Voedselproductie speelt een centrale rol in het klimaatprobleem, een probleem dat de energietransitie alleen niet kan oplossen. Mondiale voedselsystemen zijn verantwoordelijk voor ongeveer 34 procent van alle door de mens veroorzaakte broeikasgasemissies. De wereldbevolking zal naar verwachting in 2050 de 10 miljard naderen . Om aan die vraag te voldoen met de huidige landbouwmodellen, moeten enorme gebieden met bestaande koolstofvoorraden en biodiversiteit worden omgezet.
Plantaardige eiwitten hebben het veeteeltprobleem gedeeltelijk opgelost. De teelt ervan vereist echter nog steeds vruchtbare grond, water en chemische middelen. De structurele spanning tussen het voeden van meer mensen en het beschermen van de natuurlijke systemen waarvan de landbouw afhankelijk is, is nog niet opgelost.
Arborea , een in Londen gevestigde startup in klimaattechnologie, bouwt een productieplatform dat is ontworpen om die spanning bij de bron aan te pakken. Het BioSolar Leaf-systeem industrialiseert fotosynthese om microalgen te kweken op onvruchtbare grond. Koolstofdioxide en natuurlijk zonlicht zijn de enige grondstoffen. Het systeem slaat koolstof op als voorwaarde voor de productie. Zoals Dr. Kaly Chatakondu, wereldwijd commercieel directeur van Arborea, het verwoordt: "Koolstofdioxide is niet langer een probleem, maar wordt ineens je grondstof."
Hoe werkt het systeem?
De BioSolar Leaf lijkt qua vorm op een zonnepaneel. Binnen elke module bevindt zich een netwerk van kweekbuizen dat water transporteert waarin microalgen groeien. De buizen functioneren als een omgekeerde long, die CO₂ opneemt en zuurstof afgeeft. "Het ademt koolstofdioxide in en ademt zuurstof uit via ademende kweekbuizen", vertelde Chatakondu aan Climate Solutions News. "Dit is simpelweg fotosynthese, een natuurlijk proces dat drie miljard jaar geleden op aarde is ontstaan. Maar het is fotosynthese in een extreme vorm, om het zo maar te zeggen. Dit is industriële fotosynthese."
Traditionele gewassen leveren één of twee oogsten per jaar op. De BioSolar Leaf maakt een dagelijkse oogst mogelijk, tot wel 365 cycli per jaar. De CO₂-toevoer vereist geen drukverhoging. Het proces werkt bij concentraties lager dan twee procent. Het kan gebruikmaken van industriële rookgassen, de verbranding van landbouwafval of omgevingslucht. Water circuleert continu in een gesloten circuit, onafhankelijk van regenval of bodemgesteldheid.
Arborea gebruikt gepatenteerde gasdoorlatende membranen van gerecycled plastic om CO₂-opname bij omgevingsconcentraties mogelijk te maken. De gesloten, gecontroleerde omgeving elimineert het risico op kruisbesmetting dat open kweeksystemen in het verleden heeft beperkt. "Twee ton koolstofdioxide wordt omgezet in één ton ingrediënten", aldus Chatakondu. "Je voldoet letterlijk aan alle eisen op het gebied van milieuvriendelijkheid."
Illustratie ter verduidelijking. Toont geen daadwerkelijke machines of apparatuur.
Een veelzijdig ingrediëntenplatform
Het commerciële instapproduct van Arborea is spirulina. Het bevat ongeveer 65 tot 70 procent eiwit per massa. Daarnaast levert het ijzer, zink, magnesium, B-vitaminen en omega-3-vetzuren. Het is in de meeste landen goedgekeurd voor gebruik in voedingsmiddelen en werd wereldwijd al gebruikt voordat er nieuwe voedingsmiddelenregelgeving van kracht werd. "Zolang je natuurlijke, milde extractiemethoden gebruikt, zijn er maar weinig wettelijke hindernissen", aldus Chatakondu. "Regelgeving is geen blokkade, maar het vertraagt de ontwikkeling wel."
Het eiwit dat uit de spirulina van Arborea wordt gewonnen, is wateroplosbaar, smaakneutraal en licht van kleur. Het heeft schuimvormende, geleervende en emulgerende eigenschappen. Het kan conventionele eiwitten in plantaardige melk, bakproducten en dranken vervangen zonder maskeermiddelen of ingrijpende herformuleringen. Natuurlijke pigmenten, omega-3-vetzuren en bioactieve vitaminen en mineralen kunnen allemaal uit dezelfde biomassa worden gewonnen. "Sommige processen lopen soms vast omdat je maar een kleine hoeveelheid product wint", aldus Chatakondu. "Hier heeft elk onderdeel van de microalg waarde in verschillende toepassingen."
Afgezien van spirulina is het platform in principe substraat-onafhankelijk. Er zijn meer dan 30,000 fotosynthetische microalgensoorten bekend in de wetenschap. "Met dit proces kunnen letterlijk alle fotosynthetische microalgen worden gekweekt", aldus Chatakondu. "Je wilt er misschien een die rijk is aan omega-3-vetzuren, een die rijk is aan andere lipiden voor biobrandstoffen, of een die rijk is aan bepaalde ingrediënten voor farmaceutische toepassingen. Dit is industriële fotosynthese. Het maakt echt niet uit welke microalg je in deze buizen kweekt."
Een impressie van een volwaardige Arborea-faciliteit in de toekomst.
