Indsendt af
Aalborg Universitet
Resumé
De stigende råvarepriser, øget befolkningstæthed og klimaændringerne sætter en mere effektiv ressourceudnyttelse højt på den globale dagsorden. Optimeret udnyttelse af biologisk affald, restprodukter og spildstrømme er den hurtigste vej frem: Affald er morgendagens nye ressource; en råvare til ny biologisk produktion. Innovative metoder til konvertering og oprensning af affalds- og restprodukter fra bio-baseret produktion kan levere sunde fødevarer, fødevareingredienser, og andre højværdi-produkter, samt muliggøre bedre recirkulering af næringsstoffer på en bæredygtig, miljøvenlig og ressource besparende måde. Den sidste fraktion af en sådan opgraderet konvertering kan bruges til produktion af bioenergi. Grundlaget for en effektiv udnyttelse af restprodukter er state-of-the-art viden og udvikling af teknologiske løsninger fokuseret på udnyttelse af mikrobielle konsortier kombineret med højteknologiske og miljøkemiske oprensningsmetoder. Danmark har en særlig stærk forsknings- og industriposition for at udvikle sådanne nye teknologier til et globalt marked. En signifikant og samlet indsats inden for Waste2Value, baseret på Public Private Partnerships kan bygge en stærk platform, hvorpå der kan skabes teknologi-udvikling, eksport og ikke mindst jobs. Indsatsområdet er udarbejdet i samarbejde med KU. W2V udgør et effektivt og hurtigt implementerbart næste skridt frem mod at få Danmark endnu bedre positioneret til det kommende Bioøkonomiske samfund.
Udfordring og muligheder
Den globale befolkningstilvækst og øgede efterspørgsel og prisstigninger på råvarer til mad, foder, energi og bio-produkter, samt truende mangel på ikke fornybare naturressourcer, har resulteret i øget fokus på biologisk affald som en værdifuld ressource. Det er vigtigt for den danske fødevareindustris vækst og konkurrenceevne at kunne udnytte råvaregrundlaget mest optimalt. Da fødevareproduktion bygger på biologiske produkter med en betydelig variation, vil der altid opstå restprodukter og en optimal udnyttelse af disse restprodukter er vigtig for konkurrencedygtigheden. Danmark har indtil nu valgt primært at bruge biomassen til afbrænding. Mikrobiel omdannelse og opgradering af biologiske materialer muliggør imidlertid en konvertering af affalds-biomasse til produkter af væsentligt højere værdi. For at udløse dette potentiale er udfordringen nu, på basis af vores viden om mikrobiel omsætning i naturen, state of the art bioteknologiske metoder og industriel know-how om effektive biologiske produktions-metoder, at udvikle smarte og effektive W2V teknologier. Affald fungerer i denne tilgang som en råvare i et bioraffinaderi, som bruger hver enkel komponent af det biologiske materiale på optimeret vis, højest i værdikæden. Nye teknologier til genvinding og recirkulering vil kunne udnytte den stærke danske know-how på sorptions- og fældningskemi, samt forskningsekspertise på næringsstof-tilgængelighed. Globalt er der stigende politisk fokus på vigtigheden af stærk øget genvinding og recirkulering af ikke fornybare ressourcer. Helt nye, mere effektive teknologier til kombineret udvinding, oprensning og forædling af en række komponenter i biologiske affaldsstrømme fra landbrug, husholdninger og industri, vil kunne frembringe råvarer til produktion af fx. fødevarer, foder, farmaceutiske og andre grønne produkter. Sådanne løsninger udvikles bedst i et interdisciplinært samarbejde mellem mikrobiologi, miljøkemi og ingeniørvidenskab.
Målsætning
Målet er via en interdisciplinær forsknings- og innovationsindsats at udvikle en række nye teknologier og metoder til konvertering og opgradering af affalds- og restprodukter til at levere nye bioprodukter og næringsstoffer på en bæredygtig, miljøvenlig og ressource besparende måde, som kan bidrage til den globale forsyningssikkerhed, bæredygtighed, jobskabelse. Målet er også at skabe en forpligtende alliance mellem forskningsinstitutioner, virksomheder og myndigheder (triple-helix) for at accelerere innovation og udvikling, samt udnytte den stærke danske know-how til at give Danmark en førende position på biologisk affaldsteknologi, biologisk produktion, opgradering og recirkulering.
