Topsector Biobased Subthema Teeltoptimalisatie - Biomassaproductie 18 november 2011, Andries Koops
Waarom Biobased, waarom dit subthema? Klimaatverandering & CO 2 Bevolkingstoename 7 9 miljard Sterke toename consumptie & grondstoffen behoefte Fossiel en Biobased Druk op hulpbronnen (water, land, P) Kansen voor nieuwe bedrijvigheid
Wat zijn de kansen? Nog veel land onvoldoende benut Productie/ha in NL 5x in EU (yield gap) 65-300 miljoen ha (LA, C/O-EU, Afrika) Voorbij het land Nog veel biomassa onbenut Nieuwe afzetmarkten Chemie (250 Mt), Energie ( ), Bouw, Papier, Textielen Nieuwe consumenten ethiek Nieuwe kansen voor IP
Doel van vanmiddag Concepten aan het begin van de productieketen Veredeling? Algen en Wieren? Hoe krijg ik verbinding met nieuwe markten
Programma van vanmiddag Inspireren Biosolar (Rene Klein Lankhorst) Algen (Rene Wijfels) Wieren (Willem Brandenburg) Fotosynthese (Jeremy Harbinson) Internationaal (Luisa Trindade) Bestaande project ideeën (Andries Koops) Ideeën delen Ideeën verzilveren
Een introductie van het BioSolar Cells Project, Alles draait om fotosynthese! René Klein Lankhorst Director Operations
PPS-en in de Bio-Based Economy
De BioSolar Cells Publiek Private Samenwerking WAGENINGEN UNIVERSITY AND RESEARCH CENTRE RIJKSUNIVERSITEIT GRONINGEN TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT UNIVERSITEIT VAN AMSTERDAM UNIVERSITEIT LEIDEN UNIVERSITY OF TWENTE VRIJE UNIVERSITEIT AMSTERDAM TECHNISCHE UNIVESITEIT EINDHOVEN HAS DEN BOSCH BioSolar Cells: Total budget 43 M / 5 years - Ministry of Economic Affairs, Agriculture and Innovation: 25 M - The Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO): 3.5 M - Dutch Universities and Research Institutes: 7 M - Industry: 7.5 M BASF ANTWERPEN N.V BIOCLEAR B.V BIOMETHANOL CHEMIE NEDERLAND B.V. BRUKER NEDERLAND B.V. Culgi DeSaH Drie Wilgen Development DSM EXXONMOBIL RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY GEA WESTFALIA SEPARATOR NEDERLAND B.V. PROVIRON HOLDING NV ROQUETTE FRERES S.A. SAUDI BASIC INDUSTRIES CORPORATION SIMRIS ALG AB STICHTING WAAG SOCIETY STAATSOLIE MAATSCHAPPIJ SURINAME NV SYNTHETIC GENOMICS INCORPORATED UNILEVER RESEARCH AND DEVELOPMENT VLAARDINGEN B.V. HELIAE DEVELOPMENT LIONIX B.V NESTE OIL OYJ NIJHUIS WATER TECHNOLOGY B.V. PAQUES B.V. PDX PHILIPS ELECTRONICS NEDERLAND B.V. PLANT DYNAMICS B.V. POWERHOUSE PROCESS-GRONINGEN B.V. TOTAL (MORE TO FOLLOW)
Onderzoek naar BioSolar Cells, optimaliseren van fotosynthese-efficiëntie Type: Bio-solar cell Mechanisme: fotosynthese Output: chemische energie Toepassingen: energie, voedsel, chemicaliën
BioSolar Cells in het Businessplan BioBased Economy Nieuw onderzoeksprogramma met raakvlakken aan de Topsectoren: Tuinbouw & Uitgangsmaterialen, Hightech Systems & Materialen, Chemie, AgroFood, Project Energie Project Project Nieuwe PPS BioSolar Cells Project BioSolar Cells-2
Presentaties van de onderzoeksplannen: Thema Algen: René Wijffels Thema Wieren: Willem Brandenburg Thema Planten: Jeremy Harbinson
The End
Algen: food or fuel? Hoge productiviteit Oliegehalte: 20-60% 20,000-80,000 liter/ha/jaar olie Palm olie: 6,000 liter/ha/jaar Geen competing claims Groei op zeewater Gebruik van restnutrienten (CO 2, N, P) Co-producten hebben waarde (e.g. olie, eiwit)
Is bioraffinage noodzakelijk? Afhankelijk van gewenst marktvolume Productiekosten: 0.40 /kg Waarde algenbiomassa: 1.65 /kg Applications Value/K Market g volume Biomas s Nutraceuticals (human 100 60 million consumption) Nutraceuticals (animal- and fish 5-20 3-4 billion feed) Bulk chemicals 1-5 > 50 billion Biofuels Food proteins 500 Biofuels 150 Chemicals 200 Feed proteins 300 Oxygen 256 N removal 140 Sugars 100 < 0.40 > 1 trillion Wijffels et al. (2010). Microalgae for the production of bulk chemicals and biofuels. Biofuels, Bioproducts, & Biorefining, 4: 287-295.
