Saken er produsert og finansiert av UiT Norges arktiske universitet - Les mer
I et prosjekt ved UiT har forskere fått alger til å rense fabrikkrøyken fra et smelteverk. Kanskje blir algene framtidens miljøhelter?

Disse algene renser fabrikkrøyk

Kan løsningen på klimaproblemet ligge i noen av våre minste skapninger?

21.6 2017 04:00

Brungrønt vann sirkulerer i en diger tank, og bobler kommer til syne i overflaten. En konstant during fyller lufta og gjør det vanskelig å snakke. Massive maskiner tårner over oss, maskiner som hvert år slippet ut 300 000 tonn CO2. Diverse ledninger er koblet til tanken, og én av dem sørger for et jevnt tilsig av vann. Ved første øyekast ser det ut som bare vann fyller tanken.

Det stemmer ikke.

Gunilla Eriksen er overingeniør ved Norges Fiskerihøgskole, UiT Norges arktiske universitet. (Foto: UiT)

– Dette er én av tre tanker vi dyrker kiselalger i. Oppi denne er det 14 000 liter sjøvann og 500–600 milliarder kiselalger. Stamalgene vi dyrker her har vi hentet fra Svalbard og fjordene i nærheten. Gjennom denne ledningen pumper vi forurensende fabrikkrøyk inn i tankene, forteller Gunilla Eriksen. Hun er overingeniør ved Norges Fiskerihøgskole ved UiT, og peker på en tynn ledning.

Røyken som går rett inn i tanken, inneholder mellom seks til syv prosent CO2 og andre NOx-gasser – som ikke er særlig velkomne i atmosfæren. Forskerne tilsetter også filtrert sjøvann i tankene.

Vi befinner oss på Finnfjord AS i Lenvik kommune, en av Europas største produsenter av ferrosilisium og silika.

Smelteverket produserer cirka 100 000 tonn ferrosilisium i året, et produkt som brukes som legering i stål og karbonstål. Bedriften benytter omtrent bare elektrisitet som energikilde – og bruker nesten like mye energi som Tromsø by til sammen.

Kanskje høres alger og forurenset røyk ut som en dårlig kombinasjon. Algene er imidlertid avhengig av CO2 for å leve og vokse, og det finnes det nok av i fabrikkrøyken.

Hans C. Eilertsen er professor ved Norges Fiskerihøgskole, UiT Norges arktiske universitet (Foto: UiT)

Denne kombinasjonen har vist seg å bli enda mer aktuell etter at president Donald Trump nylig meldte USA ut av Paris-avtalen, som har som mål å begrense klimagassutslippene til maks to grader i forhold til førindustriell tid.

Dermed er det uvisst hva som vil skje med den skjøre internasjonale samarbeidsavtalen, som har blitt kalt verdenssamfunnets største forsøk på å bekjempe klimaendringene.

Har levd i 150 millioner år

Gunilla Eriksen betrakter fornøyd innholdet som bobler i algetanken. Ved siden av henne står Nerea Aalto og Hans Christian Eilertsen, også biologer ved UiT. Alle er iført verneutstyr fra topp til tå.

Algene i tanken er resultatet av en idé som har vært i gjære siden 80-tallet, og som har preget Eilertsens forskerkarriere. I 42 år har han studert kiselalger, som er blant verdens minste organismer og umulig å se med det blotte øyet. De regnes som fossiler og har levd på jorda i over 150 millioner år.

– Disse mikroskopiske organismene danner grunnlaget for næringskjeden i havet, forteller Eilertsen.

Her viser de reaktorene hvor algene renser fabrikkrøyken:

Forskningslederen klatrer opp på platået ved tanken og kikker ned i vannet. Kiselalger tar naturlig opp CO2 i fotosyntesen, og algene i havet står for over halvparten av alt karbondioksid-opptak på jorda. Eilertsen har lenge ønsket å massedyrke alger for å utnytte deres mange egenskaper. Blant annet forskes det på om molekyler i kiselalger kan brukes til å skape nye medisiner, om algene kan brukes i fiskefôr, biomedisin og solceller. De er nemlig verdensmestere i å ta opp lys.

– Alt liv i sjøen er basert på mikroalgenes primærproduksjon. Å massedyrke kiselalger blir derfor nesten som å drive jordbruk i havet. Vi ville også prøve å få algene til å gjøre lufta renere ved at de tok opp uønskede klimagasser fra atmosfæren, sier Eilertsen.

