Lina Mattsson, forskare i ekologi, håller en behållare med mikroalger.

Storskalig odling av mikroalger kan rena utsläpp från industri, även i nordiskt klimat

Mikroalger kan återvinna växthusgas och näringsämnen från industriellt avfall och på så vis minska klimatavtryck och övergödning. Lina Mattssons avhandling i ekologi visar hur metoden kan användas även i ett nordiskt klimat, vilket tidigare har setts som en utmaning eftersom algerna är beroende av värme och solljus.

Tekniken, som länge har utforskats av Linnéuniversitetets forskargrupp Algoland, går ut på att leda in utsläpp i odlingsbehållare, så kallade fotobioreaktorer, med mikroalger i. Genom fotosyntes fångar algerna upp ämnen som koldioxid, kväve och fosfor, som omvandlas till värdefull biomassa i stället för att spridas i naturen. Den gröna algmassan är värdefull eftersom den innehåller stora mängder protein, kolhydrater och fetter.

– Algmassan kan användas till samhällsnyttiga produkter så som biobränsle, djurfoder, kosmetika och kosttillskott. På det viset kan mikroalger bidra med lösningar för ett mer cirkulärt samhälle, säger Lina Mattsson, forskare i ekologi.

Algoland
Så här kan det se ut. Genom fotosyntes fångar mikroalgerna upp näringsämnen i vattnet och omvandlar dem till en grön och grumlig algmassa. När algerna tas upp ur behållaren följer näringsämnena med och vattnet som blir kvar är renare.

Visar goda resultat

Lina Mattssons avhandling ger flera positiva svar på de utmaningar som uppkommer när algodlingar ska tas från laboratoriet till storskaliga utomhusodlingar i ett nordiskt klimat. Den visar att kyla och brist på solljus inte är ett så stort hinder som befarat.

Det nordiska klimatet anses utmanande eftersom de flesta mikroalger frodas i varma miljöer med mycket solljus. När förutsättningarna är goda växer algerna mer, vilket innebär att mer utsläpp fångas in och omvandlas till värdefull biomassa.

– Det nordiska klimatet innebär en utmaning för att odla mikroalger. Men resultaten från min avhandling visar att det finns goda möjligheter att odla mikroalger i ett nordiskt klimat för att återvinna industriella utsläpp, säger Lina Mattsson.

Hon har undersökt hur storskaliga utomhusodlingar med industriavfall som näringsresurs fungerar i ett årligt, säsongsmässigt och dagligt perspektiv. Fokus har varit på algernas potential att återvinna utsläpp, samt hur kvaliteten på biomassan förändras över året. Efter fem års odlingar är resultaten positiva.

Mikroalger genom mikroskop
Mikroalger sett genom mikroskop
”Alger är otroligt vackra att titta på under mikroskop. Det finns en enorm mångfald av alger och det är lite som att kliva in i en levande konstutställning när man kikar på dem i mikroskopet,” säger Lina Mattsson, forskare i ekologi vid Linnéuniversitetet.

Kan anpassa algerna till ett nordiskt klimat

Ett sätt att möta variationerna i ljus, temperatur och näring som sker över året är att blanda flera sorters alger, som trivs under olika förutsättningar.

– Det visade sig vara fördelaktigt eftersom det skedde skiften i vilka arter som dominerade beroende på årstid och omvärldsfaktorer. Det blandade algsamhället var bättre rustat för förändringar eftersom de olika arterna har olika behov för ljus och kväve, säger Lina Mattsson.

Vinterhalvårets kalla temperaturer utgör ett särskilt hinder. Men även här finns det goda chanser att lyckas genom samarbete mellan forskning och industrier. Ett sådant exempel är vid testanläggningen som använder utsläpp från en av KalmarEnergis anläggningar.

– Under den kallaste perioden i en av mina studier kunde spillvärme från KalmarEnergi komma till nytta för algerna genom att hålla temperaturen i dammarna på en bra nivå. Detta är ett av flera exempel på nytta som finns i den typen av samarbeten, säger Lina Mattsson.

Anläggningen för att rena utsläpp med hjälp av mikroalger vintertid
Lina Mattssons avhandling visar att mikroalger kan användas året om för att rena utsläpp från industrin. Här är en av testanläggningarna vintertid.

Värdefull biomassa

Det nordiska klimatet innebär också fördelar. En delstudie visar att skiften i temperatur mellan dag och natt ökade produktionen av värdefulla fetter och proteiner i algerna. När produktionen av biomassa minskade på hösten till följd av låg temperatur och dåliga ljusförhållanden, kompenserades detta med högre kvalitet på biomassan.

– Dessa skiften i temperatur mellan dag och natt är som störst under höst och vår i vårt klimat. Hösten är en period som kan vara utmanande i sig på grund av låga ljusförhållanden. Därmed skulle produktionen av dessa fetter kunna vara gynnsamt ekonomiskt under hösten, eftersom de har potential att användas till biodiesel, kosttillskott, rengöringsmedel, kosmetika med mera.

Behöver bli mer effektivt

Det finns fortfarande utmaningar för att göra mikroalger till en ekonomiskt konkurrenskraftig källa till biomassa. Algmassan behöver bearbetas innan den kan användas och det är en resurskrävande process. Men Lina Mattsson ser potential i mikroalger.

– Genom att kombinera flertalet industriella utsläpp i form av rökgas och olika avfallsvatten går det att nå maximal miljönytta och samtidigt minska kostnaderna som hindrar kommersialisering, säger Lina Mattsson.

Fakta: mikroalger

Mikroalger är små organismer med stort värde för oss människor. De producerar hälften eller mer av jordens syre och utan dem hade världen sett helt annorlunda ut. Mikroalger ska inte förväxlas med de cyanobakterier som gör badvatten otjänligt i Östersjön på sommaren, berättar Lina Mattsson:

– Det är cyanobakterier, även kallade blågröna alger, som förstör badvattnet på sommaren. Med ökade näringsämnen från land som når haven och ökade temperaturer till följd av klimatförändringar så ökar dessa säsongsbetonade blomningar. Mikroalger skulle rentav kunna hjälpa till att fånga upp de här näringsämnena som orsakar övergödningen och algblomningarna innan de når havet. För att vi ska kunna införa dessa lösningar med hjälp av mikroalger så bör beslutsfattare och allmänheten se möjligheten i alger som en lokal lösning på ett globalt problem.

Mer information: