Prosjektnummer
901572
Kunnskaps- og erfaringskartlegging om effekter av og muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter fra havbruk
Kunnskapssammenstilling om mengder, effekter og mulig utnyttelse av næringssalter og organisk materiale fra norsk oppdrett av laks og regnbueørret
• De totale utslippene fra matfiskanlegg til norsk kystvann i 2019 er beregnet til 224 000 tonn karbon, 66 000 tonn nitrogen og 14 000 tonn fosfor. I tillegg bidro settefiskanlegg med 3 219 tonn karbon, 925 tonn nitrogen og 149 tonn fosfor.
• Utslipp av løst organisk og uorganisk materiale fra havbruk er antatt å være den største menneskeskapte utslippskilden for løste næringssalter i Norge, men utslippet er beskjedent i forhold til den naturlige tilførselen.
• Organiske utslipp fra lakseoppdrett påvirker mange arter og ulike naturtyper på en rekke måter i likhet med andre naturbaserte næringer. For mange av artene eller naturtypene som påvirkes vil den totale effekten være begrenset, og det er på bakgrunn av det som finnes av kunnskap liten grunn til å tro at effektene vil være så store at mange arter påvirkes på bestandsnivå eller at truede eller sårbare naturtyper påvirkes i så stort omfang at det er en risiko for at naturtypen går tapt i Norge. Lokale negative effekter på arter og naturtyper vil imidlertid forekomme.
• Det oppsamlede slammet fra norsk oppdrett gikk i 2019 hovedsakelig til biogass, gjødselproduksjon samt kompostering og jordforbedring. Dette utgjør fortsatt en stor kostnad for oppdretter, som må betale for å få avhendet slam. Det eksporteres organisk gjødsel som inneholder tørket oppdrettslam (inklusiv fosfor) til Vietnam.
• Det er mulig og tillatt å utnytte organisk materiale og næringssalter som næringssubstrat for nye biologiske produksjoner av alger, bakterier, grønnsaker og sopp. Slam fra oppdrett er et godt egnet fôrsubstrat for produksjon av børstemark, men regelverk må endres dersom slik produksjon skal la seg gjennomføre.
• Innsamlet fosfor i fiskeslam og annet avfall bør i en sirkulær økonomi og erstatte råfosfat fra gruver som i dag brukes som fosforgjødsel for mat- og fôrproduksjon, men dagens kostnadsbilde gjør det ikke bedriftsøkonomisk lønnsomt å gjenvinne fosfor alene. Pyrolyse er per tiden ikke en aktuell anvendelse for slam, da det ikke er marked for biokoks.
• Havet blir direkte påvirket av atmosfæriske klimaendringer ved at sjøtemperaturen øker, vannet blir surere, den globale oksygenkonsentrasjonen har sunket og mengde ferskvann som tilføres kystfarvannene fra elver og land endres. Dette har betydning for algeoppblomstringer og planktondynamikk langs kysten, herunder skadelige algeoppblomstringer og lysforholdene i kystvannet.
• Studier antyder at den norske havbruksnæringen er sensitiv og lite tilpassingsdyktig til klimaendringer, mye på grunn av liten diversitet i produksjonen. Det er behov for detaljerte modellsimuleringer for hvordan klimaet i havet langs norskekysten vil endre seg.
• Utslipp av løst organisk og uorganisk materiale fra havbruk er antatt å være den største menneskeskapte utslippskilden for løste næringssalter i Norge, men utslippet er beskjedent i forhold til den naturlige tilførselen.
• Organiske utslipp fra lakseoppdrett påvirker mange arter og ulike naturtyper på en rekke måter i likhet med andre naturbaserte næringer. For mange av artene eller naturtypene som påvirkes vil den totale effekten være begrenset, og det er på bakgrunn av det som finnes av kunnskap liten grunn til å tro at effektene vil være så store at mange arter påvirkes på bestandsnivå eller at truede eller sårbare naturtyper påvirkes i så stort omfang at det er en risiko for at naturtypen går tapt i Norge. Lokale negative effekter på arter og naturtyper vil imidlertid forekomme.
• Det oppsamlede slammet fra norsk oppdrett gikk i 2019 hovedsakelig til biogass, gjødselproduksjon samt kompostering og jordforbedring. Dette utgjør fortsatt en stor kostnad for oppdretter, som må betale for å få avhendet slam. Det eksporteres organisk gjødsel som inneholder tørket oppdrettslam (inklusiv fosfor) til Vietnam.
• Det er mulig og tillatt å utnytte organisk materiale og næringssalter som næringssubstrat for nye biologiske produksjoner av alger, bakterier, grønnsaker og sopp. Slam fra oppdrett er et godt egnet fôrsubstrat for produksjon av børstemark, men regelverk må endres dersom slik produksjon skal la seg gjennomføre.
• Innsamlet fosfor i fiskeslam og annet avfall bør i en sirkulær økonomi og erstatte råfosfat fra gruver som i dag brukes som fosforgjødsel for mat- og fôrproduksjon, men dagens kostnadsbilde gjør det ikke bedriftsøkonomisk lønnsomt å gjenvinne fosfor alene. Pyrolyse er per tiden ikke en aktuell anvendelse for slam, da det ikke er marked for biokoks.
• Havet blir direkte påvirket av atmosfæriske klimaendringer ved at sjøtemperaturen øker, vannet blir surere, den globale oksygenkonsentrasjonen har sunket og mengde ferskvann som tilføres kystfarvannene fra elver og land endres. Dette har betydning for algeoppblomstringer og planktondynamikk langs kysten, herunder skadelige algeoppblomstringer og lysforholdene i kystvannet.
• Studier antyder at den norske havbruksnæringen er sensitiv og lite tilpassingsdyktig til klimaendringer, mye på grunn av liten diversitet i produksjonen. Det er behov for detaljerte modellsimuleringer for hvordan klimaet i havet langs norskekysten vil endre seg.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport (abstract in English further below)
Resultatene er presentert i fire separate delrapporter og som en sammenstilt hovedrapport. De fire delrapportene er:
• Delrapport 1: Kvantifisering av utslipp
Resultatene er presentert i fire separate delrapporter og som en sammenstilt hovedrapport. De fire delrapportene er:
• Delrapport 1: Kvantifisering av utslipp
• Delrapport 2: Effekter av utslipp
• Delrapport 3: Utnyttelse av næringsstoffer
• Delrapport 4: Miljøeffekter
Delrapport 1: Kvantifisering av utslipp kvantifiseres utslippene av organisk material og næringssalter fra sette- og matfiskanlegg til sjø
Oppdraget har vært å kvantifisere fôrspill, fekalie- og næringssaltutslipp. Det har ikke vært innen oppdraget å kvantifisere eller vurdere utslipp av kjemikalier eller farmasøytiske produkter eller å vurdere betydningen av disse. Mye av arbeidet som gjøres her er basert på tidligere arbeider (f.eks. Wang
et al. 2012, FHF-prosjekt “Næringsutslipp fra havbruk: Nasjonale og regionale perspektiv” (FHF-901178)). Siden disse arbeidene ble publisert har imidlertid produksjonen av laks og regnbueørret økt. Landfasen for laks er forlenget. Innføringen av trafikklyssystemet i 2017 har også ført til at havbruksnæringen ikke lenger forvaltes fylkesvis. Dermed er det relevant å se på fordelingen og kvantifiseringen av utslippene på nytt. Utslippene vurderes ut fra produksjonen av laks og regnbueørret. Produksjonen av andre fiskeslag utgjør mindre enn én prosent av akvakulturproduksjonen i Norge. Dette betyr ikke at utslipp fra andre fiskeslag er like eller at de ikke kan ha lokal innvirkning på miljøet. Det betyr imidlertid at bidragene fra andre fiskeslag er relativt små sammenlignet med utslippene fra et helt produksjonsområde.
Utslippene er grovt fordelt over to typer resipienter:
1) beskyttede fjord- og kystområder
2) mer eksponerte kystområder
Bæreevnen til disse resipientene antas å være ulik, og effekten per enhet utslipp kan variere mellom dem. Klassifiseringen av enkeltanlegg innen disse kategoriene er gjort subjektivt ut fra plassering. Det er ikke gjort oseanografiske eller andre vurderinger av enkeltanlegg. Det gjøres ikke betraktninger på anleggsnivå, og det er heller ikke brukt data på anleggsnivå, bortsett fra offentlig tilgjengelig informasjon om maksimalt tillatt biomasse (MTB). Posisjonene til enkeltanlegg er tegnet inn for å illustrere en helhetlig geografisk fordeling av anleggene, og ikke for å ta stilling til produksjonsforhold ved det enkelte anlegg eller hvilke effekter produksjonen kan ha på miljøet. Dette har ikke vært en del av oppdraget. Utslippene blir sammenlignet med utslipp fra andre antropogene kilder. Tids- og sesongaspekter ved utslippene blir belyst. Dette har betydning for arbeid i de andre delrapportene. I denne delrapporten tas det ikke stilling til eventuelle positive eller negative effekter på økosystemet. Det gjøres heller ingen vurderinger av bæreevnen i de ulike produksjonsområdene.
Delrapport 2: Effekter av organisk utslipp fra havbruk i Norge – en kunnskapsoppsummering
Rapporten er en oppsummering av kunnskapen om miljøpåvirkninger fra utslipp av organisk materiale og næringssalter fra lakseanlegg. Organiske utslipp fra lakseoppdrett påvirker mange arter og ulike naturtyper på en rekke måter i likhet med andre naturbaserte næringer. For mange av artene eller naturtypene som påvirkes vil den totale effekten være begrenset, og det er på bakgrunn av det som finnes av kunnskap liten grunn til å tro at effektene vil være så store at mange arter påvirkes på bestandsnivå eller at truede eller sårbare naturtyper påvirkes i så stort omfang at det er en risiko for at naturtypen går tapt i Norge. Ut fra det man vet om ulike påvirkninger vil effekten av organiske utslipp i første rekke være lokal, men det er samtidig viktig å poengtere at mangel på kunnskap generelt ikke betyr at det ikke er negative påvirkninger.
Organiske utslipp påvirker miljøet rundt oppdrettsanlegg på flere måter. Utslipp av begroingsorganismer fra oppdrettsanlegg kan teoretisk sett påvirke fisk som oppholder seg i nærheten av anleggene når notspyling foregår, og på lengre sikt bunnforholdene under anleggene ved at organismene sedimenterer. Det er imidlertid vanskelig å kvantifisere effekten av denne påvirkningen og manglende kunnskap gjør det ikke mulig å gjennomføre en grundig evaluering av potensielle effekter.
Utslipp av løst organisk og uorganisk materiale fra havbruk er antatt å være den største menneskeskapte utslippskilden for løste næringssalter i Norge, men utslippet er beskjedent i forhold til den naturlige tilførselen. Utslipp av løst organisk materiale representerer en mindre andel av utslippene, har en lang omsetningstid i næringsnettet og anses ikke som særlig viktige for miljøforholdene rundt oppdrettsanlegget.
Utslippet av løst uorganisk materiale er mye større, men vil med dagens produksjonsvolum ikke medføre økt risiko for redusert miljøtilstand på regional skala, selv om lokale effekter trolig kan forekomme. Kunnskapen om sammenhengen mellom utslipp av næringssalter og påvirkning på arter og økosystem er mangelfull, og det er usikkert om og i hvilken grad negativ påvirkning forekommer per i dag eller vil oppstå ved økt samtidig produksjon.
Partikulære organiske utslipp kan påvirke en lang rekke arter, både pelagiske og bentiske, samt ulike naturtyper. Påvirkningen skjer i hovedsak ved at de ulike artene inntar spillfôr, eller at spillfôr og fekalier sedimenteres på bunnen under oppdrettsanleggene. Påvirkning på bunnlevende organismer er vurdert i Havforskningsinstituttet sin Risikorapport norsk fiskeoppdrett 2019 – Miljøeffekter av lakseoppdrett (Grefsrud et al.). Konklusjonen er at det er lav risiko for ytterligere uakseptable miljøpåvirkninger på bunnforhold som følge av partikulært organisk utslipp i alle produksjonsområder. Risiko for uakseptable miljøpåvirkninger på hardbunn vurderes som moderat, mens risikoen for bløtbunn er satt til lav. Selv om risikoen totalt sett vurderes som lav, kan imidlertid påvirkningen for enkelte individuelle lokaliteter være vesentlig.
