De jacht op het groene goud

Net even buiten Lelystad grazen koeien in de wei. Ze herkauwen hun eten loom in de herfstzon. Even verderop speelt de wind met het lange mais op het boerenland. Het is een omgeving waarbij je niet direct denkt aan het testen van innovatieve technologie. Maar tussen de gewassen en boerderijdieren door staat een proefopstelling en mobiel laboratorium vol technologie om algen te kweken, te oogsten en te onderzoeken.

Boerderij

“Het is geen toeval dat we juist hier algen kweken”, zegt senior onderzoeker Rommie van der Weide van Wageningen Universiteit. Ze wijst op de boerderij met koeien en het maisveld. “Bij een boerderij kan heel goed een biovergister staan om brandstof te maken. Dat doen we hier ook in twee grote torens midden op het terrein. Bij het vergisten van bijvoorbeeld mais komt restwarmte, CO2 en vergiste mest (digestaat) vrij. Daar maken we slim gebruik van door er algen mee te kweken, want die zijn daar gek op en ze groeien er sneller door. We laten hier zien hoe een boer(in) zelf zowel biobrandstof als algen kan maken. Daardoor raakt de boer(in) afvalstoffen kwijt en krijgt hij of zij er een nieuwe inkomstenbron voor terug.”

Maar zover is het nog niet. Eerst moet onderzocht worden wat de testfaciliteit precies oplevert. Dat doet Wageningen Universiteit niet alleen, maar samen met kennisinstelling TNO en het bedrijf Algae Food & Fuel. De komende zes maanden gaan ze in de mobiele algenraffinagepilot VALORIE na hoe je het beste in de praktijk algen kweekt en oogst. “We willen zoveel mogelijk gegevens verzamelen. Hoeveel algen maken we aan? Neemt het aantal toe als we de CO2 toevoer veranderen? Wat voor soort soorten algen werken het beste of juist een mix?”, zegt onderzoeker Arthur Kroon van Algae Food & Fuel.

De afgelopen jaren zijn al veel onderzoeken naar algen gedaan met veelbelovende resultaten. “Maar heel veel van die onderzoeken vonden plaats in laboratoria op kleine schaal. Bovendien zijn ze over een korte periode gedaan”, zegt Kroon. Daardoor zijn hoge verwachtingen geschapen. “Algen worden niet voor niets groen goud genoemd. Dat is een mooie belofte, maar die moet nog wel worden waargemaakt. Wij willen door over een langere periode in het veld te meten laten zien wat de meerwaarde is van algen.” De algen zijn het lab dus ontgroeid, maar het onderzoek is nog niet ver genoeg om ze overal op zeer grote schaal te kweken. Daarom is deze pilot gestart.

Energiebesparing

Kroon en Van der Weide lopen een kas in. Achterin staat een grote vijver waar allerlei slangen en buizen in hangen. Naast de vijver staan tanks van verschillende grootte. “Hier kweken we de algen”, legt Van der Weide uit. Ze tilt de deksel van een van de tanks op. “Hierin zit water onder ledlicht. We stoppen er CO2 bij van de vergister en een nutriëntenmix. Daardoor vermenigvuldigen de algen zich. In deze tanks creëren we een goede startcultuur voor de vijver. Het is net als met het zaaien van koolzaad op het land. Dan moet je een goede zaaddichtheid hebben anders komt er onkruid tussen. Wanneer we in de vijver algen kweken is het belangrijk dat ze daar al in zitten, zodat er steeds meer bij komen.”

Via een dikke slang belanden de algen in de vijver om dikker te worden en in aantal toe te nemen. Daarna vindt een cruciale stap plaats: het oogsten. “Dat is nog een van de knelpunten”, zegt Van der Weide. “Het is nog niet duidelijk wat nu de beste manier is om het goedkoop te doen.”

In deze testfaciliteit pompen onderzoekers het water met algen richting een zogeheten coalescer. Die dikt de algen in dankzij een gepatenteerd stromingspatroon. Kroon loopt een trap op en gaat op een verhoging tussen twee grote metalen bakken staan. Dat zijn de coalescers. “De hele dag door pompen we er algen doorheen”, aldus Kroon. Hij wijst in de bak naar op elkaar gestapelde platen waar een klein beetje ruimte tussen zit.

