Van aardolie naar algen

VAN

AARDOLIE

NAAR ALGEN

Dr. Monique A. Schoondorp

03-03-11 2

Doel van dit uur

Een voorbeeld van new business development

Een voorbeeld van een nieuwe industrietak

Algenindustrie !

Informatie – “state of the art” – kansen HH

03-03-11 3

03-03-11 4

INHOUD

u Wat hebben aardolie en algen gemeen u De droom

u Achtergrond algenonderzoek u State of the art wereldwijd

u Businessmodellen / relatie met de technologie u Activiteiten in Noord Nederland

03-03-11 5

AARDOLIE VERSUS ALGEN

Aardolie, gas en steenkool zijn 100 tot 300 miljoen jaar geleden ontstaan uit plantenresten en met name uit algen

Complexe vloeistof met meer dan 10.000 verbindingen Hoofdbestanddelen

Alkanen C_x H _y Cycloalkanen Aromaten

03-03-11 6

OLIE VERBRUIK

Wereldwijd olieverbruik per dag 85 miljoen vaten .

1 vat = 159 liter = ‘barrel’

85.000.000 x 159 liter = ± 13 miljard liter 1000 vaten per seconde (159.000 liter)

Zekere voorraad 120 miljard vaten Onzekere voorraad 25 miljard vaten Speculatieve voorraad 40 miljard vaten Aardolie en algen Energy outlook 2010 (vrije vertaling)

Olie reserve voor 50 jaar

Gasreserve voor 80 jaar

Prijs zal stijgen, winning wordt moeilijker

03-03-11 7

Het raffineren van OLIE

aardolie 70% diesel &

stookolie 20% benzine _{& nafta}

10% andere verbindingen 13% motor benzine 7% grondstof chemie 4% kunststoffen 3% chemicaliën Aardolie en algen

03-03-11 8

PRODUCTEN

uit aardolie

benzine, diesel, kerosine, antivries,

schoonmaakmiddelen, medicijnen, aspirine, verf, autolak, luiervloeistof, insecticiden, kunstmest,

oplosmiddelen, remvloeistof, verpakkingsmateriaal, kogelvrijevesten, textiel, cd/dvd, flessen, airbags, computerkasten, buizen, leidingen, boten,

auto-onderdelen, sportartikelen, zuignappen, (auto)banden

03-03-11 9 nr Bedrijf Omzet 2010 (miljard $) 0mzet 2009 (miljard $)

1 Wal-Mart

408

415

2 Shell

285

458

3 ExxonMobil

284

442

4 BP

246

367

5 Toyota

204

Omzet en winst grootste

bedrijven ter wereld

( ( AANPASSEN

Cijfers uit de Fortune 500, CNN)

03-03-11 10

Overeenkomst algen en

aardolie

Primair proces dat zorgt voor de koolwaterstoffen Fotosynthese

6 CO₂ + 6 H₂0 C₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂

03-03-11 11

Stoffen die algen produceren

Algen maken van de suikers oliën, eiwitten en koolhydraten

Aardolie en algen ! !"#$%&#&$ $ ! "#$%&'(&)!*#$'&'+)',! -&./0+)!1! 2234256676181! 3!8!3! %'()*+,$-$ %./01233.4.2$.2$/15.2/0.44627$812$.29.4.$/::;0.2$147.2$

9/:)! ;$$#<! -)'$=&+=! ;>)(&?&):)! +#$)&$@;<0'=&+A)=)'! )'! =)! +#$)&$@;<0'=&+A)=)'! -)>0/)'! =)! ;0@)';<)//&'+!%0'!=)!0/+B!C&)#$'=)#!D$#=<!=)!;0@)';<)//&'+!D))#+)%)'!%0'!)':)/)!-):)'=)!;$$#<)'B! !

!

