op en vormt in deze combinatie een tweede inkomstenbron, bijvoorbeeld als eiwitrijk visvoer of als bio-energie.