Svenska mikroalger producerar biobränsle medan de renar vatten

Gröna mikroalger är fotosyntetiska vattenorganismer som med hjälp av solljus och några andra näringsämnen omvandlar koldioxid (CO2) till energi och biomassa. Algbiomassa anses vara ett bra utgångsmaterial för produktion av olika biobränslen eftersom dessa mikroorganismer naturligt kan bilda och lagra stora mängder lipider som kan omvandlas till biodiesel. Dessutom kan kväve och fosfor som finns i kommunalt avloppsvatten återvinnas för att göda mikroalger, vilket innebär att biomassaproduktion och avloppsrening kan ske i samma process.

Mikroalgodling även vid våra breddgrader

Användandet av mikroalger är dock starkt begränsat i nordliga länder, där de långa vintrarna kännetecknas med kort dagslängd och låga temperaturer begränsar tillväxten. I sin avhandling har Lorenza Ferro visat att användningen av inhemska nordiska algstammar, naturligt anpassade till de tuffa miljöförhållandena som råder här, utgör en lösning för framgångsrik mikroalgodling även vid våra breddgrader.

Ett flertal svenska mikroalg-stammar som klarade att växa i kommunalt avloppsvatten isolerades och klassificerades genetiskt. Åtta stammar karaktäriserades i laboratorieskala som mycket effektiva att avlägsna överskottsnäring från avloppsvatten; fyra visade på snabb tillväxt, hög biomassaproduktion och lipidinnehåll; tre av dem visade även bra anpassning till låga temperaturer eller begränsande ljusförhållanden.

Svenska algstammar interagerar med bakterier

I sitt projekt undersökte Lorenza Ferro också huruvida algerna och bakterierna kan dra fördel av varandra i avloppsvattenbehandling, det vill säga om en nordisk mikroalg-stam interagerar med de bakterier som finns i kulturen.

– Vi hittade positiva effekter på biomassaproduktion och avlägsnande av näringsämnen under vissa specifika odlingsförhållanden.

I en studie utförd i pilotskala använde hon en DNA-baserad metodik, kallad metabarkodning, för att undersöka säsongsförändringar i en algdamm i Dåva (10 kilometer från Umeå), som inokulerades 2015 med en mikroalgisk kontrollstam (det vill säga inte från vår nordiska samling) som fick växa från maj till början av november. Resultaten visade att den ursprungliga mikroalgen blev utkonkurrerad av andra alger och zooplanktonarter, vilket ledde till en minskning av biomassproduktionen och minskad kväve- och fosforavlägsnande, särskilt under senare delen av växtsäsongen.

Nordiska mikroalger testas under verkliga förhållanden

– Återigen visade mitt arbete att lokala nordiska mikroalger är mycket bättre än standardstammar. Våra lokala nordiska stammar testas just nu under ”verkliga förhållanden”, i syfte att förlänga växtperioden till sen höst, eller till och med vinter.

Avhandling:
Wastewater treatment and biomass generation by Nordic microalgae. Growth in subarctic climate and microbial interactions. (Svensk titel: Avloppsrening och biomassproduktion av nordiska mikroalger. Tillväxt i subarktiskt klimat och mikrobiella interaktioner)

Kontakt:
Lorenza Ferro, Kemiska institutionen vid Umeå universitet, lorenza.ferro@umu.se