!"#$%&'()%*+%,(-%,'./"'0./12'31#,'4-/55/(,5'"('6/(7.%&5'!6#5589/&&:';<<=>'

03-03-11 12

Algen

Algen biomassa

Olie Koolhydraten Eiwitten

biodiesel kerosine + 100 andere mogelijkheden Ethanol Verbranden - hitte Vergassen – waterstof Vergisten – methaan Diervoeding Visvoer Humane voeding Specialties Aardolie en algen

03-03-11 13

DROOM

Met name in de Verenigde Staten

Solix Biofuels

03-03-11 14

De Olievoorraden

Wereldwijd

Voorraad 60% in het Midden Oosten

60% Midden Oosten (Saudi- Arabie, Irak, Iran, Koeweit, Verenigde Arabische Emiraten)

12 % in Europa ( Rusland, Noorwegen) 10 % Afrika

10 % Zuid Amerika 5 % Amerika

03-03-11 15

CIJFERS

Die de droom ondersteunen

3% van het oceaan oppervlak kan genoeg algen

produceren om te voldoen aan de brandstof behoefte Van de hele wereld

Droom

Een oppervlak zo groot/ klein als Idaho kan voorzien in de olie behoefte van de VS

Een oppervlak zo groot/ klein als Portugal kan voorzien in de olie behoefte van Europa

03-03-11 16

Europese droom

Cradle to cradle / kringloop processen

Droom

Diesel, kerosine Groen-Gas

03-03-11 17

Achtergrond Algenonderzoek

03-03-11 18

Type onderzoek

ALGEN

Gebruik van algen

Fijn chemicaliën Bio brand stoffen CO2 opslag Waterzuivering Fundamenteel inzicht in groei mechanismen Determinatie en analyse van algen Algen in eco

systemen Marine ecosystemen Bestrijding van algen

03-03-11 19

Start van het toegepaste

onderzoek

Oliecrisis in 1970 is de aanleiding voor het ASP

(Aquatic Species Program) in de VS met een onderdeel Biodiesel from algae (1978-1996)

Elk Europees land heeft enkele labs met expertise, concentratie in Duitsland en Spanje

Japan heeft zich geconcentreerd op bio-reactoren

In Nederland 2000 - 2003 EET (Energie, Ecologie en Technologie) project, kennis bij diverse instellingen

03-03-11 20

RESULTATEN ASP

De opbrengsten vallen tegen op

basis van de theoretische verwachting

en de kosten zijn hoger dan op voorhand berekend. Technologisch is algenteelt in vijvers mogelijk onder de

juiste klimatologische omstandigheden

Er zijn 3000 algenstammen onderzocht waarvan een top 300 is gemaakt die opgeslagen zijn in een algendatabank. (Nog steeds beschikbaar via de Universiteit van Hawaii)

03-03-11 21

State of the art 2000 - 2011

VS / Australië

Diverse bedrijven

opgericht met veel geld Nationale research

programma’s gestart met focus op kerosine

en CO₂ capturing

Regionaal: technologie programma’s

Europa

Enkele kleine bedrijven

FP 7 4 grote projecten gehonoreerd gericht op teeltsystemen

Nationaal en regionaal : diverse (kleine) initiatieven

03-03-11 22

Nederland 2008- 2011

Bottlenecks

Energie voor menging

Fotosynthetische efficiency Lipide productiviteit

CO2 fixatie

Gebruik van restnutriënten Oogsten Extractie Productie scenario’s Projecten Maximaliseren fotosynthetische efficiency

Maximalisatie van lipide productiviteit Oogsten micro algen

Bio-raffinage, waarde uit eiwit halen Fotobioreactor ontwerp

Scenario studies

Conclusies uit de presentatie van de WUR 2008 , Prof dr. Rene Wijffels

Wageningen – Wetsus research

03-03-11 23

Algenteelt in grote lijnen

Algenselectie Teelt

Oogsten

Eindproduct Drogen Raffineren Eindproduct

Eindproduct Bewerken

03-03-11 24

Teeltsystemen

Diverse systemen

Open teeltsystemen Vijvers “ Raceway ponds “ Gesloten systemen

State of the art

13

16

De ProviAPT

Proviron Advanced Photobioreactor Technology

Een water gevulde zak

Geïncorporeerde meervoudige vlakke panelen

Dunne platen met beperkte hoogte Alle aansluitingen zijn geïntegreed 100% gemaakt uit kunststof film

geproduceerd op een automatische productielijn.

