Den store grønne drøm: Skal algerne redde os?

af i KLIMAKRISE

FREMTIDENS FØDEVARER #4 – Alger er en af yndlingskarakterne for mange, når det kommer til jagten efter en bæredygtig og fremtidssikret fødevare. Der er da også tale om lidt af et næringsmæssigt vidunder, men det vil kræve en del mere forskning i bæredygtig algeproduktion, før der er grønalgebøffer på menuen, skriver miljøbiolog Mette Cristine Schou Frandsen. 

Experts say algae is the food of the future – CNNtech

The Next Big Superfood Could Be Green And Slimy – Business Insider

How algae could help solve some of the world’s biggest problems – Space10

En af mine bedste veninder og tidligere kollega fra Ferskvandsbiologisk Laboratorium har en lille grønalge tatoveret på sit håndled. Som så mange af os, dengang unge biologer, var hun blevet dybt og inderligt fascineret af algerne, som er en af de mest simple, men betydningsfulde små væsener på vores planet.

Algerne er vores grundlag, vores forfædre, de oprindelige beboere af vores planet og dem, der kan vise sig at være vores redning, nu hvor vi har overtaget jorden for en periode.

Men hvad er det, de kan, de alger? Og vil de redde os fra hungersnød og miljøkatastrofer?

Algerne er en af yndlingskarakterne for mange, når det kommer til jagten efter en bæredygtig, fremtidssikret fødevare. I denne artikelseries andet afsnit peger jeg på, at jo længere nede i fødekæden, vi er, jo mindre energi koster det at lave fødevaren, og jo bedre er det for miljøet. Algerne står nederst i fødekæden.

Kunne vi leve af alger, ville vi leve på den teoretisk set mest energivenlige måde, man kan. Og der er næsten ikke grænser for, hvad man her i vores tid mener, algerne kan løse af problemer. De er blevet spået til at løse alt fra vores kommende energikriser til at kunne brødføde verdensbefolkningen herunder være foder for vores husdyr.

Denne artikel kigger på, hvad algernes rolle kan blive i fremtidens fødevareudbud, om de kan produceres bæredygtigt i de nødvendige mængder, og om de er gode for os.

Livets grundlag

Betegnelsen ”alge” er lidt arbitrær og kan sammenlignes med vores betegnelse ”grøntsager” – ingen af dem dækker over en egentlig botanisk gruppe.

Algerne udgør en række meget forskellige organismer, der minder om hinanden. Algerne har det til fælles, at de kan lave fotosyntese – det vil sige høste energi fra solen og bruge denne til dannelsen af organisk stof.

Evnen til fotosyntese, eller mere præcist evnen til at høste solens rigelige energi, er en af de største kvaliteter, man som organisme, der skal være bæredygtig, kan besidde. Og det kan algerne.

I størrelse rangerer de hele spekteret, helt nede fra de encellede unicellulære mikroalger henover til de flercellede alger og op til kæmpealger (som vi kalder tang), der kan blive op til 60 meter lange.

Det er logisk at elske alger

Der findes et sted mellem 30.000 og en million arter af alger i verden, og de er vitterligt fantastiske. Det, der selvfølgelig først og fremmest gør dem fantastiske, er deres evne til at lave fotosyntese. Den singulært vigtigste evne evolutionen har givet livet. Urevnen og grundlaget for livet, som vi kender det.

Men herudover har de også en lang række andre egenskaber, der kan få en til at blive stille af misundelse.

Hvis vi skulle rangere de vandlevende organismer efter sejhedsfaktor, ville algerne kun overgås af bakterierne.

De kan leve stort set over alt, hvor der er lidt vand. De kan leve i saltvand og ferskvand, på betonfliser, på is, under ekstreme høje temperaturer, under PH værdier, der dækker næsten hele spektret, under højt og lavt tryk, og hvis man ikke beundrer dem allerede, kan jeg nævne, at de har skabt alt ilt i vores oprindelige atmosfære og fortsat står for omkring 50 procent af al iltproduktion på jorden.

Det er logisk at elske alger.

Hvor skal proteinen komme fra?

Siden de tidlige 1950’ere har en intensiv jagt efter alternative proteinkilder været i gang, ud fra vurderinger af at fremtiden ville bringe mangel på disse. Efterhånden som produktionen af kød har vist sine enorme begrænsninger, har man kigget på kigget andre veje.