Det er vist at fisk og andre organismer som inntar spillfôr kan påvirkes negativt fordi spillfôr ikke er en naturlig diett for slike organismer eller fordi spillfôret inneholder medisiner som er skadelige for enkelte organismer. Det er ennå ikke dokumentert at slik påvirkning vil ha vesentlige negative miljøeffekter på bestandsnivå eller over større geografiske områder. Det er imidlertid utfordrende å undersøke denne typen problemstillinger siden undersøkelsene er ressurskrevende og man er avhengig av lange tidsserier for å kunne skille eventuelle effekter av organiske utslipp fra andre påvirkningsfaktorer. Dette betyr at selv om effekter på bestandsnivå ikke er dokumentert så vil ikke dette bety at det ikke er effekter. Spillfôr kan påvirke lokale fiskerier ved at fisk oppholder seg ved lakseanlegg og ikke på tradisjonelle fiskeplasser, samt at fisk som har spist spillfôr kan være av dårligere kvalitet enn fisk som har hatt en naturlig diett. Mulig kvalitetsforringelse hos villfisk på grunn av spillfôr i dietten er undersøkt i flere studier. Det er ikke funnet vesentlige gjennomsnittlige forskjeller i smak eller kvalitet mellom fisk som har spist spillfôr og fisk som har hatt en naturlig diett, men enkelte undersøkelser tyder på at en andel av seien som har spist spillfôr har redusert kvalitet.
Organiske utslipp påvirker miljøet rundt oppdrettsanlegg på flere måter. Utslipp av begroingsorganismer fra oppdrettsanlegg kan teoretisk sett påvirke fisk som oppholder seg i nærheten av anleggene når notspyling foregår, og på lengre sikt bunnforholdene under anleggene ved at organismene sedimenterer. Det er imidlertid vanskelig å kvantifisere effekten av denne påvirkningen og manglende kunnskap gjør det ikke mulig å gjennomføre en grundig evaluering av potensielle effekter.
Utslipp av løst organisk og uorganisk materiale fra havbruk er antatt å være den største menneskeskapte utslippskilden for løste næringssalter i Norge, men utslippet er beskjedent i forhold til den naturlige tilførselen. Utslipp av løst organisk materiale representerer en mindre andel av utslippene, har en lang omsetningstid i næringsnettet og anses ikke som særlig viktige for miljøforholdene rundt oppdrettsanlegget.
Utslippet av løst uorganisk materiale er mye større, men vil med dagens produksjonsvolum ikke medføre økt risiko for redusert miljøtilstand på regional skala, selv om lokale effekter trolig kan forekomme. Kunnskapen om sammenhengen mellom utslipp av næringssalter og påvirkning på arter og økosystem er mangelfull, og det er usikkert om og i hvilken grad negativ påvirkning forekommer per i dag eller vil oppstå ved økt samtidig produksjon.
Partikulære organiske utslipp kan påvirke en lang rekke arter, både pelagiske og bentiske, samt ulike naturtyper. Påvirkningen skjer i hovedsak ved at de ulike artene inntar spillfôr, eller at spillfôr og fekalier sedimenteres på bunnen under oppdrettsanleggene. Påvirkning på bunnlevende organismer er vurdert i Havforskningsinstituttet sin Risikorapport norsk fiskeoppdrett 2019 – Miljøeffekter av lakseoppdrett (Grefsrud et al.). Konklusjonen er at det er lav risiko for ytterligere uakseptable miljøpåvirkninger på bunnforhold som følge av partikulært organisk utslipp i alle produksjonsområder. Risiko for uakseptable miljøpåvirkninger på hardbunn vurderes som moderat, mens risikoen for bløtbunn er satt til lav. Selv om risikoen totalt sett vurderes som lav, kan imidlertid påvirkningen for enkelte individuelle lokaliteter være vesentlig.
Det er vist at fisk og andre organismer som inntar spillfôr kan påvirkes negativt fordi spillfôr ikke er en naturlig diett for slike organismer eller fordi spillfôret inneholder medisiner som er skadelige for enkelte organismer. Det er ennå ikke dokumentert at slik påvirkning vil ha vesentlige negative miljøeffekter på bestandsnivå eller over større geografiske områder. Det er imidlertid utfordrende å undersøke denne typen problemstillinger siden undersøkelsene er ressurskrevende og man er avhengig av lange tidsserier for å kunne skille eventuelle effekter av organiske utslipp fra andre påvirkningsfaktorer. Dette betyr at selv om effekter på bestandsnivå ikke er dokumentert så vil ikke dette bety at det ikke er effekter. Spillfôr kan påvirke lokale fiskerier ved at fisk oppholder seg ved lakseanlegg og ikke på tradisjonelle fiskeplasser, samt at fisk som har spist spillfôr kan være av dårligere kvalitet enn fisk som har hatt en naturlig diett. Mulig kvalitetsforringelse hos villfisk på grunn av spillfôr i dietten er undersøkt i flere studier. Det er ikke funnet vesentlige gjennomsnittlige forskjeller i smak eller kvalitet mellom fisk som har spist spillfôr og fisk som har hatt en naturlig diett, men enkelte undersøkelser tyder på at en andel av seien som har spist spillfôr har redusert kvalitet.
Miljøeffekter fra utslipp av organisk materiale fra landbasert settefiskanlegg er lite undersøkt, og denne kunnskapsoppsummeringen ser derfor primært på effekter fra sjøbasert oppdrett.
Selv om utslipp av organisk materiale fra oppdrettsanlegg fører til miljøpåvirkninger tas dette kun delvis hensyn til i dagens forvaltningssystem og i nasjonale bærekraftsvurderinger. Det er derfor behov for et mer helhetlig system for vurdering av miljømessig bærekraft i havbruksnæringen, som også tar hensyn til organiske utslipp, og som vil gi et mer fullstendig bilde av effektene slike påvirkninger kan ha på kystøkosystemene.
Delrapport 3: Muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter fra havbruk
Delrapporten gir en status over hvordan næringsstoffene fra oppdrett utnyttes i dag og gjennomgår de mest aktuelle fremtidige anvendelsene av organisk materiale og næringssalter.
Partikulært materiale fra oppdrett består av fôrrester og faeces fra fisken og benevnes ofte som slam i oppsamlet form. Næringssalter fra oppdrett omfatter hovedsakelig nitrogen i form av ammonium, nitrat, nitritt og fosfor (fosfat) i form av løste uorganiske forbindelser som dannes under fiskens metabolisme, i biologiske renseanlegg for landbaserte resirkulerende oppdrettssystemer (RAS-anlegg), og ved oppløsning av faeces og fôrrester i vann.
Hovedårsaken til de økte mengdene tilgjengelig slam fra oppdrett i Norge er innføringen av rensekravet for landbaserte oppdrettsanlegg og den kraftige utbyggingen av nye settefiskanlegg de siste 15 år.
I delrapport 1 (Broch og Ellingsen 2020) er de totale utslippene fra matfiskanlegg til norsk kystvann i 2019 beregnet til 224 000 karbon, 66 000 tonn nitrogen og 14 000 tonn fosfor. I tillegg bidro settefiskanlegg med 3 219 tonn karbon, 925 tonn nitrogen og 149 tonn fosfor, forutsatt en rensegrad på 50 %. Aas & Åsgård (2017) har beregnet at det slippes ut 535 412 tonn slam fra lakseoppdrett i sjø fordelt på 355 602 tonn faeces og 179 540 tonn fôrspill, samt 10 716 tonn slam fra settefiskproduksjonen, fordelt på 6 768 tonn fôrspill og 3 948 tonn faeces.
Partikulært materiale fra oppdrett består av fôrrester og faeces fra fisken og benevnes ofte som slam i oppsamlet form. Næringssalter fra oppdrett omfatter hovedsakelig nitrogen i form av ammonium, nitrat, nitritt og fosfor (fosfat) i form av løste uorganiske forbindelser som dannes under fiskens metabolisme, i biologiske renseanlegg for landbaserte resirkulerende oppdrettssystemer (RAS-anlegg), og ved oppløsning av faeces og fôrrester i vann.
Hovedårsaken til de økte mengdene tilgjengelig slam fra oppdrett i Norge er innføringen av rensekravet for landbaserte oppdrettsanlegg og den kraftige utbyggingen av nye settefiskanlegg de siste 15 år.
I delrapport 1 (Broch og Ellingsen 2020) er de totale utslippene fra matfiskanlegg til norsk kystvann i 2019 beregnet til 224 000 karbon, 66 000 tonn nitrogen og 14 000 tonn fosfor. I tillegg bidro settefiskanlegg med 3 219 tonn karbon, 925 tonn nitrogen og 149 tonn fosfor, forutsatt en rensegrad på 50 %. Aas & Åsgård (2017) har beregnet at det slippes ut 535 412 tonn slam fra lakseoppdrett i sjø fordelt på 355 602 tonn faeces og 179 540 tonn fôrspill, samt 10 716 tonn slam fra settefiskproduksjonen, fordelt på 6 768 tonn fôrspill og 3 948 tonn faeces.
Næringsstoffer i form av organisk materiale og næringssalter som samles opp eller er tilgjengelig for utnyttelse, stammer i all hovedsak fra landbasert settefiskproduksjon av laks og ørret. Krav til vannkvalitet i landbasert RAS-anlegg og Forurensingslovens regler om rensing av utslipp, gjør det nødvendig å filtrere ut partikulært materiale fra produksjonsvann og avløpsvann som slam. Dette må behandles etter gjeldende regler om avhending og dette utgjør i dag en utfordring og kostnad for oppdretter, samtidig som det utgjør en mulighet for ny næringsvirksomhet. Fra RAS-anlegg er næringssalter i form av totalt ammonium nitrogen (TAN) og nitrat tilgjengelig for utnyttelse fra produksjonsvann eller avløpsvann. Næringsstoffer fra åpne merdanlegg i sjø er svært krevende å utnytte. Lukkede anlegg i sjø drives foreløpig kun i liten skala kommersielt, på forsøksstadiet eller som utviklingsprosjekter knyttet til utviklingskonsesjoner.
Behandlingsgrad for oppsamlet slam er avhengig av hvilket utnyttelsesformål som velges. Det kan oppkonsentreres og avvannes til om lag 10–20 % før det fraktes vått til utnyttelse eller det kan tørkes ytterligere på anlegget. Det er utviklet flere typer tørkeanlegg som tørker slam til tørrstoffgrad over 90 %. Slammet blir da lagringsstabilt.
Behandlingsgrad for oppsamlet slam er avhengig av hvilket utnyttelsesformål som velges. Det kan oppkonsentreres og avvannes til om lag 10–20 % før det fraktes vått til utnyttelse eller det kan tørkes ytterligere på anlegget. Det er utviklet flere typer tørkeanlegg som tørker slam til tørrstoffgrad over 90 %. Slammet blir da lagringsstabilt.
Det oppsamlede slammet fra norsk oppdrett gikk i 2019 hovedsakelig til biogass, gjødselproduksjon samt kompostering og jordforbedring. Dette utgjør fortsatt en stor kostnad for oppdretter, som må betale for å få avhendet slam. Det eksporteres organisk gjødsel som inneholder tørket oppdrettslam (inklusiv fosfor) til Vietnam. Innsamlet fosfor i fiskeslam og annet avfall bør i en sirkulær økonomi erstatte råfosfat fra gruver som i dag brukes som fosforgjødsel for mat- og fôrproduksjon. Med dagens kostnadsbilde vil håndtering av fiskeslam koste så mye at verdien av fosfor alene, sammenlignet med prisen på råfosfat eller diammoniumfosfat på om lag 9–10 kr/kg fosfor, ikke er bedriftsøkonomisk lønnsomt. Pyrolyse er for tiden ikke en aktuell anvendelse for slam, da det ikke er marked for biokoks.