Innovationsbehov
Følgende forsknings- og innovationsindsatser er nødvendige for at sætte Danmark i en international førerposition indenfor udnyttelse af biologiske affaldsstrømme og recirkulering. State-of-the-art viden og teknologiske løsninger fokuseret på udnyttelse af affaldsstrømme højere i værdikæden ved hjælp af: a) Mikroorganismer, komplekse mikrobielle konsortier og bioteknologiske metoder til konvertering, opgradering, oprensning og forarbejdning, samt til omdannelse til højværdi-produkter. b) Ultraseparationsteknikker til såvel væskeformige som faste affaldsstrømme, med henblik på mere effektiv og billigere genvinding af vigtige ressourcer. d) Teknologier til oparbejdning af næringsstoffer til en form der er tilgængelig for mennesker, dyr og planter. e) Teknologier til konvertering og polymerisering med det formål at udvikle nye bio-materialer, hvor naturens kompleksitet giver ny værdi. Biologiske restprodukter og sidestrømme fra fx. Bryggerier. Slagterier, industrielle fermenteringer og ikke mindst landbrugt er særlig velegnet, idet disse restprodukter af fødevarer kan anvendes i mange forskellige slutprodukter og højere i værdikæden. f) Tiltag hvor studerende gennem undervisning og erhvervssamarbejder hvor målrettede, entreprenante og talentfulde studerende, bidrager til innovation og herigennem opnår stærk forskningsbaseret faglig innovationskompetence som kan styrke SMV'er.
De danske forudsætninger
AAU er sammen med et bredt udsnit af danske universiteter involveret i udvikling af Biorefining teknologi i Danmark og er desuden på dansk og europæisk plan Coordinator af en Bio Waste Business Opportunity area under den kommende fødevare KIC, EIT. Store virksomheder (fx. Novozymes, Chr. Hansen, Carlsberg, Danish Crown, Danisco, Arla Foods), mange SMV’er samt Danske universiteters forsknings og undervisningsniveau indenfor bioteknologi giver Danmark et industrielt og forskningsmæssigt stærk fundament for anvendelse af teknologier indenfor restproduktomdannelse. Den danske position som et af verdens mest intensive, men også mest ressourceeffektive fødevareproducerende lande giver nogle særligt gode forudsætninger og et potentiale for at udnytte triple-helix samarbejdet til at skabe nogle meget robuste og fremadrettede løsning på en meget stor global udfordring. Biogasanlæg har kompetencer til at udnytte energiindholdet i ultimative restfraktioner samt logistikplatformen til recirkulering af næringsstofferne. Det at affaldsprodukter kan blive til en værdifuld ressource, vil også bidrage til at gøre disse virksomheder mere konkurrencedygtige på det internationale marked. Disse teknologier kan endvidere bruges enten som service i form af internationalt samarbejde eller som springbræt til etablering af nye virksomheder i udlandet.
Effekter og potentialer
Da Danmark har en etableret styrke i både forskning, uddannelse og industri inden for forståelse og brug af mikrobielle processer kan en fokuseret W2V innovations-indsats give hurtig effekt i form af førerskab inden for ressource effektivitets teknologier. Dette kan i sig selv skabe teknologieksport potentiale. Men endnu vigtigere er, at det kan føre til opstart af nye værdikæder inden for etablerede virksomheder (fx fødevareingrediens- og foder-branchen), til opstart af nye SMVér og styrkelse af vidensgrundlaget i eksisterende SMVér. Det tilsammen giver basis for jobskabelse og tiltrækning af ny kapitalinvestering i Danmark. Et Inno+ W2V partnerskab, der favner hele værdikæden, kan skabe bæredygtige løsninger og jobs.