Mikroorganismerne har ikke brug for ”dyrevelfærd” og kan hverken føle smerte eller glæde eller lide under adskillelsen fra sit ”afkom”. De vokser hurtigt og er sunde, som jeg vil komme ind på herunder.

Derfor opstod området for SCP, som står for ”single-cell protein”, og forskningen i at finde en SCP, der kan sikre os en proteinholdig fremtid, er populær. Senere har algerne taget deres egen niche i disse spekulationer, da algerne ikke dyrkes alene for deres protein, men for deres samlede biomasse.

Det store regnestykke er selvfølgelig, at hvis vi er X milliarder mennesker, der hver skal have 50 gram protein om dagen, hvor meget proteinholdig mad skal vi så indtage?

Et gennemsnitsmenneske har brug for omkring 50 gram protein dagligt. I dag indtager for eksempel en amerikaner det dobbelte. Og meget af dette fra animalske proteiner. Som jeg har været inde på i de tre foregående artikler, er animalske proteiner noget nær et dyreste, rent energimæssigt, vi kan indtage, og derfor er bæredygtighedskvotienten for kød ekstremt ringe.

Det, der er særligt med protein, er dets indhold af kvælstof. Når man spiser protein, spiser man kvælstof. Det kvælstof, vi har i fødekæden, bliver nedtaget fra atmosfæren omsat af bakterier, indbygget i planter, derefter spist af dyr og lavet om til animalsk protein.

Så det kommer ind i vores system helt nede i bunden af fødekæden, og vi høster det næsten helt i toppen. Hvert led koster energi, og hvert produktionsled tærer på vores energiressourcer og forarmer vores miljø.

Det store regnestykke er selvfølgelig, at hvis vi er X milliarder mennesker, der hver skal have 50 gram protein om dagen, hvor meget proteinholdig mad skal vi så indtage? Og har vi plads til at lave disse mængder? Og hvor meget af dette kan komme fra kød, hvis vi samtidig skal bevare vores miljø?

Og det helt store spørgsmål er så, om vi kan lave nok protein af en god nok kvalitet, hvis vi ikke spiser kød?

God kandidat til en bæredygtig fremtid

Når vi producerer vores mad (frem for at fange den i den vilde natur i harmoni med reglerne for, at vi regulerer vores antal ud fra den føde, der er tilgængelig for os) laver vi kuk i de naturlige balancer.

Men vi er i dag så mange mennesker, at der ikke er en vej uden om, at vi producerer vores mad selv. Til dette bruger vi store mængder plads og store mængder vand.

Algerne kan dyrkes stort set overalt, og hvis de udgjorde en væsentlig del af vores kost, har man grund til at tro, at problemerne med plads til madvareproduktion ville være fortid

Faktisk bruger vi omkring 70 procent af al vores ferskvand til madproduktion. Som skrevet i foregående artikel er havet derfor særligt interessant at kigge på, når vi snakker om produktion af fødevarer. Her har vi nemlig både plads og næsten uanede mængder vand til rådighed.

Så hvad har alt dette med algerne at gøre?

Algerne kan dyrkes stort set overalt, og hvis de udgjorde en væsentlig del af vores kost, har man grund til at tro, at problemerne med plads til madvareproduktion ville være fortid. Man kan dyrke dem på arealer, der ikke kan bruges til anden madproduktion, som for eksempel i ørkener.

Herudover har algerne en udsædvanlig bred næringsværdi sammenlignet med de konventionelle planter, der indgår i vores kost. Ud over at mange af arterne indeholder store mængder af det eftertragtede protein, indeholder de også fedtsyrer, som for eksempel omega 3, af en kvalitet, der kan sammenlignes med dem, vi finder i fisk (og faktisk er det gennem algerne, at disse fedsyrer kommer ind i fiskene).

De indeholder gode kulhydrater, vitaminer (herunder B12), mineraler, pigmenter og forskellige sporstoffer og antioxidanter. Og så er deres produktivitet omkring 20 gange højere end konventionelle afgrøder.

Så de er absolut en god kandidat til bæredygtige fremtidsfødevarer.

Ingen grønalgebøf – endnu

Produktionen finder allerede sted.

Allerede i 1960’erne startede japanerne den første industrielle storproduktion af mikroalgen Chlorella, der laves til produkter, mennesker indtager. 20 år efter japanerne var i gang, startede der storproduktioner i både Asien, Indien, USA, Israel og Australien.