Det er mulig og tillatt å utnytte organisk materiale og næringssalter som næringssubstrat for nye biologiske produksjoner av alger, bakterier, grønnsaker og sopp. Fototrof og heterotrof produksjon av encelleprotein er mulig, og det er utviklet mange kommersielle produksjonskonsepter, selv om slam ikke er et optimalt substrat. Næringssalter har et stort potensial for dyrking av grønnsaker og alger i akvaponiske systemer, men har ikke fått kommersielt gjennomslag i Norge. Slam kan brukes til dyrking av sopp, men produsent må dokumentere matvaresikkerhet.
Det er mulig og tillatt å utnytte organisk materiale og næringssalter som næringssubstrat for nye biologiske produksjoner av alger, bakterier, grønnsaker og sopp. Fototrof og heterotrof produksjon av encelleprotein er mulig, og det er utviklet mange kommersielle produksjonskonsepter, selv om slam ikke er et optimalt substrat. Næringssalter har et stort potensial for dyrking av grønnsaker og alger i akvaponiske systemer, men har ikke fått kommersielt gjennomslag i Norge. Slam kan brukes til dyrking av sopp, men produsent må dokumentere matvaresikkerhet.
Børstemark er godt egnet for landbasert produksjon basert på slam som fôrsubstrat, som kan gi ytterligere verdiskaping og utgjøre et viktig bidrag til å skape en bærekraftig utnyttelse av sidestrømmene fra landbasert oppdrett. Slam kan også være egnet som fôrsubstrat for reker. Dagens regelverk tillater imidlertid ikke bruk av faeces som fôrsubstrat til dyr eller insekter.
Det er et pågående revisjonsarbeid med å endre gjødselvareregelverket i Norge. Underliggende direktorater har i 2018 levert endring til forskrift om organisk gjødsel. Det er foreslått en positivliste for råvarer, men slam fra marine akvakulturanlegg står ikke på slik positivliste. I Forordning EF nr 1009/2009 angående CE-merket gjødsel er ikke marint fiskeslam tatt inn som aktuell råvare. For å kunne ta inn slam som råvare, er det nødvendig med en omfattende dokumentasjon av biosikkerhet ved endring av dagens regelverk.
Delrapport 4: Klima
Denne delrapporten tar for seg forhold knyttet til klimaendringer. Arbeidet er kvalitativt og belyser i generelle trekk de viktigste endringene i miljøbetingelser langs kysten som følge av klimaendringer. Havet blir direkte påvirket av atmosfæriske klimaendringer ved at sjøtemperaturen stiger og at vannet blir surere. Samtidig har den globale oksygenkonsentrasjonen i havet sunket de siste seksti årene, og modeller antyder en betydelig videre nedgang innen 2100. Avhengig av andre lokale forhold vil dette påvirke forholdene for havbruk. Temperaturøkningen er raskere i nordlige områder enn lenger sør, og dette vil få konsekvenser for norskekysten. Studier antyder at den norske havbruksnæringen er sensitiv og lite tilpasningsdyktig til klimaendringer, mye på grunn av liten diversitet i produksjonen. En moderat temperaturøkning kan være en fordel, mens for høye temperaturer vil føre til dårlig vekst og død. Andre forhold som endrer seg med temperaturøkning er når, hvor og hvor mye ferskvann som tilføres kystfarvannene fra elver og land. Dette har betydning for algeoppblomstringer og planktondynamikk langs kysten, herunder skadelige algeoppblomstringer, og for lysforholdene i kystvannet. Dette påvirker forholdene for fisk i åpne sjøanlegg. Det er sannsynlig at produksjonssyklusen i sjøfasen vil bli kortere. Dette vil føre til endringer i profilen for utslipp av oppløste næringssalter og slam fra åpne sjøanlegg. Følgelig vil effektene av utslippene endre seg, og potensialet for å utnytte dem likeså. Eksisterende modellsimuleringer av klimaet i havet langs norskekysten er for grove til å kunne brukes i lokale vurderinger av effekter av klimaendringer. Som følge av dette vet man lite om konkrete verdier for temperaturendringer eller andre forhold som har innvirkning på fiskeoppdrett. Dette er viktige kunnskapshull.
Abstract
The report is divided into four sub-reports:
Sub-report 1: Quantification of emissions;
Sub-report 2: Effects of emissions;
Sub-report 3: Utilization of nutrients; and
Sub-report 4: Environmental effects.
Sub-report 1: Quantification of emissions;
Sub-report 2: Effects of emissions;
Sub-report 3: Utilization of nutrients; and
Sub-report 4: Environmental effects.
Main findings
• The total emissions from fish farms to Norwegian coastal waters in 2019 are estimated at 224 000 tonnes of carbon, 66 000 tonnes of nitrogen, and 14 000 tonnes of phosphorus. In addition, smolt farms contributed with 3 219 tonnes of carbon, 925 tonnes of nitrogen, and 149 tonnes of phosphorus.
• Emissions of dissolved organic and inorganic compounds from aquaculture are assumed to be the largest man-made source of emissions for dissolved nutrients in Norway, but the emissions are modest in relation to the natural occurring levels.
• Like other nature-based industries organic emissions from salmon farming affect many species and different habitat types in a number of ways. For many of the species or habitat types that are affected, the total effect will be limited. Based on what is known, there is little reason to believe that the effects will be so high that many species are affected at population level, or that endangered or vulnerable habitat types will be lost in Norway. Local negative effects on species and habitats will however occur.
• In 2019, sludge from Norwegian fish farming mainly went to biogas, fertilizer production as well as composting and soil improvement. This constitutes a large cost for the breeder, who must pay to have the sludge disposed. Organic fertilizers containing dried farmed sludge (including phosphorus) are exported to Vietnam.
• It is possible and legal to utilize organic material and nutrients as a nutrient substrate for new biological productions of algae, bacteria, vegetables, and fungi. Sludge from aquaculture is a wellsuited feed substrate to produce polychaete worms, but regulations must be changed if such production is to be carried out.
• Phosphorus in fish sludge and other waste should in a circular economy replace raw phosphate from mines that are currently used as phosphorus fertilizer for food and feed production, but the current cost picture does not make it economically profitable to recycle phosphorus alone. Pyrolysis is currently not a current application for sludge, as there is no market for biocoke.
• The ocean is directly affected by atmospheric climate change as sea temperatures rise, the ocean becomes more acidic, global oxygen concentrations fall and the amount of fresh water supplied to coastal waters from rivers and land changes. This is important for algae blooms and plankton dynamics along the coast, including harmful algae blooms, and the light conditions in the coastal waters.
• Studies indicate that the Norwegian aquaculture industry is sensitive and not very adaptable to climate change, largely due to small diversity in production. There is a need for detailed model simulations of how the climate in the sea along the Norwegian coast will change.
• Emissions of dissolved organic and inorganic compounds from aquaculture are assumed to be the largest man-made source of emissions for dissolved nutrients in Norway, but the emissions are modest in relation to the natural occurring levels.
• Like other nature-based industries organic emissions from salmon farming affect many species and different habitat types in a number of ways. For many of the species or habitat types that are affected, the total effect will be limited. Based on what is known, there is little reason to believe that the effects will be so high that many species are affected at population level, or that endangered or vulnerable habitat types will be lost in Norway. Local negative effects on species and habitats will however occur.
• In 2019, sludge from Norwegian fish farming mainly went to biogas, fertilizer production as well as composting and soil improvement. This constitutes a large cost for the breeder, who must pay to have the sludge disposed. Organic fertilizers containing dried farmed sludge (including phosphorus) are exported to Vietnam.
• It is possible and legal to utilize organic material and nutrients as a nutrient substrate for new biological productions of algae, bacteria, vegetables, and fungi. Sludge from aquaculture is a wellsuited feed substrate to produce polychaete worms, but regulations must be changed if such production is to be carried out.
• Phosphorus in fish sludge and other waste should in a circular economy replace raw phosphate from mines that are currently used as phosphorus fertilizer for food and feed production, but the current cost picture does not make it economically profitable to recycle phosphorus alone. Pyrolysis is currently not a current application for sludge, as there is no market for biocoke.
• The ocean is directly affected by atmospheric climate change as sea temperatures rise, the ocean becomes more acidic, global oxygen concentrations fall and the amount of fresh water supplied to coastal waters from rivers and land changes. This is important for algae blooms and plankton dynamics along the coast, including harmful algae blooms, and the light conditions in the coastal waters.
• Studies indicate that the Norwegian aquaculture industry is sensitive and not very adaptable to climate change, largely due to small diversity in production. There is a need for detailed model simulations of how the climate in the sea along the Norwegian coast will change.
Prosjektet har resultert i et omfattende datamateriale og kunnskapssammenstilling om mengder, effekter og mulig utnyttelse av næringssalter og organisk materiale fra norsk oppdrett av laks og regnbueørret. Dette vil kunne være et nyttig “oppslagsverk” og referansemateriale for bedrifter i næringen som ønsker å se på behov for og muligheter for videre utnyttelse.
-
Notat: Effekter av organisk utslipp fra havbruk i Norge – en kunnskapsoppsummering: Delrapport 2
NINA. Prosjektnotat 228. 11. mai 2020. Av Ingebrigt Uglem, Johanna Järnegren og Nina Bloecher.
-
Notat: Sammendrag fra arbeidsmøte 12. mai 2020 – Økt utnyttelse av næringsstoffer fra oppdrett
SINTEF Nord AS. Notat nr. 822000158. 2. juni 2020. Av Øyvind Hilmarsen m.fl.
-
Rapport: Kunnskaps- og erfaringskartlegging om effekter av og muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter fra havbruk: Delrapport 1 – Kvantifisering av utslipp
SINTEF. Rapport 2020:00342. Av Ole Jacob Broch og Ingrid Ellingsen.
-
Rapport: Kunnskaps- og erfaringskartlegging om effekter av og muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter fra havbruk: Delrapport 4 – Klima
SINTEF Ocean AS. Rapport nr. 2020:01254. 20. november 2020. Av Ole Jacob Broch, Matilde Skogen Chauton og Ingrid Ellingsen.
-
Rapport: Kunnskaps- og erfaringskartlegging om effekter av og muligheter for utnyttelse næringsstoffer fra oppdrett: Delrapport 3 – Utnyttelse av organisk materiale og næringssalter
SINTEF Nord AS. Rapport nr. 2020:01309. 27. november 2020. Av Øyvind Hilmarsen (SINTEF Nord), Andreas Hagemann (SINTEF Ocean AS), Matilde Skogen Chauton (SINTEF Ocean), Jan Ove Evjemo (SINTEF Ocean), Jon Hovland (SINTEF Industri), Hanne Wasmuth Brendeløkken (SINTEF Nord), Randulf Høyli (SINTEF Nord AS), Simon Goddek (Bluecyceling B.V., ) og Grethe Lilleng (SINTEF Nord).
-
Sluttrapport: Kunnskaps- og erfaringskartlegging om effekter av og muligheter for utnyttelse av organisk materiale og næringssalter fra havbruk
SINTEF Nord AS. Rapport 2020:01383. 6. januar 2021. Av Øyvind Hilmarsen (SINTEF Nord), Ole Jacob Broch (SINTEF Ocean AS), Ingebrigt Uglem ( Norsk institutt for naturforskning (NINA)), Matilde Skogen Chauton (SINTEF Ocean), Johanna Järnegren (NINA), Andreas Hagemann (SINTEF Ocean), Nina Bloecher (SINTEF Ocean), Ingrid Ellingsen (SINTEF Ocean), Jan Ove Evjemo (SINTEF Ocean), Jon Hovland (NINA), Simon Goddek (Wageningen university), Hanne Wasmuth Brendeløkken (SINTEF Nord), Randulf Høyli (SINTEF Nord) og Grethe Lilleng (SINTEF Nord).