03-03-11 25

PRODUCTIE CIJFERS

kweeksyteem g/m2/dag ton/ha/jr liter olie/ha/jr

Open vijver (in Nederland) ± 10 30-40 15.000-20.000

Open vijver in de tropen ± 20 50-60

Bioreactor buissysteem ± 25- 30 60-100

Gepatenteerde systemen ± 75 150-200 100.000

Algaelink tube reactor * 300 500.000

Uitgangspunten van investeerders vijver 15 - 25 Uitgangspunt investeerders reactor 30 - 40 * Theoretische waarden

03-03-11 26

PRODUCTIE CIJFERS

State of the art

03-03-11 27

Kostprijs in de literatuur

Biomassa productiekosten 1 ha ~ 10 €/kg

100 ha ~ 4 €/kg

Potentiële mogelijkheid om naar 0.40 €/kg te gaan

Cijfers uit de presentatie van de WUR, Prof dr. Rene Wijffels 2008

1 ha productiekosten 4,20 €/kg Berekening van Subitec GmbH 2010

State of the art

Huidige prijs van een liter relevante algenolie 8 $ / liter Forecast binnen 4 jaar 0, 40$ / liter (Berekening Solix)

03-03-11 28

De waardepiramide

03-03-11 29

Markt voor algen

Algenproduct Waarde (€ / ton) Grootte van de wereldmarkt / jaar (€) Neutraceuticals _{10.000-100.000 60 – 100 miljoen}

Vis- en veevoer _{500 - 5000 3 - 4 miljard}

Bulkchemicaliën _{500 - 1200 10- 50 miljard}

Biobrandstof _{< 500 > triljard}

CO₂ credits In ontwikkeling

03-03-11 30

Productiebedrijven

Winstgevende bedrijven

Mera farmaceuticals, Hawaii, specifieke gepatenteerde algen, β caroteen, divers.

Earthrise VS, spirulina, food supplements Algatech, Israel, asthaxathin

Cognis, Australië, β caroteen

Seambiotic, Israël, asthaxathin, β caroteen

BleuBioTech GmbH, productie in China, spirulina, food supplementen, cosmetica.

03-03-11 31

Venture capital en subsidie

gedreven bedrijven

AANPASSEN

In de VS

Doel is bio diesel/ motor brandstof v  Kostprijs algenolie ≤ 0.50 $ / liter

v  Minder energie input dan energie inhoud van algendiesel

Business modellen

Vergleich des Energieeintrages pro kg TS

100 120 140 160 17 17 0 20 40 60 80 Energieaufwand (MJ/kg TS) Raceway Rohrreaktor horizontal, gepumpt* Rohrreaktor helical, gepumpt* Rohrreaktor vertikal, gepumpt** Flat Panel Reaktor, Uni Almeria* FPA , Subitec derzeit § FPA , Subitec, Ziel § Energieinhalt von Algenbiomasse 2. Grundlagen Mikroalgenproduktion

03-03-11 32

Bedrijf teeltsysteem rest stoffen woestijn water kapitaal

A2BE Carbon Capture reactors + + zoet/zout

Algaewheel vijvers +

XL Renewables vijvers + + zout Coöperatie

boeren Venture

Algenol Biofuels reactors Venture

Cellana hybride zout o.a. Shell

Nu in de verkoop

Petrosun vijvers + zout Bedrijf

Greenfuel Technology reactoren + ± ± Vroege

venture

Werkwijze Bedrijven

03-03-11 33

Bedrijf teeltsysteem rest

stoffen

woestijn water kapitaal

Solix Biofuels Reactoren in het water

± zoet venture

Greenstar zout venture

Sapphire Energy Speciale reactor + Venture Bill Gates

Solazyme Reactoren zonder licht

zoet Grote

bedrijven

Martek Reactoren zonder

licht

Verkocht aan DSM

Aurora Biofuels hybride zoet Venture,

DARPA Blue Marble

Energy

Oogsten op zee + zout Venture

Werkwijze Bedrijven

03-03-11 34

Venture capital en subsidie

gedreven bedrijven

AANPASSEN

This algae project has been selected by the Flemish

government, together with twelve other ecological plans, to be part of the so-called MIP2 platform. The purpose of this initiative is to make the economy ‘greener’.

