Автор: Robert Outram
Стаття від: 30 серпня 2024 року
Відходи однієї особи/виробництва можуть стати цінним товаром для іншої, як це відкриває для себе сектор аквакультури.
“Циркулярна економіка” – це одне з тих модних слів, які, як і “сталий розвиток”, можна багатозначно тлумачити..
По суті, однак, концепцію можна визначити як економічну систему, спрямовану на скорочення відходів і більш ефективне використання ресурсів.
Зазвичай її протиставляють традиційній “лінійній економіці”, яка функціонує за моделлю “бери-виробляй-утилізуй”, що стала нормою ще з часів промислової революції. Лінійна економіка не лише нераціонально використовує природні ресурси, але й створює відходи, які потрібно якось утилізувати.
Як можна використати побічні продукти (3% від світової квоти на вилов тріски (4700 тонн); на харчування людини- 2200 тонн – 15 млн.дол.; добавки до кормів з кісток – 500 тонн- 6 млн.дол.; додатки для годування домашніх тварин з голови – 1650 тонн- 20 млн.дол.; колаген з шкіри- 350 тонн – 25 млн.дол.)
У контексті аквакультури є дві ключові теми циркулярного (безвідходного) підходу: по-перше, забезпечення того, щоб якомога більше риби, яку вирощують або виловлюють, використовувалося для створення цінності; по-друге, поводження з побічними продуктами, такими як мул рибних ферм, як потенційно цінними “побічними продуктами”.
У звіті, підготовленому в 2022 році ініціативою Європейського Союзу iFISHiENCi, рекомендуються такі підходи, як поліпшення циклічності годування (наприклад, вирощування водоростей, що живляться поживними речовинами з відходів аквакультури) або переробка рибних відходів з наземних (суходільних- РАС) рибницьких господарств.
Коли йдеться про мінімізацію ризиків відходів при переробці риби, безсумнівним лідером зараз є Ісландія. Ініціатива “100% риба”, яку підтримує Ісландський океанічний кластер, зокрема щодо атлантичної тріски, викликає великий інтерес в інших країнах, що займаються виробництвом морепродуктів.
Додавання вартості до вилученої риби через використання побічних продуктів (Продукти та ринки. Риба: північна тріска; пікша; лосось; окунь-клювач. Чорний прямокутник: шкіра, голова, кістки. Синє коло: компости, наживка, корми для тварин. Наступне коло: кормові добавки для годування домашніх тварин. Велике коло: засоби для здоров’я та косметики. Стрілка: зростання складності, бар’єрів для входу на ринок та прибутковості)
19-20 вересня кластер проведе конференцію на тему “Рибні відходи для отримання прибутку”, але як пробний захід кластер провів вебінар, який модерувала генеральна директорка організації Alexandra Leeper.
У вебінарі взяли участь: Dr Thor Sigfusson, засновник та очільник кластеру; David Naftzger, виконавчий директор, St Lawrence Governors and Premiers, Great Lakes, який репрезентує рибне господарство у американо-канадському регіоні Великих озер; Petra Weigl, керуючий директор, Європа, фермер господарства Regal Springs; та Ben Wiper, засновник та генеральний директор, 3F Waste Recovery.
Як зазначила Alexandra Leeper, неймовірні 10 мільйонів тонн світового цільового улову щороку втрачаються даремно. Підприємства, що виробляють морепродукти, зазвичай зосереджені на філе – продукті, який споживачі знають, розуміють і хочуть бачити на полицях своїх супермаркетів. Але існує та може вироблятись набагато більший асортимент продукції. Ініціатива “100% риба” заохочує ісландських переробників використовувати рибні побічні продукти для виробництва нутрицевтиків, косметики і навіть шкірних трансплантатів, створених зі шкіри тріски.
Сьомга на переробному підприємстві
Dr Sigfusson навів два нещодавніх приклади: крем для рук на основі хітину омара та “шкіряні” вироби зі шкіри сигів.
Він каже: “Існує реальна цінність продуктів, які лежать на смітниках по всьому світу.”