Miljøeffekter av utslipp av organisk materiale og næringssalter fra produksjon av laks og regnbueørret frem til slakting får stadig større oppmerksomhet. Havforskningsinstituttet har i sine risikovurderinger vurdert sannsynligheten for uakseptable miljøeffekter som liten, med unntak av enkelte områder der lokale effekter kan oppstå. I noen tilfeller er det også sannsynlig utslipp av organisk materiale og næringssalter fra havbruk kan være en positiv ressurs i miljøet. Organisk materiale fra lakseoppdrett kan også ses på som en ressurs på avveie. Økt andel av produksjonen skjer i dag i ulike typer semilukkede anlegg, der avløpsvannet ledes ut som punktutslipp. De fleste smoltanlegg har allerede krav om rensing av utslipp. Det er etterspurt en grundig kunnskapssammenstilling om utslipp av og muligheter for utnyttelse av næringssalter og organisk materiale fra produksjon av laks og regnbueørret, med fokus blant annet på kvantifisering, miljøeffekter, rense- og utnyttelsesmuligheter.
FHF finansierte i 2006 prosjektet “Kunnskapsstatus om næringssalttilførsler og eutrofiering om havbruksvirksomhet” (FHF-542014). Forskningsrådet og FHF samfinansierte i 2009–2012 prosjektet “Ecosystem Responses to Aquaculture Induced Stress (ECORAIS)” (FHF-900260), der bunnpåvirkning og diversitet av makrofauna, kvantifisering av mengde og sammensetning av fekalier fra laks og torsk, vekst av planktonalger, makroalger og blåskjell nært oppdrettsanlegg mm ble studert. Bellona utarbeidet i 2017 prosjektet “Miljøkonsekvensanalyse av integrert multitrofisk havbruk i Norge” (FHF-901155), finansiert av FHF og Nærings- of fiskeridepartementet. I det FHF-finansierte prosjektet “Analyse av landbasert oppdrett av laks: Produksjon, økonomi og risiko” (FHF-901442) ble det beregnet at en full overgang til landbasert matfiskproduksjon i Norge ville medføre produksjon av mer enn 200 000 tonn slam/organisk materiale med 90 % tørrstoff. Det pågår en rekke forsøk med utnyttelse av slikt slam renset ut av avløpsvann fra oppdrettsanlegg, særlig smoltanlegg, der slammet benyttes til energiproduksjon, som karbonkilde ved sementproduksjon, potensielt som jordforbedring m.m.
FHF finansierte i 2015–2016 en analyse, “Næringsutslipp fra havbruk: Nasjonale og regionale perspektiv” (FHF-901178), der en konklusjon var at “Spillfôr kan spises direkte av fisk som oppholder seg rundt anlegget. Man kjenner ikke til målinger av andel spillfôr som blir spist, men anslår man at ca. 50 % spises, så representerer dette en produksjon på 50 000 tonn høstbar fisk”. FHF har bidratt med finansiering av mange prosjekter rettet blant annet mot fangst av og kvalitet på villfisk som samler seg rundt og spiser fôrrester under oppdrettsanlegg, blant andre:
• “Captured based aquaculture around fish farms: Developing a small scale fjord fishery” (FHF-343022)
• “Akustisk overvåking av sei i Ryfylkebassenget” (FHF-900302)
• “Fangst og mellomlagring av villfisk ved oppdrettsanlegg: Hovedprosjekt” (FHF-900501)
• “Tiltak for positiv sameksistens mellom havbruk og fiskeri: ProCoEx (Evaluation of Actions to Promote Sustainable Coexistence between Salmon Culture and Coastal Fisheries (ProCoEx))” (FHF-900772)
• “Evaluering av tiltak for å fremme bærekraftig sameksistens mellom fiskeri og havbruk: Fase II (ProCoEX II)” (FHF-900909)
• “Utprøving av teineteknologi for fangst av villfisk under oppdrettsanlegg” (FHF-901080), og
• “Utvikling av fiske ved oppdrettsanlegg” (FHF-901528)
FHF finansierer flere prosjekter som studerer og utvikler bedre metodikk for å dokumentere effekt av organisk materiale m.m. på havbunnen under anlegg:
FHF finansierte i 2006 prosjektet “Kunnskapsstatus om næringssalttilførsler og eutrofiering om havbruksvirksomhet” (FHF-542014). Forskningsrådet og FHF samfinansierte i 2009–2012 prosjektet “Ecosystem Responses to Aquaculture Induced Stress (ECORAIS)” (FHF-900260), der bunnpåvirkning og diversitet av makrofauna, kvantifisering av mengde og sammensetning av fekalier fra laks og torsk, vekst av planktonalger, makroalger og blåskjell nært oppdrettsanlegg mm ble studert. Bellona utarbeidet i 2017 prosjektet “Miljøkonsekvensanalyse av integrert multitrofisk havbruk i Norge” (FHF-901155), finansiert av FHF og Nærings- of fiskeridepartementet. I det FHF-finansierte prosjektet “Analyse av landbasert oppdrett av laks: Produksjon, økonomi og risiko” (FHF-901442) ble det beregnet at en full overgang til landbasert matfiskproduksjon i Norge ville medføre produksjon av mer enn 200 000 tonn slam/organisk materiale med 90 % tørrstoff. Det pågår en rekke forsøk med utnyttelse av slikt slam renset ut av avløpsvann fra oppdrettsanlegg, særlig smoltanlegg, der slammet benyttes til energiproduksjon, som karbonkilde ved sementproduksjon, potensielt som jordforbedring m.m.
FHF finansierte i 2015–2016 en analyse, “Næringsutslipp fra havbruk: Nasjonale og regionale perspektiv” (FHF-901178), der en konklusjon var at “Spillfôr kan spises direkte av fisk som oppholder seg rundt anlegget. Man kjenner ikke til målinger av andel spillfôr som blir spist, men anslår man at ca. 50 % spises, så representerer dette en produksjon på 50 000 tonn høstbar fisk”. FHF har bidratt med finansiering av mange prosjekter rettet blant annet mot fangst av og kvalitet på villfisk som samler seg rundt og spiser fôrrester under oppdrettsanlegg, blant andre:
• “Captured based aquaculture around fish farms: Developing a small scale fjord fishery” (FHF-343022)
• “Akustisk overvåking av sei i Ryfylkebassenget” (FHF-900302)
• “Fangst og mellomlagring av villfisk ved oppdrettsanlegg: Hovedprosjekt” (FHF-900501)
• “Tiltak for positiv sameksistens mellom havbruk og fiskeri: ProCoEx (Evaluation of Actions to Promote Sustainable Coexistence between Salmon Culture and Coastal Fisheries (ProCoEx))” (FHF-900772)
• “Evaluering av tiltak for å fremme bærekraftig sameksistens mellom fiskeri og havbruk: Fase II (ProCoEX II)” (FHF-900909)
• “Utprøving av teineteknologi for fangst av villfisk under oppdrettsanlegg” (FHF-901080), og
• “Utvikling av fiske ved oppdrettsanlegg” (FHF-901528)
FHF finansierer flere prosjekter som studerer og utvikler bedre metodikk for å dokumentere effekt av organisk materiale m.m. på havbunnen under anlegg:
• “High throughput eDNA surveys for benthic monitoring of salmon farms in Norway: A validation study” (FHF-901092), og
• “Bunnpåvirkning fra marine matfiskanlegg: Modellberegninger av geografisk omfang og biologiske konsekvenser/ Benchmarking of deposition models” (FHF-901322)
Havforskningsinstituttet utgir årlig Risikorapport norsk fiskeoppdrett. I Risikorapport 2018 inngår et omfattende kapittel 6: Utslipp av partiklulære og løste stoffer fra matfiskanlegg, inkludert en kunnskapsstatus om miljøeffekter. Generelt vurderes risikoen for regional påvirkning å være liten i områder med god vannutskiftning, mens mer innestengte områder og terskelfjorder med grunn terskel (<100m dyp) med høy produksjonsintensitet kan være risikoområder. Lokalt overvåkes bunnforholdene med MOM-B- og MOM-C-undersøkelser, og det konkluderes i risikorapporten med at konsekvensene av den lokale påvirkningen vurderes som lav dersom anlegget holder seg godt innen miljømålene og ligger godt plassert i et område med god bæreevne.
På samme måte som andre næringer som baseres på kunstig produksjon av naturlige organismer eller høsting av naturressurser, vil også havbruk påvirke miljøet. Påvirkningen kan være både positiv, negativ eller nøytral for ulike arter, og vil variere for ulike livsstadier eller kjønn innen hver art, og en rekke andre faktorer (Holmer 2010, Sæther m.fl. 2013), samt også i forhold til hvilket nivå eller ståsted eventuelle påvirkninger evalueres.
Det er i hovedsak tre typer organisk eller biogent utslipp fra oppdrettsanlegg; partikulært materiale, samt oppløst organisk og uorganisk materiale. De løste stoffene består både av organiske og uorganiske forbindelser som vil virke som næringssalter. Det partikulære utslippet kommer fra fôrspill og fekalier. Store partikler synker raskt til bunnen ved anlegg, hvor de kan konsumeres av dyr i vannsøylen eller på bunnen, mens små partikler flyter lengre, og er tilgjengelig for filtrerende dyr, både dyreplankton, fisk og skjell (Troell m.fl. 2009). Målinger indikerer at 10–15 % av fekaliepartiklene er finpartikulære og kan ha effekter i den eufotiske sonen (Husa m.fl. 2011). Løste uorganiske næringsstoffer er næringssalter som skilles ut ved ekskresjon og som raskt tas opp i planteplanktonet i den eufotiske sonen og makroalger i strandsonen. Løste organiske næringsstoffer er molekyler og partikler <0,2 μm som inneholder nitrogen eller fosfor. Tilførselen skjer primært ved lekkasje fra fekalier og fôrspill. Løste uorganiske næringsstoffer fra fôrspill er sannsynligvis lett utnyttbart for bakteriene i vannet, mens det som kommer fra fekalier er fordøyd og har lavere biologisk tilgjengelighet. Løst nitrogen og fosfor representerer en mindre fraksjon av utslippene, stoffene er stabile og har generelt lang omsetningstid i det marine næringsnettet (Anon 2011).
Utslipp av organiske materialer kan påvirke miljøet på flere måter, for eksempel ved overgjødsling av de frie vannmassene. Data fra oppdrettsintensive områder i Chile, Skottland, Middelhavet og Hardangerfjorden, tyder imidlertid på at det er liten risiko for en regional overgjødsling i områder med god vannutskiftning (Gowen & Ezzi 1994, Soto & Norambuena 2004, Pitta m.fl. 2006, Husa m.fl. 2010). Det er videre antatt at totalt menneskelig utslipp av næringssalter langs norskekysten, inkludert akvakultur, vil ha liten innvirkning på næringssaltverdien i kystvannet (Skjoldal m.fl. 1997, Aure & Skjoldal 2003). Overgjødsling av frie vannmasser kan imidlertid ikke utelukkes i områder med dårlig vannutskifting og mye oppdrett (f.eks. Sæther m.fl. 2013, Grefsrud m.fl. 2018).
Utslipp av partikulært materiale vil akkumuleres på bunnen rundt anleggene. På grunne lokaliteter med lite strøm blir bunnen like under anleggene mest påvirket, mens påvirkningen spres over et større område på dype og strømsterke lokaliteter. Sannsynligheten for negativ regional bunnpåvirkning i åpne kystområder og store fjorder med dyp terskel er lav, men den samlede lokale påvirkningen i noen områder med mye oppdrett kan trolig bli betydelig. Tilstanden ved anlegg vurderes gjennom MOM-systemet og er på landsbasis generelt vurdert å være god/svært god (Grefsrud m.fl. 2018). Tilstanden er blitt vurdert som dårlig/svært dårlig for <10 % av anleggene. I slike tilfeller vil brakklegging bidra til å redusere påvirkningen. Det finnes ikke noe "MOM-system" for forvaltning av oppløste næringssalter.
Utslipp av partikulært materiale (spillfôr) kan også utnyttes av vill marin fisk (Sæther m.fl. 2013, Uglem m.fl. 2014), noe som kan være positivt i form av økt biomasse av villfisk og kanskje også som økt reproduktivt potensiale. Villfisk som spiser spillfôr vil også redusere bentisk påvirkning da utslippet bindes i kroppsvev. En diett bestående av laksefôr kan imidlertid redusere kvaliteten på vill torskefisk, men det er ikke funnet store forskjeller mellom villfisk som har spist laksefôr eller naturlig føde (Uglem m.fl. 2014; 2017). Fiskere langs hele kysten opplever likevel at sei som har spist laksefôr har betydelig redusert konsumkvalitet.