“Daar gaan de algen op zitten. We denken dat dit energie bespaart.” De onderzoekers gaan na wat het beste doorstroomvolume is. Buiten de kas is ook nog een vijver om te vergelijken wat het beste is voor de algen en het goedkoopste is. “In de kas groeien de algen beter, omdat het warmer is. Maar de vijver buiten is veel goedkoper”, zegt Van der Weide.

Liksteen

Even verderop staan cilindervormige metalen tanks: de centrifuges. Die maken van de algen een pasta. Het resultaat is vergelijkbaar met pindakaas. Wat kan je van die algenpasta maken? Vrij veel zo blijkt. “Je kan het met zout drogen om er een liksteen voor dieren mee te maken”, zegt Kroon. Hij pakt een grote pot met algenkorrels vast. “Of er dit soort veevoer van maken. In algen zitten veel eiwitten en dat is goed voor de koeien.” Van der Weide vult aan: “het gewas mais maakt een a twee ton eiwit per hectare, bij algen halen we vijftien ton waar vijftig procent eiwit in zit”.

Met de groene pasta worden de laatste, belangrijke stappen gezet. Buiten de kas staat een grote container vol met apparatuur. Dat is VALORIE, de mobiele algenraffinagepilot waar Kroon en Van der Weide in samenwerking met TNO en bedrijven aan werken. Overal lopen slangetjes en buizen van cilindervormige apparaten naar tanks en weer terug. Knoppen lichten op en van meters leest Kroon de temperatuur af. Hij opent een grote tank waar de pasta inzit. Via een slang gaat het spul naar een kogelmolen. “Daarin schuiven kleine kogeltjes langs elkaar. Ze breken de cellen van de algen open. Daarna gaan de gebroken cellen in de centrifuge.

Dit levert twee producten op: celwanden en een eiwitoplossing.” Hij laat twee kleine buisjes zien. In de ene zitten korreltjes en in een ander zit olie. “De korrels zitten vol met eiwit. We onderzoeken of je van de olie verf kan maken. In deze container is het mogelijk vrij grote hoeveelheden te produceren voor verfproducten.

De container kan vrijwel overal worden geplaatst. “Dit zet je zo bij een boer neer, die al algen in de vijver heeft”, zegt Kroon. “We moeten het zo maken dat de boer er bijna geen omkijken naar heeft. Het is belangrijk om de algen direct na het oogsten te verwerken. Het is een versproduct net als melk.”

Kroon loopt tijdens het interview een paar keer weg omdat een apparaat afslaat of omdat hij een metertje moet uitlezen. “Dit is een pilot, dus dat hoort erbij. We zijn niet voor niets aan het pionieren. Maar een boer moet straks natuurlijk niet tijdens het oogsten stoppen om metertjes uit te lezen.”

Bierbrouwers

Als de onderzoekers laten zien dat hun aanpak werkt, willen ze opschalen. “We staan nu qua ervaring ongeveer op hetzelfde niveau als de landbouw in 1900. Vrij kleine bedrijven maken producten of zijn goed in het drogen van algen. Teelttechniek en de verwerking van algen zijn nog jong en hebben veel potentie om zich te verbeteren”, aldus Kroon.

De verwerking in VALORIE is een belangrijke stap vooruit. “Maar we moeten het eerst nog bewijzen. We willen mooie resultaten graag van een goede onderbouwing voorzien”, benadrukt Van der Weide. Ze somt op wat meerdere, vooral buitenlandse onderzoeken met verschillende algensoorten claimen: ‘vermeerdering van de weerstand, minder sterfte van jongvee, effect op kleur eieren, betere vacht van huisdieren, meer melk bij koeien en ga zo maar door. We willen in een vervolgproject de meerwaarde aantonen onder Nederlandse praktijkcondities met degelijk onderzoek, waar we hier ook aan werken’, zegt ze.

Als de pilot succesvol is, dan zijn er heel veel mogelijkheden, benadrukken Van der Weide en Kroon. “Zet algen kweken en de container bijvoorbeeld neer bij bierbrouwers. De algen eten een deel van het fosfaat op, dat zij anders af moeten voeren. Het zou toch mooi zijn als bedrijven straks hun afval op laten eten door algen en daar nog geld aan verdienen ook?”