Huidig onderzoek Verhoging van de productiviteit van biomassaproductie Reductie van energie-input in productiesystemen Ontwerp van efficiente productiesystemen Opschalen van productie naar pilotschaal (AlgaePARC) Bioraffinage van microalgen
Toekomstplannen Systeem- en synthetische biologie van microalgen (met als doel de microalgen te veredelen) Bioraffinage van microalgen Ontwikkeling van business cases middels demonstratieprojecten
Partners AlgaePARC En anderen ISPT Climate KIC
Zeewier de duurzame eiwitbron voor de toekomst Groenekan, 18 november 2011 Willem A. Brandenburg
Zeewier in de Noordzee Suikerwier Saccharina latissima (brown seaweed) Dulse Palmaria palmata (red seaweed) Zeesla Ulva lactuca (green seaweed) Wakame Undaria pinnatifida (brown seaweed)
% Eiwitgehaltes in Ulva lactuca en andere zeewieren 36 31 26 21 16 11 6 1-4 Protein values of different seaweed species Ulva lactuca Ulva pertusa Ulva armoricana Ulva clathrata Enteromoorpha Monostroma Fucus Laminaria Alaria Padina Sargassum Palmaria Porphyra Rhodymenia Gracilaria Palmaria (35%) Porphyra (28%) Ulva pertusa (26%) Ulva lactuca (25%)
g/kg protein Amino acid composition Ulva lactuca 6 5 4 3 2 1 0 Aspargine acid Threonine Free amino acid composition of different Ulva spp. and soybean Serine Aspargine Glutamine Glutamine acid Proline Glycine Alanine Valine Cysteine Methionine Isoleucine Leucine Tyrosine Phenylalanine Lysine Histidine Arginine Tryptophan Ulva lactuca Ulva armoricana Ulva pertusa Ulva clathrata Soybean In Ulva spp. is cysteine niet gemeten en aspargine glutamine niet gedetecteerd. Tryptophan werd tot nu toe slechts gevonden in Ulva amoricana en Ulva lactuca, in gehaltes lager dan die van soya (0,19g/kg).
Eiwitproductie met zeewier? Op zee is ruimte Als we de teelt onder de knie hebben dan ook zeer opschaalbaar; testlocatie op de Oosterschelde Als we de nutriënten kunnen benutten die door toedoen van menselijke activiteiten in de zee terechtkomen dan is het duurzaam Eiwitproductie mbv zeewier verlaagt dan enorm de ecologische voetafdruk van de humane voedselvoorziening Produceren van een duurzaan (aqua)feed eerste prioriteit
Opportunities for NL in International Biobased chains Luisa Trindade Group Leader Biobased Economy Wageningen UR Plant Breeding luisa.trindade@wur.nl
Where are the big opportunities for NL in the biobased production chain? NL Breeders NL Chemistry Products Products IP on Plant improved Breeding varieties Plant production IP on conversion steps Primary processing Secondary processing Products The efficiency of each of the steps of bio-refinery chains can be improved by plant breeding IP Breeding < > IP processing NL is the larger exporters of reproduction material (2,5 billion euro/year)
NL facilities for biobased production chains Port Rotterdam - largest biobased industry cluster in Europe Capacity 200 million ton fossil oil/year Strong petrochemical industry Excellent road network Land to grow Biomass International Chains
Miscanthus for energy, chemicals and materials NL has a leading position in breeding Miscanthus sinensis Area of Miscanthus cultivation is increasing rapidly (UK>15,000ha) Production chain being set up in NL: Breeding => Products R&D cooperation in EU-projects: participation NL companies Opportunities with IP * varieties * biorefinery/processing * products Miscanthus Sugarcane European sugarcane OPTIMISC
Plant oils for energy and chemistry Crambe, Calendula and Jatropha breeding & genetics ==> varieties and knowledge from NL: world wide cultivation International production chains with start and end in NL R&D cooperation in EU-projects: opportunities for NL companies Opportunities with IP * varieties * biorefinery/processing * products Specialty oils: * wax esters * erucic acid Production chain management * added value in NL
Biobased Production Chains with Potential Potato bio-refinery Sugar beet for the production of bio-chemicals Miscanthus bio-refinery Oil crops for biobased chemicals New grasses for bio-refinery New crops for natural rubber (guayule and dandelion) Maize bio-refinery: for feed and energy Microalgae Koops and Trindade. Nov 2010. Onderzoeksvisie Plantenveredeling voor Biobased Productieketens. Report 352. PRI - WUR