For å realisere Norges bioøkonomistrategi (Nærings- og fiskeridepartementet, 2016) kreves det løsninger for bærekraftig utnyttelse av biologiske ressurser med minimal miljøpåvirkning. En drastisk endring og økning av verdens matproduksjon er påkrevd for å bære den kraftige befolkningsveksten. Organisk materiale og næringssalter fra norsk oppdrett utgjør i dag en ressurs som kan danne grunnlaget for nye verdikjeder innenfor biologisk produksjon. Organisk materiale kan fungere som næring for akvatiske organismer som f.eks. børstemark og tanglopper, mens næringssalter kan danne grunnlaget for akvaponi og oppdrett av tare. Oppdrettsnæringen har tidligere lyktes å omgjøre dødfiskensilasje fra problem til ressurs og i tilknytning til lakseslakterier er det etablert anlegg som utnytter de biologiske restproduktene. Organisk materiale fra oppdrett har potensiale til å bli utnyttet på samme måte.
Organisk materiale fra oppdrett kan brukes til energiproduksjon gjennom f.eks. pyrolyse og biogassanlegg, eller brukes direkte til forbrenning ved industriprosesser som f.eks. betongproduksjon. Det er gjort studier som viser at slam fra settefiskanlegg inneholder relativt mye energi (omkring 20 MJ/kg tørrstoff), nitrogen (5–7 %) og fett (14–18 %) i gjennomsnitt på tørrstoffbasis gjennom året (Ytterstøl 2016).
Ved etablering av nye settefiskanlegg og landbaserte matfiskanlegg pålegges anleggene rensekrav for utslipp av suspendert stoff og organisk stoff (BOF-biokjemisk oksygenforbruk eller KOF-kjemisk oksygenforbruk). For lukkede oppdrettsanlegg i sjø vil organiske materiale kunne samles opp og behandles på samme måte som for landbasert oppdrett. Det er utviklet kommersiell renseteknologi for landbasert oppdrett som sørger for rensing, oppkonsentrering og tørking av slam, slik at det er lagringsstabilt og transportabelt. Det er etablert returordninger der enkelte fôrleverandører tar slam vederlagsfritt i retur, og det er utviklet et marked for et gjødselprodukt (MINORGA) basert på b.la. organisk materiale fra oppdrett til Vietnam (Roholdt 2019). Næringssalter kan utnyttes til akvaponi, og det kan dyrkes grønnsaker som salat, sukkererter osv. ved bruk av avløpsvann fra oppdrettsanlegg. Bedriften Superiorfresh i Michigan, USA har utviklet et verdens største akvaponianlegg i tilknytning til landbasert matfiskproduksjon av laks.
• “Bunnpåvirkning fra marine matfiskanlegg: Modellberegninger av geografisk omfang og biologiske konsekvenser/ Benchmarking of deposition models” (FHF-901322)
Havforskningsinstituttet utgir årlig Risikorapport norsk fiskeoppdrett. I Risikorapport 2018 inngår et omfattende kapittel 6: Utslipp av partiklulære og løste stoffer fra matfiskanlegg, inkludert en kunnskapsstatus om miljøeffekter. Generelt vurderes risikoen for regional påvirkning å være liten i områder med god vannutskiftning, mens mer innestengte områder og terskelfjorder med grunn terskel (<100m dyp) med høy produksjonsintensitet kan være risikoområder. Lokalt overvåkes bunnforholdene med MOM-B- og MOM-C-undersøkelser, og det konkluderes i risikorapporten med at konsekvensene av den lokale påvirkningen vurderes som lav dersom anlegget holder seg godt innen miljømålene og ligger godt plassert i et område med god bæreevne.
På samme måte som andre næringer som baseres på kunstig produksjon av naturlige organismer eller høsting av naturressurser, vil også havbruk påvirke miljøet. Påvirkningen kan være både positiv, negativ eller nøytral for ulike arter, og vil variere for ulike livsstadier eller kjønn innen hver art, og en rekke andre faktorer (Holmer 2010, Sæther m.fl. 2013), samt også i forhold til hvilket nivå eller ståsted eventuelle påvirkninger evalueres.
Det er i hovedsak tre typer organisk eller biogent utslipp fra oppdrettsanlegg; partikulært materiale, samt oppløst organisk og uorganisk materiale. De løste stoffene består både av organiske og uorganiske forbindelser som vil virke som næringssalter. Det partikulære utslippet kommer fra fôrspill og fekalier. Store partikler synker raskt til bunnen ved anlegg, hvor de kan konsumeres av dyr i vannsøylen eller på bunnen, mens små partikler flyter lengre, og er tilgjengelig for filtrerende dyr, både dyreplankton, fisk og skjell (Troell m.fl. 2009). Målinger indikerer at 10–15 % av fekaliepartiklene er finpartikulære og kan ha effekter i den eufotiske sonen (Husa m.fl. 2011). Løste uorganiske næringsstoffer er næringssalter som skilles ut ved ekskresjon og som raskt tas opp i planteplanktonet i den eufotiske sonen og makroalger i strandsonen. Løste organiske næringsstoffer er molekyler og partikler <0,2 μm som inneholder nitrogen eller fosfor. Tilførselen skjer primært ved lekkasje fra fekalier og fôrspill. Løste uorganiske næringsstoffer fra fôrspill er sannsynligvis lett utnyttbart for bakteriene i vannet, mens det som kommer fra fekalier er fordøyd og har lavere biologisk tilgjengelighet. Løst nitrogen og fosfor representerer en mindre fraksjon av utslippene, stoffene er stabile og har generelt lang omsetningstid i det marine næringsnettet (Anon 2011).
Utslipp av organiske materialer kan påvirke miljøet på flere måter, for eksempel ved overgjødsling av de frie vannmassene. Data fra oppdrettsintensive områder i Chile, Skottland, Middelhavet og Hardangerfjorden, tyder imidlertid på at det er liten risiko for en regional overgjødsling i områder med god vannutskiftning (Gowen & Ezzi 1994, Soto & Norambuena 2004, Pitta m.fl. 2006, Husa m.fl. 2010). Det er videre antatt at totalt menneskelig utslipp av næringssalter langs norskekysten, inkludert akvakultur, vil ha liten innvirkning på næringssaltverdien i kystvannet (Skjoldal m.fl. 1997, Aure & Skjoldal 2003). Overgjødsling av frie vannmasser kan imidlertid ikke utelukkes i områder med dårlig vannutskifting og mye oppdrett (f.eks. Sæther m.fl. 2013, Grefsrud m.fl. 2018).
Utslipp av partikulært materiale vil akkumuleres på bunnen rundt anleggene. På grunne lokaliteter med lite strøm blir bunnen like under anleggene mest påvirket, mens påvirkningen spres over et større område på dype og strømsterke lokaliteter. Sannsynligheten for negativ regional bunnpåvirkning i åpne kystområder og store fjorder med dyp terskel er lav, men den samlede lokale påvirkningen i noen områder med mye oppdrett kan trolig bli betydelig. Tilstanden ved anlegg vurderes gjennom MOM-systemet og er på landsbasis generelt vurdert å være god/svært god (Grefsrud m.fl. 2018). Tilstanden er blitt vurdert som dårlig/svært dårlig for <10 % av anleggene. I slike tilfeller vil brakklegging bidra til å redusere påvirkningen. Det finnes ikke noe "MOM-system" for forvaltning av oppløste næringssalter.
Utslipp av partikulært materiale (spillfôr) kan også utnyttes av vill marin fisk (Sæther m.fl. 2013, Uglem m.fl. 2014), noe som kan være positivt i form av økt biomasse av villfisk og kanskje også som økt reproduktivt potensiale. Villfisk som spiser spillfôr vil også redusere bentisk påvirkning da utslippet bindes i kroppsvev. En diett bestående av laksefôr kan imidlertid redusere kvaliteten på vill torskefisk, men det er ikke funnet store forskjeller mellom villfisk som har spist laksefôr eller naturlig føde (Uglem m.fl. 2014; 2017). Fiskere langs hele kysten opplever likevel at sei som har spist laksefôr har betydelig redusert konsumkvalitet.
For å realisere Norges bioøkonomistrategi (Nærings- og fiskeridepartementet, 2016) kreves det løsninger for bærekraftig utnyttelse av biologiske ressurser med minimal miljøpåvirkning. En drastisk endring og økning av verdens matproduksjon er påkrevd for å bære den kraftige befolkningsveksten. Organisk materiale og næringssalter fra norsk oppdrett utgjør i dag en ressurs som kan danne grunnlaget for nye verdikjeder innenfor biologisk produksjon. Organisk materiale kan fungere som næring for akvatiske organismer som f.eks. børstemark og tanglopper, mens næringssalter kan danne grunnlaget for akvaponi og oppdrett av tare. Oppdrettsnæringen har tidligere lyktes å omgjøre dødfiskensilasje fra problem til ressurs og i tilknytning til lakseslakterier er det etablert anlegg som utnytter de biologiske restproduktene. Organisk materiale fra oppdrett har potensiale til å bli utnyttet på samme måte.
Organisk materiale fra oppdrett kan brukes til energiproduksjon gjennom f.eks. pyrolyse og biogassanlegg, eller brukes direkte til forbrenning ved industriprosesser som f.eks. betongproduksjon. Det er gjort studier som viser at slam fra settefiskanlegg inneholder relativt mye energi (omkring 20 MJ/kg tørrstoff), nitrogen (5–7 %) og fett (14–18 %) i gjennomsnitt på tørrstoffbasis gjennom året (Ytterstøl 2016).
Ved etablering av nye settefiskanlegg og landbaserte matfiskanlegg pålegges anleggene rensekrav for utslipp av suspendert stoff og organisk stoff (BOF-biokjemisk oksygenforbruk eller KOF-kjemisk oksygenforbruk). For lukkede oppdrettsanlegg i sjø vil organiske materiale kunne samles opp og behandles på samme måte som for landbasert oppdrett. Det er utviklet kommersiell renseteknologi for landbasert oppdrett som sørger for rensing, oppkonsentrering og tørking av slam, slik at det er lagringsstabilt og transportabelt. Det er etablert returordninger der enkelte fôrleverandører tar slam vederlagsfritt i retur, og det er utviklet et marked for et gjødselprodukt (MINORGA) basert på b.la. organisk materiale fra oppdrett til Vietnam (Roholdt 2019). Næringssalter kan utnyttes til akvaponi, og det kan dyrkes grønnsaker som salat, sukkererter osv. ved bruk av avløpsvann fra oppdrettsanlegg. Bedriften Superiorfresh i Michigan, USA har utviklet et verdens største akvaponianlegg i tilknytning til landbasert matfiskproduksjon av laks.
Hovedmål
Å utarbeide en samlet og godt oppdatert kunnskaps- og erfaringskartlegging om effekter av og muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter fra havbruk.
Delmål
a. Å kvantifisere utslipp av organisk materiale og næringssalter fra dagens havbruksnæring.
b. Å gi en oppdatert systematisk oversikt over dokumentert kunnskap om effekter av utslipp av organisk materiale og næringssalter, både negative og positive.
c. Å gi en oppdatert systematisk oversikt over teknologiske og biologiske muligheter og begrensninger for direkte eller indirekte utnyttelse av organisk materiale og næringssalter fra havbruk.
d. Å avdekke kunnskapsbehov for økt anvendelse av organisk materiale og næringssalter fra havbruk som ressurser (alle).
e. Å evaluere hvordan klimaendringer vil kunne påvirke effekter av og muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter.
Å utarbeide en samlet og godt oppdatert kunnskaps- og erfaringskartlegging om effekter av og muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter fra havbruk.
Delmål
a. Å kvantifisere utslipp av organisk materiale og næringssalter fra dagens havbruksnæring.
b. Å gi en oppdatert systematisk oversikt over dokumentert kunnskap om effekter av utslipp av organisk materiale og næringssalter, både negative og positive.
c. Å gi en oppdatert systematisk oversikt over teknologiske og biologiske muligheter og begrensninger for direkte eller indirekte utnyttelse av organisk materiale og næringssalter fra havbruk.
d. Å avdekke kunnskapsbehov for økt anvendelse av organisk materiale og næringssalter fra havbruk som ressurser (alle).
e. Å evaluere hvordan klimaendringer vil kunne påvirke effekter av og muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter.