Waarom eerdere microalgenprojecten niet succesvol waren
De microalgensector heeft al decennialang aanzienlijke wetenschappelijke belangstelling gewekt, maar er zijn maar weinig commerciële projecten op grote schaal uitgevoerd. Chatakondu pakt dit probleem direct aan. Raceway-vijvers lopen het risico op besmetting met organische toxines of zware metalen en leveren een inconsistente opbrengst. Conventionele buisvormige fotobioreactoren kunnen weliswaar kwaliteit leveren, maar brengen hoge investeringskosten met zich mee en zijn moeilijk schaalbaar. Fermentatieprocessen vereisen doorgaans gassen onder druk en een dure infrastructuur.
"Ons proces overwint in principe al die obstakels," aldus Chatakondu. "Het vereist weinig investeringskosten, is uitermate schaalbaar en volledig beheersbaar. Er is geen risico op kruisbesmetting en je hebt uitstekende controle over zowel de smaak als de voedingswaarde."
Arborea schat de investeringskosten van hun systeem op ongeveer een tiende van die van buisvormige fotobioreactoren. Die berekening is belangrijk. Het verandert het risicoprofiel voor grote voedingsmiddelenbedrijven die langetermijnleveringscontracten overwegen met een producent van nieuwe ingrediënten.
Commerciële tractie
Arborea heeft afnameovereenkomsten en overeenkomsten voor gezamenlijke ontwikkeling gesloten met grote multinationale voedingsmiddelenbedrijven waarvan de namen niet openbaar zijn gemaakt. De samenwerkingen omvatten toepassingen in de zuivel-, dranken- en farmaceutische sector. Een van de bekendgemaakte partnerschappen is met AB InBev , 's werelds grootste brouwer. De twee bedrijven ontwikkelen een pilotproject met BioSolar Leaf in Mexico, gericht op het afvangen van CO₂ uit het brouwproces. Deze regeling is een werkend voorbeeld van het co-locatiemodel dat Arborea wil repliceren: CO₂ die vrijkomt als industrieel afval wordt hergebruikt voor de productie van voedsel en ingrediënten.
In december 2024 sloot Arborea een financieringsronde van € 5 miljoen af, geleid door Indico Capital Partners, met deelname van Banco Português de Fomento. De totale investering in durfkapitaal bedraagt daarmee circa $ 9.5 miljoen. Daarnaast is er nog eens $ 4.5 miljoen aan subsidies, waaronder steun van de European Innovation Council. Stephan de Moraes, managing general partner bij Indico Capital, zei dat het BioSolar Leaf-systeem "een hogere hoeveelheid eiwitten produceert dan elke andere voedselproductiemethode, inclusief landbouw en veeteelt."
Chatakondu trad begin 2024 in dienst bij Arborea na meer dan dertig jaar in leidinggevende functies in de voedingsmiddelenindustrie. Hij heeft een doctoraat in de chemie van de Universiteit van Oxford. Zowel de economische als de wetenschappelijke aspecten trokken hem aan: "Ik was gefascineerd door de wetenschap, maar minstens even aantrekkelijk in het geval van Arborea is de economische schaalbaarheid. Dat was genoeg om de sprong te wagen en de multinationalwereld te verlaten voor de startupwereld."
Enkele producten van Arborea.
Opschalen en wat volgt?
De proefinstallatie van Arborea in Lissabon is ontworpen als een één-op-één techno-economisch model van een volwaardige commerciële fabriek. De eerste fabriek op ware schaal wordt gebouwd in Portugal, op een stuk grond binnen een olijfplantage. De locatie is te sterk aangetast voor de teelt van olijven; de CO₂-uitstoot zal afkomstig zijn van de verbranding van olijfresten. De fabriek zal naar verwachting in 2026 of 2027 operationeel zijn en jaarlijks enkele honderden tonnen ingrediënten produceren. Het grootste deel van de capaciteit is reeds vastgelegd in afnameovereenkomsten.
Uitbreiding op de lange termijn zal plaatsvinden via joint ventures en technologielicenties. Arborea is niet van plan om alle toekomstige faciliteiten zelf te bouwen en in eigendom te hebben. De drijfveren verschillen per regio. In Azië en delen van het Midden-Oosten is voedselzekerheid in gebieden met beperkte landbouwgrond een belangrijke factor. In Europa draait het om ontbossingsvrije grondstoffen. In Noord-Amerika ligt de focus op gecontroleerde productie en ingrediënten zonder verontreinigingen. "We willen de wereld laten zien wat de technologische en economische voordelen zijn", aldus Chatakondu. "Het zijn zeer aantrekkelijke voordelen, maar we willen dat bewijzen."
Verificatie, schaal en de Portugal-test
Arborea omschrijft zijn productieproces als CO₂-negatief. De pilotgegevens ondersteunen die bewering, aldus Chatakondu: twee ton CO₂ wordt omgezet in één ton ingrediënten, water wordt gerecirculeerd zonder bijvulling en er is geen landbouwgrond nodig. Deze bewering is nog niet onafhankelijk geverifieerd. Het bedrijf stelt dat formele verificatie vereist dat de commerciële productiefaciliteit eerst operationeel is.
De voedingsmiddelenindustrie is al jaren op zoek naar een eiwitbron die geen landgebruik vereist, geen zoet water verbruikt en de benodigde koolstof vastlegt, maar zonder een duidelijk antwoord. De poging van Arborea is tot nu toe de meest geloofwaardige. De fabriek in Portugal, en de onafhankelijke verificatie die daarop volgt, zullen uitwijzen of die beoordeling standhoudt.
Het liedje is opgericht, het is een echte liefhebber, maar het is niet zo lang dat je een magische aliqua hebt. Er is geen minimale uitoefening, maar ook de uitoefening van de uitoefening van de werkzaamheden. Duis aute irure dolor in verwerping in voluptate velit esse cillum dolore eu fugiat nulla pariatur. Excepteur sint occaecat cupidatat non proident, zacht in culpa qui officia deserunt mollit anim id est laborum.