Mikroalgerne er blevet fremhævet i EU som et produkt, der på begrænset plads kan løfte en væsentlig del af EU’s fødevarer og fodermarked, og anes som en potentiel spiller i reduktionen af den globale fødevareusikkerhed.

Til trods for alle disse umiddelbart fantastiske ting er udbuddet af algeprodukter stadig meget begrænset for forbrugerne.

Der er stor forskel på, om en art indeholder en masse gode ting, og om mennesket så kan optage disse

Man kan for indeværende opdele produktionen i to kategorier. Den første indeholder frysetørrede grønalger (som Chlorella and Spirulina), der både er næringsrige og vitaminrige (B12, C og D2 særligt), og de sælges primært som kosttilskud, men har potentialet for at blive brugt som hovedparten af egentlige fødevarer, som protein og kulhydratkilder.

Tænk produkter a la kødsubstitutter, bare med alger i.

I den anden kategori bruges algerne til at udtrække værdifulde mikrostoffer som pigmenter, antioxidanter, proteiner og fedtsyrer. Disse stoffer bruges primært som foder eller tilsætning til fødevarer. Herudover er der en blomsterende industri, som omdanner alger til biobrændstof.

Så algerne er altså ret fantastiske. På alle måder. Så hvorfor er det, at jeg ikke kan købe en sandwich med lækker bæredygtig grønalgebøf her på caféen, hvor jeg sidder i skrivende stund?

En uappetitlig fødevarekilde

Først og fremmest må man erkende, at der er forskel på, om en art indeholder en masse gode ting, og om mennesket så kan optage disse.

Græs indeholder også gode ting, men mennesker kan ikke nedbryde det i tarmen. Så for at få adgang til de næringsstoffer, der er i for eksempel græs, skal det omsættes inden i eksempelvis en ko, før vi kan få adgang til det.

Sådan er det også til dels med nogle af algerne, for eksempel mikroalgerne, der nævnes ovenfor. Ca. 10 procent af deres tørvægt består af en cellevæg, som vi ikke kan nedbryde, og derfor kan vi ikke få adgang til alle de næringsmæssige vidundere, der findes inde i organismen.

Derfor opererer man med forskellige mål for, hvad den næringsmæssige kvalitet er for de forskellige alger, og der er ikke en lineær sammenhæng mellem disse mål og så de gode ting, som algerne indeholder.

Selv tilsætningen af små mængder algepulver i for eksempel brød får brødet til at smage som noget, man har hentet i den lokale andedam

Der findes dog forskellige teknikker, hvormed man kan få cellevæggene til at gå i stykker. Dette inkluderer blandt andet, at man helt lavpraktisk tørrer algerne, hvilket sætter næringsværdien væsentligt op og faktisk så meget, at man stadig konkluderer, at algebiomassen viser lovende kvaliteter som en potentiel proteinkilde, der er sammenlignelig eller ofte bedre end proteiner fra konventionel planteprotein.

Men vi er altså ikke i nærheden af kød. Og her ser vi også det første af de mange led, der vil være i produktionen af spiselige alger, og hvert produktionsled nedsætter bæredygtighedskvotienten. Energi-input og energi-output bliver ringere.

Frysetørrede grønalger (som Chlorella and Spirulina) sælges primært som kosttilskud, men har potentialet for at blive brugt som hovedparten af egentlige fødevarer. Foto: Pixabay

En anden af de helt store hindringer er, at de tørrede og frysetørrede alger er en underlig pulveragtig substans, der bade lugter dårligt og smager dårligt på én gang.

Selv tilsætningen af små mængder i for eksempel brød får brødet til at smage som noget, man har hentet i den lokale andedam. Tilsætter man det i pasta, bliver det brunt og mindre velsmagende. Og nudler bliver uspiselige med bare små mængder algepulver i.

Det betyder, at man skal putte algerne igennem endnu andre processer, før det kan spises. For eksempel kan man blege dem. Men alle disse muligheder for efterbehandling af algerne betyder, at energiforbruget for de gode sager, vi gerne vil have, bliver meget høje.

Vi rykker igen længere op ad stigen for energiforbrug og længere ned ad stigen for bæredygtighed.

Omkostningsfyldt at dyrke alger

Og desværre fortsætter vi ned ad den kedelige vej.

Først blev vi enormt glade over, at vi kunne dyrke disse gode proteiner og fedtsyrer kilder overalt. Men det er en sandhed, der desværre kun er teoretisk, hvis vi samtidig skal gøre det på en bæredygtig måde.