Oppsummert kunnskap om dokumenterte miljøeffekter fra havbruk vil legge et godt faglig grunnlag for diskusjon omkring
miljøpåvirkning og rammebetingelser for oppdrett i Norge.
Utnyttelse av organisk materiale og næringssalter kan danne grunnlag for ny biologisk produksjon i Norge.
Organisk materiale og næringssalter kan på sikt utgjøre en verdi for oppdrettere for produksjon av nye produkter. F.eks. dersom tørket slam får en salgsverdi på kr 1 per kg, vil slam fra all norsk oppdrettsproduksjon utgjøre en teoretisk verdi på om lag 230 millioner kroner for oppdretter.
Utnyttelse av organisk materiale og næringssalter kan danne grunnlag for ny biologisk produksjon i Norge.
Organisk materiale og næringssalter kan på sikt utgjøre en verdi for oppdrettere for produksjon av nye produkter. F.eks. dersom tørket slam får en salgsverdi på kr 1 per kg, vil slam fra all norsk oppdrettsproduksjon utgjøre en teoretisk verdi på om lag 230 millioner kroner for oppdretter.
Prosjektet består av følgende arbeidspakker:
Arbeidspakke 1 (AP1): Kvantifisering av utslipp
Utføres av: SINTEF Ocean, NINA
Tidligere studier (f.eks. Wang et al. 2012 og prosjektet “Næringsutslipp fra havbruk: Nasjonale og regionale perspektiv” (FHF-901178) vil bli brukt som utgangspunkt for kvantifisering av dagens utslipp fra norsk lakse- og ørretproduksjon. Produksjonen har økt de siste årene, og landfasen (for laks) er forlenget. Ny og oppdatert informasjon om produksjon, biomasse og fôrforbruk må derfor innhentes fra offisielle statistikker, oppdrettere og fôrprodusenter. Geografisk fordeling av utslippene mellom produksjonsområdene vil bli gjennomgått, samt for tre typer resipienter: 1) terskelfjorder; 2) beskyttede fjord- og kystområder; og 3) eksponerte kystområder. Bæreevnen til disse resipientene antas å være ulik, og effekten per enhet utslipp kan variere mellom dem.
Utslipp både fra landbaserte anlegg med ulike renseteknologier og åpne sjøanlegg vil bli kvantifisert. Både partikulære (fekalier og fôrspill) og oppløste (respirasjon og ekskresjon -ammonium, fosfat; organiske molekyler fra fekalier og fôr) utslipp vil også bli kvantifisert. Stoikiometriske forhold i utslippene (CNP-forhold), FCR og tilgjengelighet for planteplankton, makroalger, filtrerende organismer (skjell, sjøpølser), børstemark og fisk vil bli diskutert med tanke på bruk i AP2 og AP3. Utslippene vil bli sammenlignet med utslipp fra andre antropogene kilder. Tids- og sesongaspekter ved utslippene vil bli belyst. Dette har betydning for AP2, AP3 og AP4.
Kunnskapsbehovene for kvantifisering av utslipp fra havbruk i Norge vil bli beskrevet. Det vil bli redegjort for usikkerheten i funnene, i den grad denne kan vurderes. Der usikkerheten ikke kan vurderes på en rimelig måte, vil også de største kunnskapshullene være. AP1 vil delvis være et litteraturstudium som inkluderer gjennomgang og innhenting av data og statistikker vedrørende produksjon, salg og fôrforbruk. Det vil også bli gjort geografisk kategorisering og vurdering av resipienter og lokaliteter.
Leveranser:
Delrapport 1: Kvantifisering av utslipp
Arbeidspakke 2 (AP2): Effekter av utslipp
Utføres av: SINTEF Ocean, NINA
Oppløste næringssalter følger vanntransporten passivt og fører til effekter i pelagialen mens organiske partikulære utslipp synker mot bunnen og påvirker bentos. Tetthet, størrelse og form på partiklene har betydning for synkehastigheten og dermed hvor langt stoffene spres. Organisk materiale og sedimenter på bunnen kan bli resuspendert og igjen vekselvirke med pelagialen. Det finnes gode oversiktsartikler om dette (Reid et al., 2009), men nye primærkilder gjør en oppdatert studie nødvendig. Flere numeriske modeller for spredning og deponering av organiske utslipp fra akvakultur er utviklet og i bruk (Cromey, 2002; Broch et al., 2017). I det FHF-finansierte prosjektet Bunnpåvirkning fra marine matfiskanlegg: Modellberegninger av geografisk omfang og biologiske konsekvenser/ Benchmarking of deposition models (FHF-901322) blir resultater fra flere slike modeller sammenlignet. SINTEF Ocean deltar i dette prosjektet, og vil trekke inn kunnskapen herfra.
Oppløste næringssalter tas raskt opp av planteplankton og det blir ikke målt forhøyede økte konsentrasjoner bortsett fra ganske tett på matfiskanlegg (Jansen et al., 2018). Produksjonen i planktonsamfunnet kan imidlertid skje først etter flere dager. Effekten av næringssaltutslipp i sjø vil derfor ikke nødvendigvis skje på samme sted som utslippet (Olsen et al., 2014). Dette aspektet vil bli belyst, også i forhold til oppblomstring av skadelige alger (HAB-effekter) og eutrofiering. Det er viktig å avdekke kunnskapsbehov når det gjelder skadelige vekselvirkninger med ulike miljøfaktorer og (antropogen) tilførsel av næringssalter.
Effektene av ulike utslippsfraksjoner fra sjø- og landbaserte anlegg vil bli vurdert for de ulike organismene som kan tenkes å bli påvirket/ta opp/spise materialet, fra planteplankton og bakterier til villfisk som spiser fôrspill. Effektene av utslipp vil om relevant bli drøftet mot tålegrenser for ulike resipienter (f.eks. høy versus lavproduktive områder). Forvaltningsaspekter vil også bli diskutert.
Kunnskapsoppsummeringen i AP2 vil inneholde en begrepsavklaring for og beskrivelse av de relevante effektene man kan forvente, inkludert mulige koblinger mellom bentiske og pelagiske effekter. Vurderingen vil bli basert på analyser av den nyeste og beste tilgjengelige vitenskapelige kunnskapen på feltet og usikkerheter/kunnskapshull vil bli definert.
Leveranser:
Delrapport 2: Effekter av utslipp
Arbeidspakke 3 (AP3): Teknologiske og biologiske muligheter for utnyttelse av organisk materiale og næringssalter fra havbruk
Utføres av: SINTEF Nord, SINTEF Ocean og SINTEF Industri
AP3 skal kartlegge biologiske og teknologiske muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter fra havbruk (delmål c), samt avdekke kunnskapshull for å øke bruken av disse materialene som ressurser inn i nye verdikjeder (delmål d). I arbeidet kartlegges dagens status for håndtering av fiskeslam med hensyn til bl.a. anvendelser, teknologier og økonomiske aspekter. Det vil ses på muligheter for nye anvendelser (produkter, teknologier, forretningsmodeller) av fiskeslam, herunder også en vurdering av hvilke regelverk og krav som stilles til fiskeslam i ulike anvendelser (tungmetaller, næringsinnhold, TS, energi, bruk som fôrsubstrat, osv.). Arbeidet skal utlede verdikjeder der rekkefølgen av nye anvendelser kan bestemmes av: i) utnyttelsesgrad av næringsstoffer, ii) bevaring av næringsstoffer for ytterligere utnyttelse og iii) lønnsomhetsvurdering av anvendelsene eller kombinasjoner av disse. Det ses spesielt nærmere på muligheter knyttet til ny bioproduksjon, fosforutvinning, biogassproduksjon og pyrolyse, samt kombinasjoner av disse. Det vil også kunne identifiseres ytterligere anvendelser i prosjektarbeidet.
Ny bioproduksjon
Det er en rekke lavtrofiske organismer som har betydelig potensiale for produksjon av marin biomasse. Børstemark (Polychaeta) har kapasitet til å omdanne store mengder partikulært organisk avfall til biomasse av høy kvalitet som er rik på proteiner, essensielle aminosyrer og ettertraktede, essensielle marine fettsyrer. SINTEF Ocean har i en årrekke forsket på potensialet som ligger i å utnytte sidestrømmer (avfallsstrømmer) fra akvakultur- og biogassindustrien til sekundær bioproduksjon av blant annet børstemark, og har gjennom dette arbeidet opparbeidet en god prosjektportefølje bestående av strategiske instituttprosjekter (LOWTROPHIC), forsker- (POLYCHAETE, Forskningsrådets prosjektnr. 280836) og industri- og bedriftsprosjekter (COMPLETE, Forskningsrådets prosjektnr. 256281; og SLAMPRO, Regionalt forskningsfond (RFF)-Nord-Norge, prosjektnr. 282516), samt flere vitenskapelige publikasjoner på temaet (Wang et al., 2019a; Wang et al., 2019b). Erfaringer så langt viser at det foreligger et stort produksjonspotensiale i denne typen ressurseffektiv sirkulær produksjon, og at råstoff fra børstemark produsert på avfallsstrømmer holder svært god kvalitet med hensyn til bruk som fôringrediens. Også tanglopper (Gammaridae) er blitt testet i flere prosjekter hos SINTEF (BioCycles, Forskningsrådets prosjektnr. 295063, SINTEF-rapport SFH F072014, SFH F18977, SFH F062066) der det er dokumentert at de har evnen til å dekomponere restprodukter fra marin industri til biomasse som er rik på proteiner og n-3-fettsyrer. Mikroalger og makroalger vokser raskt, tar opp CO2 og næringsstoffer, og er effektive produsenter av henholdsvis omega-3-fettsyrer og protein. I tillegg kan fosfor, som er en minkende ressurs i terrestriske systemer, trolig tas opp av børstemark og mikro- og makroalger og gjøres tilgjengelig via fôringredienser for ny matproduksjon, og restavfallsstrømmer kan benyttes som plantegjødsel for ytterligere utnyttelse av fosfor og nitrogen i produksjon av terrestriske fôringredienser og/eller til å produsere bioenergi. Eksempelvis ble det i prosjektet STRANDSNEGL (Regionalt forskningsfond (RFF)-Midt-Norge, prosjektnr. 282526) vist at det er mulig å dyrke grønnalgen Ulva lactuca i et intensivt resirkuleringssystem i multitrofisk kultur sammen med vanlig strandsnegl (Litorina litorea), utelukkende på avfallsprodukter fra sneglene. U. lactuca er en ettertraktet råvare for humant konsum og er samtidig en ypperlig fôrkilde for mange lavtrofiske organismer. Integrerte produksjonsprosesser på flere trofiske nivå (IMTA) i lukkede systemer kan bidra til økt norsk matproduksjon gjennom å optimalisere fôrkretsløpet, øke ressursutnyttelsen og redusere avfall og miljøpåvirkning.
I åpne IMTA-systemer i sjø med laks og tare er det potensielt mulig å produsere 2 til 3 ganger så mye tare per arealenhet som i en ordinær monokultur (Fossberg et al., 2018). Dette åpner både for større “renseeffekt” og for en bedre utnyttelse av fôrressursene. I landbasert IMTA har man enda større mulighet til å balansere produksjonen mot utslippet, både med tanke på tid/sesong og sammensetning (f.eks. CNP-forhold, fraksjonering mellom oppløst og partikulært materiale) av utslippet. Muligheter for bioproduksjon i både lukkede og åpne IMTA-systemer vil bli drøftet i prosjektet.