За словами David’а Naftzger’а, у Великих озерах улов риби раніше йшов на філе і малоцінні корми для тварин; зараз розробляються програми для створення колагену, гідролізату і риб’ячої шкіри.
Він каже: “Ми підрахували, що можемо подвоїти або навіть потроїти прибуток від виловленої риби.”
Що стосується фермерства, то Regal Springs прагне до політики безвідходного виробництва, щоб жодна частина вирощеної тилапії не потрапила на звалище. Як пояснила Petra Weigl, компанія вже на 95% шляху до цього. Єдиний елемент, який наразі не використовується, – це кров. Regal Springs створила новий підрозділ, Natural Additives, щоб знайти більш цінне застосування рибі. Як сказала Petra Weigl: “Ми всі повинні відчувати себе морально зобов’язаними використовувати 100% риби, яку ми виловлюємо або вирощуємо”.
Обертовий барабанний фільтр для фільтрації води на рибницькій фермі
Однак вона підкреслила, що “кожна риба різна”, і здатність компанії досягти “100% риби” залежить від її розміру, місцевої інфраструктури та здатності інвестувати. Regal Springs зазвичай працює у віддалених сільських районах, в таких країнах, як Індонезія, з слабкою місцевою інфраструктурою – на відміну від Ісландії.
Можливості також залежить від властивостей риби, яка виробляється фермером. Наприклад, лосось, особливо якщо він харчувався з великою кількістю морських інгредієнтів, має тенденцію до високого вмісту омега-3, і риб’ячий жир, отриманий з нього, матиме високу цінність. І навпаки, прісноводна риба, така як тилапія, яка може процвітати на рослинній дієті, продукуватиме риб’ячий жир менш високого ґатунку.
Як посянює Ben Wiper, навчання використанню побічних продуктів змінює правила гри в рибному господарстві, змінюючи динаміку від “виграє власник найбільшої квоти” до “виграє найкраща технологія.”
3F була створена для розробки корисних продуктів з риб’ячих голів, шкіри та кісток – елементів, які в кінцевому підсумку потрапляють на звалище або, в кращому випадку, на корм тваринам. Як пояснив Wiper, “перлиною в короні» компанії є асортимент колагенових продуктів, включаючи перший у світі 99,5% чистий колаген медичного призначення, який можна використовувати для штучних трансплантатів шкіри, тканин і органів. Бізнес-модель компанії полягає у співпраці з компаніями, що виробляють морепродукти, ліцензуючи свої технології, будуючи біорефінажні заводи та створюючи готовий ринок для переробленого продукту.
Wiper, який вважає, що така технологія докорінно змінить галузь, спрогнозував: “У найближчі 10 років ми побачимо, як косметична або фармацевтична компанія придбає рибопереробну компанію.”
Циркулярний підхід до кормів
Одним з критичних зауважень на адресу сектору аквакультури є те, що виробництво аквакормів надто залежить від вилову дикої риби, запаси якої у світі зменшуються. Більш раціональним рішенням могло б стати використання поживних речовин у відходах аквакультури – в основному “мулу”, суміші риб’ячих фекалій і нез’їденого корму – для вирощування рослин і тварин, які можуть бути з’їдені рибою.
Як повідомляв Fish Farmer у листопаді минулого року (“Черв’яки можуть допомогти знайти цінність у відходах рибних ферм”, листопад 2023 р.), дослідники Шотландської асоціації морських наук (SAMS) за фінансової підтримки Інноваційного центру сталої аквакультури (SAIC) працюють над процесом вилучення твердих поживних речовин з мулу, щоб їх можна було згодовувати поліхетам – морським черв’якам, які можуть бути використані як основа для кормів для тварин та креветок. Поточний проект включає, по-перше, електрохімічний процес і ультразвукову технологію, яка вилучає надлишок води з відходів, а по-друге, випробування для оцінки поживної цінності поліхет, яких годують таким чином.