Vi kan ikke umiddelbart dyrke algerne i havet. Selvom de vokser så fint i de frie vandmasser, dyrkes alger til fødevarer i akvakulturer, hvor man kan kontrollere væksten af de udvalgte algestammer. Det er svært at forestille sig, at man kan dyrke “rene” algeprodukter i de frie vandmasser, da de hurtigt vil blive kontamineret af andre alger.

Man kan slå to fluer med et smæk og lade algerne leve i spildevand. Dette er stedet, hvor den vigtigste fremtidsmulighed for en bæredygtig algeproduktion ligger

Til gengæld kan man jo så dyrke dem i for eksempel ørkenen, hvor vi ikke kan dyrke andet, ikke? Eller kan man nu også det?

Hvis man iberegner alle faktorerne, som skal bruges for at opretholde et algeproduktionsanlæg i en ørken, herunder de store mænger vand, de skal vokse i, kommer forskerne frem til, at samtlige af de egnede områder ligger i de tropiske egne.

Her minder jeg om min gennemgang af den tropiske soyaproduktion. Algerne kan fint vokse i ørkenen, men energiforbruget for at holde sådan et anlæg i gang vil være så omkostningsfyldt, at det ikke kan svare sig. Herunder er det særligt adgangen til vand, der er en hindring.

Men ingen grund til at give op endnu.

Man kan slå to fluer med et smæk og lade algerne leve i spildevand. Som det ser ud lige nu, udledes 75 procent af jorden spildevand ubearbejdet til naturen med voldsomme konsekvenser for naturen.

 Foto: Wikimedia Commons

Og vi snakker store mængder vand her. I England er vandforbruget per person 150 liter, og det resulterer i 130 liter spildevand. Hvis man kunne rense dette vand op og samtidig lave mad m.m., ville det være noget, der mindede om et mirakel.

Dette er stedet, hvor den vigtigste fremtidsmulighed for en bæredygtig algeproduktion ligger.

Men også her er der store barrierer, når det kommer til at sikre, at der ikke er skadelige stoffer i de kulturer, man dyrker, og vi er langt fra i mål med denne mulighed, når vi skal bruge organismerne til mad bagefter. I spildevandet findes der også tungmetaller, fenoler, antibiotika, virusser, pesticider, olie og en række organiske stoffer, der er giftige for mennesker.

Algerne selv har desuden også brug for, at vi tilsætter pesticider for at holde dem raske. På den måde adskiller de sig ikke fra andre af de organismer, vi dyrker i storproduktioner. Og så kan vi vende tilbage til snakken om, hvad vi så gør med spildevandet fra disse anlæg, som jeg snakkede om i artiklen om fremstilling af kunstigt kød.

Videre ned ad forkerte vej på bæredygtighedsskalaen

Der er flere trin ned ad stigen.

Algerne bruger, som alle andre planter, CO2 i deres fotosyntese. Det er rigtigt godt, da algeproduktion kunne hjælpe med at nedsætte CO2-indholdet i vores atmosfære.

Desværre er CO2 bare meget dårligt til at opløse sig i vand, og derfor bliver det meget hurtigt en begrænsende vækstfaktor i større algekulturer. Det betyder, at man må tilsætte kulstof til vandet for at holde produktionen oppe. Endnu et trin ned ad stigen…

Hvis man er i tvivl om, hvad gødning med kvælstof kan betyde, kan man kigge på landbruget. Overskudskvælstof fra landbrugsproduktion udgør for eksempel i Danmark en af de helt store trusler for vores vandmiljøer

På samme måde er det med kvælstof. For at sikre at algekulturerne har nok kvælstof tilgængeligt, kan man tilsætte det som gødning.

Men nu bevæger vi os hurtigt den forkerte vej på bæredygtighedsskalaen, og hvis man er i tvivl om, hvad gødning med kvælstof kan betyde, kan man kigge på landbruget. Overskudskvælstof fra landbrugsproduktion udgør for eksempel i Danmark en af de helt store trusler for vores vandmiljøer, hvis man spørger en ferskvandsbiolog.

Hvis algerne derimod ikke får adgang til rigelige mængder kvælstof, vil det særligt påvirke deres opbygning af fedtsyrer, hvilket nedsætter deres fødevarekvalitet væsentligt, og ligeså vigtigt betyder det, at deres egnethed til at lave biobrændstof falder (det er nemlig fedtsyrerne, der bruges, når man laver biobrændstof. Endnu et trin ned ad stigen…)

Fosfor-gyseren

De har også brug for fosfor, og fosforadgangen er et helt kapitel for sig selv, når vi snakker om fremtidens fødevaresikkerhed (hvis man vil læse en rigtig gyser for sine børn om aftenen, kan man finde en artikel om menneskets fremtidige problemer med fosfor).