Mattilsynet har siden 2017 tillatt bruk av insektsmel til fôrproduksjon, og det er gjennomført tester ved bruk av insektsmel i fiskefôr i Norge med gode resultater. Det er i dag ikke lov å bruke slam som fôr til insekter, og dette gjelder også for bruk av slam som vekstsubstrat til marine (lavtrofiske) fôrorganismer. Ifølge EUs regelverk er fiskeslam som næring til børstemark eller innsekter å regne som fôring av produksjonsdyr. Slam defineres som avføring og er dermed forbudt som fôr til produksjonsdyr etter Merke- og omsetningsforskriften for fôr, som sier: “Det er ikke tillatt å bruke avføring og urin som fôr til produksjonsdyr”. Processed Animal Protein (PAP) fra insekter godkjennes trolig i nær framtid som fôr til bruk i akvakultur. Dersom man kommer dit at fiskeslam kan brukes som vekstsubstrat for fôrorganismer så vil fôrproduksjonen omfattes av fôrvareforskriften og fôrhygieneforskriften. Det er imidlertid ikke klart om disse forskriftene vil omfatte organismene under produksjon (herunder produksjonsmiljøet), og/eller om de vil omfatte hver enkelt fôringrediens som blir ekstrahert fra organismene eller kun selve sluttproduktet etter inklusjon i et formulert fôr. Denne problemstillingen vil drøftes og utdypes i prosjektet.
Fosforutvinning
Ifølge Miljødirektoratets rapport M-846/2017 er utslippet av fosfor (P) med fiskeslam til hav ca. 8 450 tonn/år. Dette er omtrent samme mengde fosfor som brukes i mineralgjødsel i Norge. Landbruksjord i Norge har allerede et fosforoverskudd. Fosfor i fiskeslam vil dermed øke fosforoverskuddet i Norge betydelig ved anvendelse på land. Miljødirektoratet anser at slikt fosfor må føres inn i matproduksjon (og erstatte importert fosfor), eller eksporteres som egne produkter, eller som mineralgjødsel.
EU anser fosfor som kritisk råmateriale. Fosfor er en endelig ressurs fra gruver og skal resirkuleres. Verdensmarkedet for fosfor domineres av noen få land (utenfor EU), særlig Marokko (inkludert det omstridte Vest-Sahara), og anses av EU som en forsyningsrisiko. Det er derfor behov for teknologi som tar vare på fosfor, og unngår “deponeringsløsninger” for å sikre framtidig matsikkerhet. Rapporten vil beskrive fosfor-status i Norge og teknologier og økonomiske aspekter ved fosforgjenvinning.
Biogass
Biogassprosessen er en mikrobiologisk prosess hvor organiske materialer omdannes til biogass og biorest under anaerobe forhold. Biogass er en fornybar energikilde som hovedsakelig består av metan, og kan anvendes til ulike formål slik som oppvarming, strømproduksjon eller som drivstoff. Bioresten er et produkt som inneholder de samme næringsstoffene som opprinnelig finnes i de råvarene som benyttes i biogassprosessen, og dermed kan bioresten anvendes i nye prosesser slik som algeproduksjon, fosforutvinning, gjødsel eller jordforbedring. I lys av at vi har et fosforoverskudd i store deler av Vestlandet og Nord-Norge, kan produksjonen av biogass være et viktig trinn oppstrøms en prosess for fosforgjenvinning. I Norge finnes det både eksempler på bruk av fiskeslam i større industrielle biogassanlegg som kombinerer ulike type råvarer, og i mindre biogassanlegg som kun benytter fiskeslam som råvare og er lokalisert ved oppdrettsanlegg. Fiskeslam inneholder mange næringsstoffer, og har vist seg å gi et høyt biogassutbytte (Gebauer, Cabell, & Ween, 2016) (Ytrestøyl, Løes, Kvande, Martinsen og Berge, 2013). Prosjektet vil beskrive ulike eksisterende teknologier for produksjon av biogass, og mulige fremtidige teknologier som kan håndtere slam fra havbruk mest mulig optimalt. Løsninger som kombinerer biogassproduksjon med andre aktuelle prosesser, eksempelvis slik som fosforutvinning vil identifiseres og beskrives.
Pyrolyse
Pyrolyse er en fellesbetegnelse for en rekke prosesser der sammensatte, fortrinnsvis organiske, materialer varmes opp i en atmosfære med lavt innhold av oksygen. I pyrolyseprosessen brytes de organiske forbindelsene ned til ikke-kondenserbare gasser, kondenserbare væsker og en fast fase (karbon, aske). Ved pyrolyse produseres bl.a. trekull fra trevirke, energi/drivstoff fra plast, gummi, e.l., samt carbon black fra bildekk. Nordlaks, sammen med bl.a. teknologiselskapet AquaGreen, har siden 2016 vært med i utvikling og testing av slambehandlingsanlegg basert på damptørking og pyrolyse. Hovedproduktet er biokoks til bruk som råmateriale til f.eks. biogass eller gjødsel, samt varmtvannsproduksjon. SINTEF har omsøkt bedriftforprosjekt (MoFI, prosjektnr. 297677) på produksjon av marin dieselolje fra fiskeslam som om mulig vil kunne frembringe resultater relevant for dette prosjektet. Rapporten vil beskrive status i Norge og teknologier og økonomiske aspekter ved pyrolyse av fiskeslam.
Metoder:
• Gjennomgang av litteratur og prosjekter
• Arbeidsmøter med interessenter
• Avdekke kunnskapsbehov
Leveranser:
L3.1 Referat 1: Arbeidsmøte med industriaktører og leverandører
L3.2 Referat 2: Arbeidsmøte med industriaktører og leverandører
L3.3. Delrapport for AP3: Muligheter for utnyttelse
Arbeidspakke 4 (AP4): Klimaendringer
Utføres av: SINTEF Ocean
Muligheter og utfordringer knyttet til klimaendringene vil bli beskrevet. Tilgjengelige data for atmosfære- (FNs klimapanel (IPCC), havtemperaturer (Slagstad et al., 2011), og hydrologiske fremskrivninger (Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE)) vil bli brukt. Temperaturendringene vil bli større i nord enn i sør (Slagstad et al., 2011), og konsekvenser av denne “arktiske forsterkningen” vil bli drøftet.
Metoder:
• litteraturstudier
• bruk av tilgjengelige resultater for atmosfæriske klimafremskrivninger (IPCC)
• bruk av eksisterende resultater fra klimasimuleringer for det marine økosystemet i nordatlanteren og Barentshavet
Leveranser:
Del av sluttrapport.
Arbeidspakke 1 (AP1): Kvantifisering av utslipp
Utføres av: SINTEF Ocean, NINA
Tidligere studier (f.eks. Wang et al. 2012 og prosjektet “Næringsutslipp fra havbruk: Nasjonale og regionale perspektiv” (FHF-901178) vil bli brukt som utgangspunkt for kvantifisering av dagens utslipp fra norsk lakse- og ørretproduksjon. Produksjonen har økt de siste årene, og landfasen (for laks) er forlenget. Ny og oppdatert informasjon om produksjon, biomasse og fôrforbruk må derfor innhentes fra offisielle statistikker, oppdrettere og fôrprodusenter. Geografisk fordeling av utslippene mellom produksjonsområdene vil bli gjennomgått, samt for tre typer resipienter: 1) terskelfjorder; 2) beskyttede fjord- og kystområder; og 3) eksponerte kystområder. Bæreevnen til disse resipientene antas å være ulik, og effekten per enhet utslipp kan variere mellom dem.
Utslipp både fra landbaserte anlegg med ulike renseteknologier og åpne sjøanlegg vil bli kvantifisert. Både partikulære (fekalier og fôrspill) og oppløste (respirasjon og ekskresjon -ammonium, fosfat; organiske molekyler fra fekalier og fôr) utslipp vil også bli kvantifisert. Stoikiometriske forhold i utslippene (CNP-forhold), FCR og tilgjengelighet for planteplankton, makroalger, filtrerende organismer (skjell, sjøpølser), børstemark og fisk vil bli diskutert med tanke på bruk i AP2 og AP3. Utslippene vil bli sammenlignet med utslipp fra andre antropogene kilder. Tids- og sesongaspekter ved utslippene vil bli belyst. Dette har betydning for AP2, AP3 og AP4.
Kunnskapsbehovene for kvantifisering av utslipp fra havbruk i Norge vil bli beskrevet. Det vil bli redegjort for usikkerheten i funnene, i den grad denne kan vurderes. Der usikkerheten ikke kan vurderes på en rimelig måte, vil også de største kunnskapshullene være. AP1 vil delvis være et litteraturstudium som inkluderer gjennomgang og innhenting av data og statistikker vedrørende produksjon, salg og fôrforbruk. Det vil også bli gjort geografisk kategorisering og vurdering av resipienter og lokaliteter.
Leveranser:
Delrapport 1: Kvantifisering av utslipp
Arbeidspakke 2 (AP2): Effekter av utslipp
Utføres av: SINTEF Ocean, NINA
Oppløste næringssalter følger vanntransporten passivt og fører til effekter i pelagialen mens organiske partikulære utslipp synker mot bunnen og påvirker bentos. Tetthet, størrelse og form på partiklene har betydning for synkehastigheten og dermed hvor langt stoffene spres. Organisk materiale og sedimenter på bunnen kan bli resuspendert og igjen vekselvirke med pelagialen. Det finnes gode oversiktsartikler om dette (Reid et al., 2009), men nye primærkilder gjør en oppdatert studie nødvendig. Flere numeriske modeller for spredning og deponering av organiske utslipp fra akvakultur er utviklet og i bruk (Cromey, 2002; Broch et al., 2017). I det FHF-finansierte prosjektet Bunnpåvirkning fra marine matfiskanlegg: Modellberegninger av geografisk omfang og biologiske konsekvenser/ Benchmarking of deposition models (FHF-901322) blir resultater fra flere slike modeller sammenlignet. SINTEF Ocean deltar i dette prosjektet, og vil trekke inn kunnskapen herfra.
Oppløste næringssalter tas raskt opp av planteplankton og det blir ikke målt forhøyede økte konsentrasjoner bortsett fra ganske tett på matfiskanlegg (Jansen et al., 2018). Produksjonen i planktonsamfunnet kan imidlertid skje først etter flere dager. Effekten av næringssaltutslipp i sjø vil derfor ikke nødvendigvis skje på samme sted som utslippet (Olsen et al., 2014). Dette aspektet vil bli belyst, også i forhold til oppblomstring av skadelige alger (HAB-effekter) og eutrofiering. Det er viktig å avdekke kunnskapsbehov når det gjelder skadelige vekselvirkninger med ulike miljøfaktorer og (antropogen) tilførsel av næringssalter.
Effektene av ulike utslippsfraksjoner fra sjø- og landbaserte anlegg vil bli vurdert for de ulike organismene som kan tenkes å bli påvirket/ta opp/spise materialet, fra planteplankton og bakterier til villfisk som spiser fôrspill. Effektene av utslipp vil om relevant bli drøftet mot tålegrenser for ulike resipienter (f.eks. høy versus lavproduktive områder). Forvaltningsaspekter vil også bli diskutert.
Kunnskapsoppsummeringen i AP2 vil inneholde en begrepsavklaring for og beskrivelse av de relevante effektene man kan forvente, inkludert mulige koblinger mellom bentiske og pelagiske effekter. Vurderingen vil bli basert på analyser av den nyeste og beste tilgjengelige vitenskapelige kunnskapen på feltet og usikkerheter/kunnskapshull vil bli definert.
Leveranser:
Delrapport 2: Effekter av utslipp
Arbeidspakke 3 (AP3): Teknologiske og biologiske muligheter for utnyttelse av organisk materiale og næringssalter fra havbruk
Utføres av: SINTEF Nord, SINTEF Ocean og SINTEF Industri
AP3 skal kartlegge biologiske og teknologiske muligheter for utnyttelse av utslipp av organisk materiale og næringssalter fra havbruk (delmål c), samt avdekke kunnskapshull for å øke bruken av disse materialene som ressurser inn i nye verdikjeder (delmål d). I arbeidet kartlegges dagens status for håndtering av fiskeslam med hensyn til bl.a. anvendelser, teknologier og økonomiske aspekter. Det vil ses på muligheter for nye anvendelser (produkter, teknologier, forretningsmodeller) av fiskeslam, herunder også en vurdering av hvilke regelverk og krav som stilles til fiskeslam i ulike anvendelser (tungmetaller, næringsinnhold, TS, energi, bruk som fôrsubstrat, osv.). Arbeidet skal utlede verdikjeder der rekkefølgen av nye anvendelser kan bestemmes av: i) utnyttelsesgrad av næringsstoffer, ii) bevaring av næringsstoffer for ytterligere utnyttelse og iii) lønnsomhetsvurdering av anvendelsene eller kombinasjoner av disse. Det ses spesielt nærmere på muligheter knyttet til ny bioproduksjon, fosforutvinning, biogassproduksjon og pyrolyse, samt kombinasjoner av disse. Det vil også kunne identifiseres ytterligere anvendelser i prosjektarbeidet.
