Evaluating Swedish seaweeds for biorefinery

Doctoral thesis, 2020

Runt om i världen ser vi effekter av människans klimatpåverkan i form av stigande temperaturer, havsnivåer och ökande frekvens av extremt väder. För att stoppa eskaleringen av dessa effekter och nå FN:s hållbarhetsmål bör vi så snart som möjligt komma in i ett cirkulärt system där vi inte är beroende av fossila råmaterial. Detta betyder att sättet vi producerar mycket av det vi dagligen använder i form av material, mediciner och bränslen måste förändras. Genom att byta från ett system beroende av raffinering av olja till ett där istället biomassa används, i ett så kallat bioraffinaderi, kan detta uppnås. För att ett sådant byte skall vara hållbart kan inte sådana system i längden inkräkta på oumbärliga funktioner såsom tillgång på mat eller bevarande av naturvärden. Det är därför viktigt att nyttja flera typer av råvaror som rester från jordbruk och skogsbruk samt alger. Makroalger är flercelliga alger, där många vardagligt kallas tång, som kan odlas både i havet och i tankar på land. Detta kan göras utan att konkurrera med andra användningsområden för land och det behövs varken gödsel eller färskvatten för produktionen. Tvärtom, makroalger kan ta upp näringsämnen som bidrar till övergödningen av våra hav. Detta har potential att förbättra miljön samtidigt som en potentiellt värdefull råvara produceras. Det är dock mycket vi inte vet om makroalger. Det finns ca 10 000 arter och vi är fortfarande osäkra på vad merparten innehåller för ämnen som vi skulle kunna utvinna. Dessutom varierar kompositionen kraftigt beroende på var och under vilka förhållanden algerna växt. Därför behöver vi studera vad de innehåller samt vilka faktorer som påverkar innehållet så att en potentiell industri kan få en biomassa med så högt värde som möjligt. Detta skulle maximera chansen för en sådan industri att slå igenom.

I denna avhandling har jag analyserat vad ett flertal svenska makroalger har för övergripande komposition för att utvärdera deras potential som råvara för bioraffinering. Dessutom har jag funnit att genom förändring av tillväxtförhållanden så som temperatur, ljusstyrka och näringstillgång kan kompositionen av makroalger tillhörande släktet Ulva manipuleras. Jag har sett tecken på strukturförändringar hos vissa sockerarter i dessa alger som skulle kunna öka deras potential för tillverkning av mediciner med antikoagulativ effekt. Dessa algers komposition utvärderades också runtom södra Sveriges kust och effekter av de varierande förhållandena vad gäller främst salthalt och näringstillgång sågs på bland annat fettsyror och sockerarter. I en process för tillverkning av bio-olja, på engelska kallad hyrdrothermal liquefaction, testades hur dessa biomassors varierande komposition påverkade de bildade produkterna. Stora negativa effekter sågs på kvalitén av produkterna orsakade av förhöjt innehåll av kväve, svavel och metaller i Ulva.