Når vi kigger på fosfor-problematikken, bliver en ting klar. Selvom vi måske kan afkoble hele vores fødevareproduktion fra naturen, så denne ikke skades, vil vi stadig være begrænsede i forhold til de mængder, vi kan lave, da vi skal bruge disse mikronæringsstoffer.

At kunne genbruge fosfor fra spildevand er helt essentielt for al fremtidig fødevareproduktion, herunder produktionen af alger. Men vi har ikke meget erfaring med det

Hvis vi ikke genbruger mikronæringsstofferne, vil vi blive nødt til at hente dem ind fra naturen, og så skader vi den. Vi skaffer de enorme mængder fosfor, der er brug for i vore produktioner, fra miner (og fosforminerne er ikke et hyggeligt kapitel at læse om).

Forfor-adgangen på jorden ligger på ganske få hænder i en lille håndfuld lande, og dette stof er så vigtigt, at det i høj grad styrer international politik. Som det ser ud lige nu, taber vi fosfor ud af vores energikredsløb, og hvis vi ikke begynder at genindsamle den, vil vi løbe tør for fosfor. Og så vil vi dø.

At kunne genbruge fosfor fra spildevand er derfor helt essentielt for al fremtidig fødevareproduktion, herunder produktionen af alger. Og oprensning af spildevand, så det kan bruges på en sikker måde i madproduktion, er dyrt og svært, og vi har ikke megen erfaring med det.

MEN algerne er faktisk oplagte organismer til at hjælpe os med at indsamle den tabte fosfor igen. Igen virker det oplagt, at en fremtidig bæredygtig storproduktion bør finde sted i spildevand.

Vi har brug for mere forskning

Til sidst kan det nævnes, at der også ligger nogle væsentlige udfordringer i at få et givent produkt godkendt som fødevarer.

Nye produkter skal screenes for, om de indeholder giftstoffer eller andet, der ikke er egnet i menneskeføde. Det er en lang og dyr og krævende proces, og må ses som en væsentlig hindring for, at nogle eventuelt tør kaste alle deres sparepenge efter projektet. Men det er en helt anden historie.

Derfor står vil tilbage med den lidt nedslående konklusion, at algerne – i hvert fald ikke som det ser ud lige nu – er vores redning, hverken når det kommer til fødevaresikkerhed eller en miljørigtig sikring af brændstof.

Men der er store potentialer, der alle kræver, at der laves en del mere forskning i, hvordan problemerne kan løses. Og der er mange muligheder i spil allerede.

Herudover er algerne jo en naturlig fødevarekilde for en meget overset dyregruppe, når det kommer til fødevarer, nemlig det filtrerende skaldyr (østers, muslinger mfl.). Og min næste artikel i denne serie vil handle om blandt andet dem.

Men jeg må erkende, at der nok kommer til at gå lang tid, inden jeg kan købe med en sandwich med grønalgebøf, som jeg kan spise med god samvittighed.

Læs de tre første afsnit i serien her: “Er fremtidens landbrug økologisk?”, “Er kunstigt kød vejen frem?“ og “Skal fremtidens mad komme fra havet?

Topfoto: Skærmbillede fra CNNtech 

Mette Cristine Schou Frandsen (1976) er cand.scient. i biologi med en ph.d.-grad i miljøbiologi. Hun har som ung arbejdet og uddannet sig i landbruget og er stifter af den nye innovationsplatform ”Fremtidens Fødevarer - ”Future Foods” - der arbejder innovativt med at definere, hvordan fremtidens fødevareproduktion kan se ud, hvis den skal være bæredygtig i et langt tidsperspektiv. Herudover vil Fremtidens fødevarer åbne en bredere folkelig og akademisk debat om, hvad en fremtidssikret bæredygtig fødevareproduktion egentlig indbefatter og ud fra dette udstikke en retning for udviklingen mod et fremtidssikret dansk erhverv på et internationalt marked.
Privat er hun mor til en 2-årig toddler med krudt i røven og bor sammen med barnets far, Thomas Duus Henriksen, i en gammel villa i Kastrup.
Foto: Søren Bjørn-Andersen

Seneste artikler om KLIMAKRISE