Ny bioproduksjon
Det er en rekke lavtrofiske organismer som har betydelig potensiale for produksjon av marin biomasse. Børstemark (Polychaeta) har kapasitet til å omdanne store mengder partikulært organisk avfall til biomasse av høy kvalitet som er rik på proteiner, essensielle aminosyrer og ettertraktede, essensielle marine fettsyrer. SINTEF Ocean har i en årrekke forsket på potensialet som ligger i å utnytte sidestrømmer (avfallsstrømmer) fra akvakultur- og biogassindustrien til sekundær bioproduksjon av blant annet børstemark, og har gjennom dette arbeidet opparbeidet en god prosjektportefølje bestående av strategiske instituttprosjekter (LOWTROPHIC), forsker- (POLYCHAETE, Forskningsrådets prosjektnr. 280836) og industri- og bedriftsprosjekter (COMPLETE, Forskningsrådets prosjektnr. 256281; og SLAMPRO, Regionalt forskningsfond (RFF)-Nord-Norge, prosjektnr. 282516), samt flere vitenskapelige publikasjoner på temaet (Wang et al., 2019a; Wang et al., 2019b). Erfaringer så langt viser at det foreligger et stort produksjonspotensiale i denne typen ressurseffektiv sirkulær produksjon, og at råstoff fra børstemark produsert på avfallsstrømmer holder svært god kvalitet med hensyn til bruk som fôringrediens. Også tanglopper (Gammaridae) er blitt testet i flere prosjekter hos SINTEF (BioCycles, Forskningsrådets prosjektnr. 295063, SINTEF-rapport SFH F072014, SFH F18977, SFH F062066) der det er dokumentert at de har evnen til å dekomponere restprodukter fra marin industri til biomasse som er rik på proteiner og n-3-fettsyrer. Mikroalger og makroalger vokser raskt, tar opp CO2 og næringsstoffer, og er effektive produsenter av henholdsvis omega-3-fettsyrer og protein. I tillegg kan fosfor, som er en minkende ressurs i terrestriske systemer, trolig tas opp av børstemark og mikro- og makroalger og gjøres tilgjengelig via fôringredienser for ny matproduksjon, og restavfallsstrømmer kan benyttes som plantegjødsel for ytterligere utnyttelse av fosfor og nitrogen i produksjon av terrestriske fôringredienser og/eller til å produsere bioenergi. Eksempelvis ble det i prosjektet STRANDSNEGL (Regionalt forskningsfond (RFF)-Midt-Norge, prosjektnr. 282526) vist at det er mulig å dyrke grønnalgen Ulva lactuca i et intensivt resirkuleringssystem i multitrofisk kultur sammen med vanlig strandsnegl (Litorina litorea), utelukkende på avfallsprodukter fra sneglene. U. lactuca er en ettertraktet råvare for humant konsum og er samtidig en ypperlig fôrkilde for mange lavtrofiske organismer. Integrerte produksjonsprosesser på flere trofiske nivå (IMTA) i lukkede systemer kan bidra til økt norsk matproduksjon gjennom å optimalisere fôrkretsløpet, øke ressursutnyttelsen og redusere avfall og miljøpåvirkning.
I åpne IMTA-systemer i sjø med laks og tare er det potensielt mulig å produsere 2 til 3 ganger så mye tare per arealenhet som i en ordinær monokultur (Fossberg et al., 2018). Dette åpner både for større “renseeffekt” og for en bedre utnyttelse av fôrressursene. I landbasert IMTA har man enda større mulighet til å balansere produksjonen mot utslippet, både med tanke på tid/sesong og sammensetning (f.eks. CNP-forhold, fraksjonering mellom oppløst og partikulært materiale) av utslippet. Muligheter for bioproduksjon i både lukkede og åpne IMTA-systemer vil bli drøftet i prosjektet.
Mattilsynet har siden 2017 tillatt bruk av insektsmel til fôrproduksjon, og det er gjennomført tester ved bruk av insektsmel i fiskefôr i Norge med gode resultater. Det er i dag ikke lov å bruke slam som fôr til insekter, og dette gjelder også for bruk av slam som vekstsubstrat til marine (lavtrofiske) fôrorganismer. Ifølge EUs regelverk er fiskeslam som næring til børstemark eller innsekter å regne som fôring av produksjonsdyr. Slam defineres som avføring og er dermed forbudt som fôr til produksjonsdyr etter Merke- og omsetningsforskriften for fôr, som sier: “Det er ikke tillatt å bruke avføring og urin som fôr til produksjonsdyr”. Processed Animal Protein (PAP) fra insekter godkjennes trolig i nær framtid som fôr til bruk i akvakultur. Dersom man kommer dit at fiskeslam kan brukes som vekstsubstrat for fôrorganismer så vil fôrproduksjonen omfattes av fôrvareforskriften og fôrhygieneforskriften. Det er imidlertid ikke klart om disse forskriftene vil omfatte organismene under produksjon (herunder produksjonsmiljøet), og/eller om de vil omfatte hver enkelt fôringrediens som blir ekstrahert fra organismene eller kun selve sluttproduktet etter inklusjon i et formulert fôr. Denne problemstillingen vil drøftes og utdypes i prosjektet.
Fosforutvinning
Ifølge Miljødirektoratets rapport M-846/2017 er utslippet av fosfor (P) med fiskeslam til hav ca. 8 450 tonn/år. Dette er omtrent samme mengde fosfor som brukes i mineralgjødsel i Norge. Landbruksjord i Norge har allerede et fosforoverskudd. Fosfor i fiskeslam vil dermed øke fosforoverskuddet i Norge betydelig ved anvendelse på land. Miljødirektoratet anser at slikt fosfor må føres inn i matproduksjon (og erstatte importert fosfor), eller eksporteres som egne produkter, eller som mineralgjødsel.
EU anser fosfor som kritisk råmateriale. Fosfor er en endelig ressurs fra gruver og skal resirkuleres. Verdensmarkedet for fosfor domineres av noen få land (utenfor EU), særlig Marokko (inkludert det omstridte Vest-Sahara), og anses av EU som en forsyningsrisiko. Det er derfor behov for teknologi som tar vare på fosfor, og unngår “deponeringsløsninger” for å sikre framtidig matsikkerhet. Rapporten vil beskrive fosfor-status i Norge og teknologier og økonomiske aspekter ved fosforgjenvinning.
Biogass
Biogassprosessen er en mikrobiologisk prosess hvor organiske materialer omdannes til biogass og biorest under anaerobe forhold. Biogass er en fornybar energikilde som hovedsakelig består av metan, og kan anvendes til ulike formål slik som oppvarming, strømproduksjon eller som drivstoff. Bioresten er et produkt som inneholder de samme næringsstoffene som opprinnelig finnes i de råvarene som benyttes i biogassprosessen, og dermed kan bioresten anvendes i nye prosesser slik som algeproduksjon, fosforutvinning, gjødsel eller jordforbedring. I lys av at vi har et fosforoverskudd i store deler av Vestlandet og Nord-Norge, kan produksjonen av biogass være et viktig trinn oppstrøms en prosess for fosforgjenvinning. I Norge finnes det både eksempler på bruk av fiskeslam i større industrielle biogassanlegg som kombinerer ulike type råvarer, og i mindre biogassanlegg som kun benytter fiskeslam som råvare og er lokalisert ved oppdrettsanlegg. Fiskeslam inneholder mange næringsstoffer, og har vist seg å gi et høyt biogassutbytte (Gebauer, Cabell, & Ween, 2016) (Ytrestøyl, Løes, Kvande, Martinsen og Berge, 2013). Prosjektet vil beskrive ulike eksisterende teknologier for produksjon av biogass, og mulige fremtidige teknologier som kan håndtere slam fra havbruk mest mulig optimalt. Løsninger som kombinerer biogassproduksjon med andre aktuelle prosesser, eksempelvis slik som fosforutvinning vil identifiseres og beskrives.
Pyrolyse
Pyrolyse er en fellesbetegnelse for en rekke prosesser der sammensatte, fortrinnsvis organiske, materialer varmes opp i en atmosfære med lavt innhold av oksygen. I pyrolyseprosessen brytes de organiske forbindelsene ned til ikke-kondenserbare gasser, kondenserbare væsker og en fast fase (karbon, aske). Ved pyrolyse produseres bl.a. trekull fra trevirke, energi/drivstoff fra plast, gummi, e.l., samt carbon black fra bildekk. Nordlaks, sammen med bl.a. teknologiselskapet AquaGreen, har siden 2016 vært med i utvikling og testing av slambehandlingsanlegg basert på damptørking og pyrolyse. Hovedproduktet er biokoks til bruk som råmateriale til f.eks. biogass eller gjødsel, samt varmtvannsproduksjon. SINTEF har omsøkt bedriftforprosjekt (MoFI, prosjektnr. 297677) på produksjon av marin dieselolje fra fiskeslam som om mulig vil kunne frembringe resultater relevant for dette prosjektet. Rapporten vil beskrive status i Norge og teknologier og økonomiske aspekter ved pyrolyse av fiskeslam.
Metoder:
• Gjennomgang av litteratur og prosjekter
• Arbeidsmøter med interessenter
• Avdekke kunnskapsbehov
Leveranser:
L3.1 Referat 1: Arbeidsmøte med industriaktører og leverandører
L3.2 Referat 2: Arbeidsmøte med industriaktører og leverandører
L3.3. Delrapport for AP3: Muligheter for utnyttelse
Arbeidspakke 4 (AP4): Klimaendringer
Utføres av: SINTEF Ocean
Muligheter og utfordringer knyttet til klimaendringene vil bli beskrevet. Tilgjengelige data for atmosfære- (FNs klimapanel (IPCC), havtemperaturer (Slagstad et al., 2011), og hydrologiske fremskrivninger (Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE)) vil bli brukt. Temperaturendringene vil bli større i nord enn i sør (Slagstad et al., 2011), og konsekvenser av denne “arktiske forsterkningen” vil bli drøftet.
Metoder:
• litteraturstudier
• bruk av tilgjengelige resultater for atmosfæriske klimafremskrivninger (IPCC)
• bruk av eksisterende resultater fra klimasimuleringer for det marine økosystemet i nordatlanteren og Barentshavet
Leveranser:
Del av sluttrapport.
Resultatene fra prosjektet foreslås spredd så vidt som mulig. Generiske resultat vil distribueres gjennom presentasjoner i arbeidsmøter og workshop. Resultatene vil også presenteres i fagtidsskrift og populærvitenskap fora (Fiskeribladet, Gemini etc). Det vil bli utarbeidet faktaark fra prosjektet som distribueres bredt.
Video og presentasjoner fra arbeidsmøte 12. mai 2020 ligger her: Arbeidsmøte om utslipp og anvendelse.
-
Sluttrapport: Kunnskaps- og erfaringskartlegging om effekter av og muligheter for utnyttelse av organisk materiale og næringssalter fra havbruk
SINTEF Nord AS. Rapport 2020:01383. 6. januar 2021. Av Øyvind Hilmarsen (SINTEF Nord), Ole Jacob Broch (SINTEF Ocean AS), Ingebrigt Uglem ( Norsk institutt for naturforskning (NINA)), Matilde Skogen Chauton (SINTEF Ocean), Johanna Järnegren (NINA), Andreas Hagemann (SINTEF Ocean), Nina Bloecher (SINTEF Ocean), Ingrid Ellingsen (SINTEF Ocean), Jan Ove Evjemo (SINTEF Ocean), Jon Hovland (NINA), Simon Goddek (Wageningen university), Hanne Wasmuth Brendeløkken (SINTEF Nord), Randulf Høyli (SINTEF Nord) og Grethe Lilleng (SINTEF Nord).