Georgina Robinson з поліхетою
Dr Georgina Robinson, провідний дослідник та стипендіат UKRI Future Leaders Fellow у SAMS, казала тоді (під час листопадового інтерв’ю): “Відходи аквакультури зазвичай не вважаються такими ж цінними, як побічні продукти з інших секторів, але існує низка можливостей, які можуть змінити це ставлення. Застосовуючи циркулярний підхід, ми можемо використовувати побічні продукти для сприяння росту інших організмів, які, в свою чергу, принесуть користь сектору як кормовий інгредієнт сталого походження.
“Це перший випадок використання системи очищення води для прісноводних відходів, і результати проекту можуть продемонструвати величезний потенціал для її більш широкого застосування.”
Біовугілля
Там, де багно…
Вирощування поліхет є лише одним з потенційних шляхів валоризації мулу з рибницьких господарств. Інші використання включають:
- Компостування: осад можна компостувати для створення багатого на поживні речовини органічного добрива. Змішаний з органічними матеріалами, такими як тирса, солома або деревна тріска, він може бути використаний як компост.
• Анаеробне зброджування: осад розкладається у безкисневому середовищі, утворюючи біогаз (суміш метану та вуглекислого газу) та дигестат (багатий на поживні речовини побічний продукт). Біогаз є відновлюваним джерелом енергії, а дигестат можна використовувати як добриво.
• Біовугілля: Осад рибницьких ферм може бути перетворений на біопаливо шляхом піролізу (термічного розкладання за відсутності кисню). Біовугілля – це стабільна форма вуглецю, яка може бути використана для збагачення ґрунту.
• Застосування на землі: належним чином оброблений осад рибницьких ферм можна використовувати безпосередньо на сільськогосподарських угіддях як добриво або кондиціонер ґрунту.
• Аквапоніка: мул рибницьких ферм та/або стічні води можна використовувати для удобрення рослин, що вирощуються в аквапонічному господарстві (поєднання гідропонного сільського господарства з аквакультурою). Рослини, в свою чергу, допомагають очистити воду, яка потім може бути рециркульована назад у рибні резервуари.
• Вирощування черв’яків: мул рибних ферм можна згодовувати дощовим черв’якам, які перетворюють його на високоякісний “вермикомпост”.
Однак є кілька застережень. По-перше, при використанні осаду як джерела поживних речовин важливо не вносити надмірну кількість, що може призвести до евтрофікації – вибухового росту шкідливих водоростей – в річках, озерах і прибережних водах.
По-друге, збір мулу є практичним лише для наземних рибних господарств та риборозвідень, або (принаймні теоретично) закритих чи напівзакритих саджалок у морі. У звичайних сітчастих саджалках рибні фекалії та нез’їдені кормові гранули або розсіюються припливами і течіями, або дрейфують на морське дно під саджалкою.
Крім того, дуже важливо мати надійний, економічно ефективний процес, під час якого можна відокремити тверді речовини від рідини і перетворити твердий елемент на те, що можна транспортувати і використовувати.
Наприклад, данська компанія Alumichem, використовує чотириступеневий процес, щоб допомогти своїм клієнтам, які займаються розведенням риби в рециркуляційних системах аквакультури (RAS), впоратися з відходами. Спочатку мул проходить стадію згущення, що дозволяє збільшити вміст сухої речовини з 0-1% до 10% твердих речовин і значно зменшити обсяг мулу. Це передбачає хімічну обробку осаду для утворення великих пластівців (нещільно злиплих мас дрібних частинок) з подальшою механічною фільтрацією для відокремлення цих пластівців від води.
Після згущення осад ідеально підходить для виробництва біогазу, але він також може пройти подальший етап зневоднення, на якому вміст сухої речовини може досягати 30% твердої речовини. Зневоднений осад може бути додатково оброблений в муловій сушарці для досягнення більш ніж 90% сухої речовини. Нарешті, будь-яка надлишкова вода, відокремлена в рамках процесу, додатково обробляється, і під час цього додатковго процесу видаляються будь-які елементи, що залишилися, такі як тверді речовини, азот або важкі метали.
Trevor Gent, директор з інженерних рішень Alumichem, каже: “Ми завжди зосереджуємося на загальному процесі як з точки зору CAPEX (капітальних вкладень/витрат), так і з точки зору OPEX (операційних витрат).
