Indsendt af
Danmarks Tekniske Universitet
Resumé
Projektets ide er med udgangspunkt i fødevare- og foderproduktion at gentænke hele kæden fra primær produktion til genanvendelse som et samlet biokredsløb, hvor kvalitetsfødevarer er en processtrøm, mens andre ind- og udgående processtrømme skal co-udvikles til optimal udnyttelse til biobaserede materialer, biokemikalier, energi, mv. Forslaget kan skabe værdi for landbrug&fødevare, bryggeribranchen, mejeriindustrien, slagteribranchen, fiskeriindustrien, transport, biotekindustrien, energisektoren, m.fl.
Udfordring og muligheder
Det moderne samfund står over for to centrale udfordringer: den globale knaphed på fødevarer og mangel på fornybare ressourcer til energi og organiske materialer. Fælles for disse to udfordringer er at de begge er baseret på biomaterialer med oprindelse i en primærproduktion. Fødevarer er i praksis altid et førstegenerations biomateriale, mens fornybare ressourcer hentes både som biomateriale produceret til formålet eller som splid- og affaldsprodukter fra bl.a. fødevareproduktion.
Langt de fleste bioprocesser udvikles sekventielt og uafhængigt af hinanden, således der fokuseres et hovedprodukt, f.eks. en fødevarer hvorefter processer der kan udnytte sidestrømme og affaldsprodukterne, udvikles efterfølgende.
Det foreslåede INNO+ projekt adskiller sig fra tidligere initiativer ved at fokusere på integreret udvikling af produktion af fødevarer og udnyttelse af alle sidestrømme som råvarer i andre processer der optimeres i sammenhæng, herunder alle ind og udgående strømme, energi og materialer anvendt i kæden (f.eks. pakkematerialer og køling), transportsystemer, affaldsudnyttelse fra start til slut osv. Igennem en sådan kredsløbstilgang til fødevareproduktion og anvendelse af biomateriale kan nye fødevarer/bioprodukter udvikles på en langt mere bæredygtig måde, samtidig med økonomien tilgodeses.
Med både fødevarer, fornybare ressourcer og energi som globale mangelvarer er udfordringen at skabe et kredsløb af biomaterialer der sikrer den maksimale udnyttelse af biomaterialerne fra primærproduktionen hvad enten den er på jorden eller i havet. For at imødekomme denne udfordring er der behov for udvikling indenfor to hovedområder: kvantitative kredsløbsanalyser af effektiv omsætning af biomaterialer (inkl. fødevarer) og udvikling af teknologier til effektiv omdannelse af biologiske materialer som effektivt kan skræddersys til en given processtrøm.
Kvantitative kredsløbsanalyser: En stadig større del af jordens befolkning bor i byer hvilket betyder en stadig stigende transport af fødevarer til disse byer hvilket fører til stigning af affaldstransport ud af byerne, hvad enten det er til genbrug eller som gødning til ny bioproduktion. Denne transport cyklus betyder også et større forbrug af både energi og pakkematerialer. En mulig løsning kunne være at deltilberede fødevarer f.eks. rense og snitte grøntsager i nærheden af primærproduktionen, således der er mindre der skal transporteres og restprodukter umiddelbart kan føres tilbage i primærproduktionen.
Tilsvarende kan der arbejdes med at pakkematerialer udvikles således de kan genanvendes lokalt indenfor byzonen. Derved udvikles et sammenhængende og intelligent flow af biomasse (fødevarer til fødevarer) der minimerer transportbehovet og maksimerer udnyttelsen hvilket er kritiske elementer for forsyningssikkerhed og bæredygtighed.
Modulære bioprocesser: Der er i dag en lang række processtrømme der kun udnyttes meget begrænset som fødestrømme hvad enten det er som energi eller til andre højværdiprodukter end fødevarer (biokemikalier og materialer). Udvikling af generiske moduler til omsætning af biomateriale der kan tilpasses og sammensættes efter behov således at mange forskellige biostrømme kan udnyttes og føres tilbage i proceskredsløbet.
Eksempler herpå er teknologier til produktion af biogas produktion, fremstilling af kemiske råvarer til kemisk industri, pakkematerialer og meget andet. Udgangsmaterialer for disse processer er i princippet alle typer sidestrømme, eksempelvis mask i bryggerisektoren over gylle i husdyrproduktionen til slam fra rensningsanlæg.
Den afgørende mulighed for nytænkning er at opbygge disse processer modulært og også i mindre skala således det kan integreres der hvor sidestrømmende opstår således at transportarbejdet minimeres.
Målsætning
Integration af det samlede kredsløb af biomaterialer (inkl fødevarer) ved at kombinere primærproduktion med bioteknologiske processer og transport for en samlet optimal udnyttelse af de primære råvarer i en række produktionsstrømme som: kvalitetsfødevarer, højværdi bioprodukter, biokemikalier, energi mv.
Målsætningen er skabe en udviklings- og business model der inddrager alle proces- og materialestrømme allerede ved udvikling af nye produkter og produktionsformer, baseret på modulære bio- og fødevareprocesser. Ved at anlægge en kredsløbstilgang til anvendelse af biomateriale fra primærproduktionen og udvikle modulær processer baseret på førende dansk bio- og fødevareteknologi vil der kunne opnås både en styrkelse af en bæredygtig produktion i Danmark og et industrilederskab. I nogle tilfælde kan det i sidste ende vise sig at sidestrømme ender med at være mere værdifulde end hovedproduktet.
Innovationsbehov
- Udvikling af modeller til en samlet biokredsløbsanalyse, i lighed med de kvantitative bærdygtighedsmodeller der anvendes indenfor andre områder.
- Udvikling af økonomiske og forretningsmæssige modeller der inddrager og kombinerer aspekter fra både fødevareproduktion, bioteknologi og energi.
- Udvikling af modulære bioprocesser der kan kombineres til at udnytte biologisk materiale hvor det er tilgængeligt til energi og anden biologisk produktion, både i stor og mindre skala.
Aktørgrupperne er landbruget med dets store virksomheder, den bioteknologiske industri, finansmarkeder mv.
De danske forudsætninger
Danmark har unikke kompetencer på alle relevante områder, men forskellige brancher: landbrugsproduktion, foderproduktionen, fødevareproduktion, bioteknologi, bæredygtighedsanalyser og økonomi. Samtidig er det danske samfund både effektivt og velorganiseret således der vil kunne laves effektive demonstrations forsøg af en integreret bio-materiale udnyttelse på tværs af produktion og forbrugssteder.
Effekter og potentialer
Et skift til en mere biobaseret økonomi ses allerede som helt centralt i både Danske og europæiske strategiplaner. Effekten vil være både et optimeret ressource forbrug og et større økonomisk udbytte i det biobaseret samfund hvor intet biologisk materiale ses som affald, men som en ressource for en anden proces, således at kredsløbet sikres fra jord til jord.