På leting etter CO2

For å massedyrke mikroalger trenger man mye CO2. Dette er dyrt å kjøpe – opptil 12 000 kroner per tonn. Derfor begynte Eilertsen og ledelsen ved Fakultet for biovitenskap, fiskeri og økonomi (BFE-fakultetet) å tenke alternativt. Hvor kunne de ellers få tak i mye CO2? Svaret ble fabrikker med store røykutslipp.

– Det fantes nok av bedrifter som trengte å rense røyken de slapp ut, så vi begynte å se oss om etter en bedrift som produserte mye karbondioksid. Vi fikk tilbud om samarbeid med flere, men smelteverket på Finnsnes pekte seg raskt ut. De var en ganske stor forurenser i området, for å si det sånn, sier Eilertsen og smiler lurt.

– Dessuten lå bedriften i passe avstand fra universitetet. Det var et viktig moment, legger han til.

– En vill tanke

Eilertsen tok kontakt med Finnfjord AS i 2011, som først var noe skeptisk til et samarbeid, ettersom de nettopp hadde foretatt en stor investering i et energigjenvinningsanlegg.

Geir Henning Wintervoll er direktør i Finnfjord AS. (Foto: Tommy Hansen)

– At alger kunne brukes direkte i en industriell utslippskilde og rense denne, hørtes litt for godt ut til å være sant. På den tida var det en ganske vill tanke, sier Geir Henning Wintervoll, direktør ved Finnfjord AS.

– Så dere hadde ikke vært inne på tanken at mikroorganismer kunne rense røyken før UiT tok kontakt?

Wintervoll trekker på smilebåndet.

– Nei, vi er industrifolk som kan dette med metallurgiske og termiske prosesser. Vi så ikke at man kunne blande så vidt forskjellige fagfelt som marinbiologi og prosesskunnskap.

Det endte likevel med et samarbeid mellom den tradisjonsrike industribedriften og biologiforskerne.

Wintervoll legger ikke skjul på at fabrikken han leder, slipper ut mye karbondioksid.

– Utfordringa i dag er at verden er avhengig av produkter med et veldig høyt CO2-avtrykk. Jeg tror ikke folk er forberedt på å gi slipp på mange av godene de omgir seg med i dag. Derfor kan man ikke slutte å produsere disse tingene, man må heller finne nye, bedre produksjonsmetoder. Prosjektet vi samarbeider med UiT om er et stjerneeksempel på hva man kan få til hvis man bruker kreativitet og kunnskap for å komme seg videre, sier han.

Med UiT-forskerne inntok algene smelteverket.

Ny måte å dyrke på

Når kiselalger driver fotosyntese, omdanner de karbondioksid og vann til energirikt organisk materiale. For å få til dette trenger de energi i form av lys og mineraler. Til sammen blir dette til svært energirik algebiomasse.

Den vanlige måten å dyrke mikroalger på er i platereaktorer og i grunne dammer, men dette er svært plasskrevende. UiT-forskerne benytter dog en helt annen metode.

– Ingen har tidligere dyrket alger på denne måten, i slike store tankreaktorer. Systemet vi bruker for å tilsette gass i tankene er laget her på Finnfjord. Her er for eksempel felgen til en gammel campingvogn, sier Eilertsen, peker på en av tankene og ler.

I 2015 monterte han, resten av forskningsteamet og Finnfjord AS opp den første reaktoren på smelteverket. Da visste de ikke engang om algene ville tåle den forurensede røyken. 

Mindre tungmetaller

– Likevel har det vist seg at algebiomasse som har vært utsatt for røyk, faktisk inneholder mindre organisk forurensning og tungmetaller enn biomasse som er produsert bare ved å bli tilført luft. Dette funnet var viktig. Det har altså vist seg at algene tåler fabrikkrøyken og vel så det. Også andre bestanddeler kan potensielt forurense fabrikkrøyken, men dette forurenser ikke algebiomassen, fortsetter han.

Røykgassen forskerne tilfører algetankene har ifølge Eriksen nesten ingen partikler i seg.

– Vi kjører gassen ned i algekulturen, så fordeles den der. Gassen løser seg opp i sjøvannet, og algene tar den opp, sier hun.

Etter at Eilertsen og forskerteamet satte opp første algetank på Finnfjord i 2015, har de jevnlig tatt prøver av vannet i fjorden.