“Наприклад, якщо біогазові установки знаходяться поблизу, то ми б звернули увагу на забезпечення максимально можливого вмісту сухої речовини, щоб зберегти “прокачуваність” осаду. Це зменшує транспортні витрати для рибного фермера, забезпечуючи при цьому транспортування продукту до біогазової установки. “Там, де біогаз не є основним джерелом енергії, ми працюємо з рибоводами над вирішенням проблеми мулу, щоб забезпечити його транспортування для використання в циркулярній економіці: як добриво, угноювач для ґрунту тощо”.
Він додає: “Основний підхід полягає в тому, щоб не допустити перехресного забруднення відходами і забезпечити максимальний вміст у мулі доступних фосфору та азоту, оскільки це два найцінніші компоненти, наявні в рибному мулі. Це досягається шляхом видалення осаду перед виконанням будь-яких етапів денітрифікації. Це гарантує, що фосфор осаджується (зв’язується), а нерозчинний азот збирається в осаді і стає доступним для наступного користувача.”
Біогазовий завод Bakkafrost’s Førka
Це газ
Іншим прикладом є біогазова установка компанії Bakkafrost у Førka на Фарерських островах. Вона не лише перетворює відходи з наземних об’єктів лососевої ферми на відновлювану енергію у вигляді тепла та електроенергії, але й приймає харчові відходи від місцевої влади, готелів та оптових торговців у цьому районі, а також гній від молочних ферм. Завод також переробляє тверді відходи на добрива.
У 2023 році Førka виробила 11 404 МВт-год енергії, хоча порівняно з попереднім роком це означає скорочення на 25%.
Контейнер Blue Ocean Technology
Відходи аквакультури стають товаром, що має власну цінність, про що свідчить рішення норвезької потужної рибопереробної компанії Pelagia придбати 100% акцій компанії Blue Ocean Technology (BOT), яка спеціалізується на обробці та переробці твердих відходів аквакультури.
Оголошуючи про угоду в лютому, компанії зазначили в спільній заяві, що Blue Ocean Technology (BOT) тепер матиме необхідний досвід та капітал для подальшого зростання, що допоможе їй запропонувати рибним фермерам спосіб сталого використання ресурсів мулу. За їхніми словами, інвестиції Pelagia в BOT значно зміцнюють компанію, особливо в рамках логістичних послуг, пов’язаних з мулом аквакультури як на суші, так і на морі.
Аквапонічне виробництво
Зелені пальчики
Нарешті, стічні води з об’єктів RAS також можуть бути використані – як зазначено вище – як ресурс для вирощування рослин в аквапонічній системі.
Дослідження, проведене вченими з Університету Салонік, Греція, та Інституту селекції рослин і генетичних ресурсів Грецької сільськогосподарської організації-DIMITRA (ELGO-DIMITRA), мало на меті оцінити ефективність цього підходу.
У дослідженні “Тепличне виробництво листової городини з використанням стічних вод райдужної форелі у високотехнологічній вертикальній відокремленій аквапонній системі” ( Chatzigeorgiou I, Ravani M, Papadopoulos DK, Kelesidis G, Giantsis IA, Tsaballa A, Koukounaras A and Ntinas GK (2024) Greenhouse production of baby leaf vegetables using rainbow trout wastewater in a high-tech vertical decoupled aquaponic system. Front. Hortic. 3:1418447. doi: 10.3389/fhort.2024.1418447) оцінювалася гідропонна система, що виробляє листовий салат і рокет-салат городній, які вирощуються в глибоководній культурі з використанням стічних вод з ферми райдужної форелі.
Результати підтвердили, що аквапонні системи можуть призвести до підвищення ефективності використання води та економії добрив без шкоди для врожайності та якості салату, тоді як вертикальне розташування, розроблене в рамках дослідження, може підвищити ефективність використання землі в системі.
Колись “циркулярна економіка” може настільки вкоренитися як основний принцип аквакультури, що перестане бути лише модним словом.