SBAE Industrie

03-03-11 35

Rest van de wereld

Nieuw Zeeland Aquaflow Bionomic Corporation

Duitsland Novagreen GmbH _{Subitec GmbH, Frauenhofer}

Phytolutions GmbH, Jacobs Universiteit Bremen Italië, Spanje en Portugal, Tsjechië universitair gelieerde bedrijven

Azië China, aqua cultuur, productie spirulina

Japan, op zee

India, veel activiteiten, bio-diesel

03-03-11

Sub-conclusie

Toename capaciteit

Afname kosten productie

Europees VS Business modellen volume Ko st en Ko st en volume

Bio diesel/ motorbrandstof Diverse producten

03-03-11 37

Projecten in het Noorden

Algen in Noord Nederland

Algen voor een schoner Wad

Algen

vergassing, BIOGAS

Marine

03-03-11 38

SWOT ANALYSE

Green Delta organisatie Waddenzeekust

Eemshaven gebied

Energy Valley organisatie

Koers Noord / IAG/ Waddenfonds

Kennis (RUG, Hanze, van Hall, Stenden )

Regelgeving

Praat- en onderzoekcultuur Beperkte bereidheid tot risico

Fysiologische omstandigheden, licht en warmte

Planologische ruimte Afzetmarkt dichtbij

Algen in Noord Nederland

03-03-11 39

Conclusie

Kansen Noord Nederland

Aardolie versus algen

aardolie winning productie algen Ko st en Tijd

Overeenkomst, het type grondstof

De potentiele markt voor

algengrondstof komt overeen met die voor aardolie

Het verschil

De winning van algen

03-03-11 40

Conclusie

Kansen Noord Nederland

Ontwikkelen new business

Algen raffinage technologie

Baseren op kennis uit de petro-chemie, landbouw, zuivel en levensmiddelen industrie

De chemische industrie net als de zuivel- en levensmiddelen industrie zijn interessante

partners bij de ontwikkeling, voor olie industrie is het werkelijke concurrentie

Algen teelt zo divers mogelijk ontwikkelen, De beste overwint

03-03-11 41

Conclusie

Kansen Noord Nederland

Ontwikkelen new business

Hoe mooi het technisch ook lijkt of is, je verkoopt pas als er maatschappelijk draagvlak is en het product op de goede wijze in de markt is gezet

03-03-11 42

Kansen – New Business

Kansen Hanzehogeschool

Algen als biomassa voor de bio based economy

De markt vraagt om vervangers voor op aardolie gebaseerde producten, mits de kwaliteit vergelijkbaar is en de prijs niet significant hoger

New business development

v  Samenwerking opzetten, initiëren of versterken met aanwezig MKB v  Producten kiezen

v  Producten ontwikkelen met inzet van bestaande technologie, combinaties en eventueel aanpassingen

v  Problemen uit de praktijk mee helpen oplossen, focus op integratie technologie - marketing

v  Theorie ontwikkelen voor het vermarkten van deze specifieke producten v  De gegenereerde kennis implementeren in het onderwijs

v  Verder uitbouwen van onderzoek richting de “ biobased economy’

Hanzehogeschool

Deze kansen zijn niet alleen gekoppeld aan algen maar gelden ook voor andere biomassa

03-03-11 43

Kansen voor de

Hanzehogeschool

sen voor TEKST AANPASSEN

Het verwezenlijken van een droom over een bio based, groene, bloeiende en kennis intensieve economie in het Noord Nederland,

past geheel bij de ondernemende University of

Applied Sciences waar de Hanze Hogeschool naar toe aan het groeien is.

New Business Ik hoop dat dit

verhaal inspireert tot het opzetten van nieuwe projecten