Voorbeelden van mogelijke projecten Andries Koops
Business cases (1) Biosolar Cells: Algen, Seaweeds, Dedicated Plants Veredeling: Miscanthus voor eiwit en energie Suikerbiet voor groene chemicaliën Crambe voor productie van speciale oliën en wassen Europese rubber gewassen Pyrethrum (mengteelten en natuurlijke insecticiden) Biomassateelt: Rietteelt & biobased producten Algen in de tuinbouw Nieuwe boomkwekerij gewassen (Taxus voor taxol) Azolla (aquatische soorten) in industrieel proceswater
Business cases (2) Reststromen (Geintegreerde Bioraffinage) Nieuwe grondstoffen uit landbouw voor papier Bloembollen (..) voor fijnchemicalien en energie Energierijk Accress (reststromen voor E en C) (Berm)gras voor vezels en energie Andere initiatieven De energieboerderij/biotransitiehuis Greenport Venlo Tools for (CO 2 ) foot printing
Wat moet er nog gebeuren? Commitment van Industrie, provinces, kennisinstellingen Presentatie van Biobased plannen aan andere topsectoren (6 december) Innovatiecontract eind december
Contactpersonen Pyrethrum & biopesticides: maarten.jongsma@wur.nl, 0317 480932 Bloembollen & biobased producten: henk.gude@wur.nl, 0252 462101 (Arend Krikke) Energieboerderij 2.0: chris.devisser@wur.nl, 0320 291692 Verwerkingsketen natuur- en bermgras: gerard.smakman@wur.nl, 0320 291210 Crambe & industriele olie: robert.vanloo@wur.nl, 0317 480879 Nieuwe biobased rubberbronnen: ingrid.vandermeer@wur.nl, 0317 481363 robert.vanloo@wur.nl, 0317 480879 Azolla & industriele reststromen: adrie.vanderwerf@wur.nl, 0317 480518 Energierijk ACCRES: rommie.vanderweide@wur.nl; 0320 291631 CO 2 foot printing tools: sjaak.conijn@wur.nl, 0317 480544 Rieteconomie & biobased products: hein.korevaar@wur.nl, 0317 480863 Nieuwe grondstoffen voor papier: bert.lotz@wur.nl, 0317 480556 Algenteelt combineren met tuinbouw: silke.hemming@wur.nl, 0317 486921 Nieuwe gewassen boomteelt & inhoudsstoffen: ria.derkx@wur.nl, 0252 462188 Taxus & taxol: ria.derkx@wur.nl, 0252 462188 Agrarische residuen & biobased producten: gerard.smakman@wur.nl, 0320 291210 Suikerbiet voor groene chemicaliën ingrid.vandermeer@wur.nl, 0317 481363
Vragen Wilt u nog meer over weten over topsectoren proces Welke gepresenteerde bu cases spreken u aan Zijn er andere business cases die u wilt toevoegen of iets over wilt zeggen Met wie wilt u praten..
Topsector Biobased Subthema Teeltoptimalisatie - Biomassaproductie 18 november 2011, Andries Koops
Highlights van de eerste sessie Biosolar (Rene Klein Lankhorst) Algen (Rene Wijfels) Wieren (Willem Brandenburg) Fotosynthese (Jeremy Harbinson) Veredeling in internationaal perspectief (Luisa Trindade) Bestaande project ideeën (Andries Koops)
Business cases (1) Biosolar Cells: Algen, Seaweeds, Dedicated Plants Veredeling: Miscanthus voor eiwit en energie Suikerbiet voor groene chemicaliën Crambe voor productie van speciale oliën en wassen Europese rubber gewassen Pyrethrum (mengteelten en natuurlijke insecticiden) Biomassateelt: Rietteelt & biobased producten Algen in de tuinbouw Nieuwe boomkwekerij gewassen (Taxus voor taxol) Azolla (aquatische soorten) in industrieel proceswater
Business cases (2) Reststromen (Geintegreerde Bioraffinage) Nieuwe grondstoffen uit landbouw voor papier Bloembollen (..) voor fijnchemicalien en energie Energierijk Accress (reststromen voor E en C) (Berm)gras voor vezels en energie Narcis voor anti-alzheimer Andere initiatieven De energieboerderij/biotransitiehuis Greenport Venlo Tools for (CO 2 ) foot printing
Conclusies Sterke verbinding met Geintegreerde Bioraffinage Let op duurzaamheid Bbe niet ~ met duurzaamheid, kunstmest Zeewier op zee bemesten Relatief veel aandacht voor Energie (ook HW chemie) Investeren in maatschappelijke acceptatie GMO N-use efficiency Stress/Zouttolerante planten/p onder stress (spring stress) Kansen nieuwe veredelingsbedrijven (groente vs agro) Veredeling zeewier nog geen bestaande expertise Wat meerwaarde voor ind. telers (cooperaties, LTO, PT)