– Vi undersøker blant annet CO2-innholdet og nivået av tungmetaller i sjøen, samt sedimenter fra havbunnen, forteller Eilertsen:

Her tar Eilertsen prøver av sjøvannet:

– Det som er giftig for noen, er mat for andre

Noen hovedfunn:

* Algene er robuste og tåler et industrielt miljø.
* De tåler fabrikkrøyken svært godt. Når tettheten av alger er stor behøver de mer næring enn det som er naturlig tilgjengelig i sjøen.
* Lipidinnholdet (fettet) i algene har økt når de har blitt foret på fabrikkrøyk.
* Jo større tanker/reaktorer forskerne bruker, jo mer likt blir det miljøet i havet. Derfor trives algene i store tanker.
* At algene fôres på røyk fører til at innholdet deres av tungmetaller reduseres.

Etter hvert har det gått mer og mer opp for Finnfjord-direktør Geir Henning Wintervoll at alger og forurenset fabrikkrøyk er en svært god kombinasjon.

– Mye av det algene trenger for å leve finnes jo i prosessrøyken. Det som er giftig for noen, er mat for andre. Prosjektet har gått vanvittig bra, vanvittig fort. Algene trives kjempegodt i tankene og vokser enormt, sier Wintervoll.

Han mener samarbeidsprosjektet er fantastisk.

–  Det har mange gode synergier. Dette er et strålende eksempel på praktisk utnyttelse av akademisk forskning, sier Wintervoll.

Gjennom hele prosjektet har det vært viktig å skaffe til veie penger for å forske videre. Ingenting har kommet gratis.

– Jeg vil ikke engang prøve å beregne hvor mange timer vi har brukt på å skrive søknader for å få tilskudd – og hvor mange søknader som har blitt avslått. Det har blitt veldig mange sene kvelder med dette, sier Eilertsen.

Prosjektet har imidlertid bydd på flere positive overraskelser.

Mer omega-3

– For eksempel har lipidinnholdet, spesielt omega-3-fettsyrene i algene, økt når vi har tilsatt røyk. Dette så vi ganske raskt, derfor har vi lenge vært opptatt av å utnytte omega-3-innholdet i algene, sier Eilertsen.

En annen positiv overraskelse har vært at algene har «likt seg» bedre jo større tanker forskerne har brukt.

– Det skyldes trolig at vannet i tankene har blitt mer likt miljøet i havet. Antakelig blir miljøet mer homogent og stabilt jo større tanken er, sier Eilertsen.

Det er grunnen til at forskerne nå våger å gå i gang med neste fase av prosjektet. Det innebærer en oppskalering så stor at forskerne ikke trodde det var realistisk så raskt etter at de monterte første tank på Finnfjord i 2015.

Dette er et sammendrag av første og fjerde kapittel fra UiTs artikkelserie Mot stupet? Du kan lese hele serien her

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

Mot stupet?

Kloden blir varmere. Donald Trump melder USA ut av Paris-avtalen. Menneskets kamp mot klimaendringer kan virke forgjeves. Men kanskje finnes redningen der man minst skulle tro.

I denne artikkelserien fra UiT får du innblikk i hvordan forskere jobber på spreng for å finne nye løsninger på jordas klima- og miljøproblemer.

Du kan lese artiklene fra serien her:

Disse algene sluker fabrikkrøyk

Leter etter smarte løsninger for fornybar energi

Alger og kiselalger

* Alger er en fellesbetegnelse på en mengde vannplanter, fra encellede arter til tang på mange meter.
* Alger utgjør det meste av jordas biomasse.
* Kiselalger, eller diatomeer, er en klasse av mikroskopiske, encellete alger og blant verdens minste organismer. De omfatter rundt 200 000 arter.
* Kiselalger er en klasse alger som finnes i innsjøer, fersk- og saltvann, i fuktige miljøer på land og i polare strøk.
* Kiselalger er en av hovedkomponentene i planteplanktonet i norske havområder og i andre hav.
* Det er kiselalgene som hver vår danner algeoppblomstringen i norske kystfarvann.

De ulike fasene i algeprosjektet på Finnfjord:

Fase 1: Labskala: 600 tanker på universitetet. Generisk algekunnskap. 
Fase 2: Utprøving på Finnfjord: 6 000 liter i tank. Konseptutprøving. 
Fase 3: Utprøving på Finnfjord: 26 000 liter i tank (totalt). Konseptutprøving.  
Fase 4: Preindustriell skala på Finnfjord: 300 000 liter i tank. Konseptutprøving, industriskala, marked. Start vår 2017.