CICA
Chlorella in circular aquaculture
| Programm / Ausschreibung | Energie- u. Umwelttechnologien, Energie- u. Umwelttechnologien, Kreislaufwirtschaft - Energie- und Umwelttechnologie Ausschreibung 2023 | Status | laufend |
|---|---|---|---|
| Projektstart | 01.04.2024 | Projektende | 31.03.2026 |
| Zeitraum | 2024 - 2026 | Projektlaufzeit | 24 Monate |
| Keywords | aquaculture, fish, circular system, wastewater treatment, algae biomass, fish feed | ||
Projektbeschreibung
In Projekt CICA werden das österreichische KMU Blue Planet Ecosystems GmbH und die TU Wien aktuelle Herausforderungen angehen, um eine nachhaltige, zirkuläre Aquakultur zu realisieren. Das langfristige Ziel der Blue Planet Ecosystems GmbH ist es, einen Beitrag zur zuverlässigen Versorgung der Menschheit mit Proteinen zu leisten, ohne die Biodiversität der Erde zu gefährden. Zu diesem Zweck hat die Blue Planet Ecosystems GmbH ein neuartiges Land-based Automated Recirculating Aquaculture (LARA) System entwickelt, das aquatische Ökosysteme nachbildet und Sonnenlicht in Fisch umwandelt. Das System ist in drei Einheiten unterteilt: In der ersten Einheit, einem Photobioreaktor, wird Sonnenenergie durch photosynthetisierende Mikroalgen in Biomasse umgewandelt. Diese Einheit dient auch dem Wärmemanagement, der CO2-Aufnahme und dem Nährstoffrecycling. In der zweiten Einheit wird Zooplankton gezüchtet, das die Algen aus der ersten Einheit als Futtermittel verwendet. Das Zooplankton konzentriert die Nährstoffe, reinigt das Wasser und dient als Futterersatz für die dritte Einheit, in der Fische/Garnelen (das Endprodukt) gezüchtet werden. Bislang ist die dritte Einheit, die "Fischeinheit", fertiggestellt und wird bereits vermarktet.
Projekt CICA ermöglicht die detaillierte Untersuchung von Fischabwässern und deren Behandlung durch Algenkultivierung, sowie die Konstruktion der ersten LARA-Einheit, des Photobioreaktors. Wir werden 1) die Variabilität des Fischabwassers in Abhängigkeit von Kultivierungsparametern untersuchen, 2) welche analytischen Instrumente die Mindestvoraussetzung für die Messung und Quantifizierung der Bestandteile des Fischabwassers sind, 3) ob und wie die Mikroalge Chlorella vulgaris auf den verschiedenen Fischabwasserchargen, CO2 und Sonnenlicht wachsen kann, und 4) ob die Kultivierung von Chlorella vulgaris auf Fischabwasser in der geplanten Größenordnung der LARA-Anlage durchführbar ist und wenn ja, wie diese Anlage konzipiert werden muss.
Unser Projekt hat große Auswirkungen auf die Umwelt:
1. Durch die Kultivierung von Mikroalgen auf Fischabwässern werden wir diese Abwässer behandeln und in die LARA-Anlage zurückführen können. Auf diese Weise werden wir die Menge der knappen Ressource Süßwasser für die Aquakultur erheblich reduzieren.
2. Durch photoautotrophe Kultivierung werden wir Sonnenlicht und CO2 in Mikroalgen-Biomasse umwandeln und so die CO2-Emissionen aus der Aquakultur reduzieren.
3. Durch die Verwendung der erzeugten Algenbiomasse als Futtermittel für Zooplankton werden wir marine Futtermittel (Fischmehl und Fischöl) ersetzen und somit die Auswirkungen auf den Ozean auf Null reduzieren.
Abstract
In project CICA, the Austrian SME Blue Planet Ecosystems GmbH and TU Wien will tackle current challenges to realize sustainable, circular aquaculture. The long-term goal of Blue Planet Ecosystems GmbH is to contribute to a reliable supply of protein to humanity without endangering Earth’s biodiversity. For that purpose, Blue Planet Ecosystems GmbH has developed a novel Land-based Automated Recirculating Aquaculture (LARA) system replicating aquatic ecosystems and transforming sunlight into seafood. The system is subdivided into three units: in the first unit, a photobioreactor, solar energy is converted into biomass by photosynthesizing microalgae. This unit also provides heat management, CO2 uptake as well as nutrient recycling. In the second unit, zooplankton is grown using algae from the first unit as feed. The zooplankton concentrates the nutrients, cleans the water and serves as feed substitute for the third unit where fish/shrimp (the end product) is grown. To date, the third unit, the “fish unit”, has been finalized and is already commercialized.
Project CICA allows the detailed investigation of fish wastewater and its treatment by algal cultivation as well as the design of the first LARA unit, the photobioreactor. We will investigate 1) the variability in fish wastewater in response to cultivation parameters, 2) which analytical tools are the minimum requirement to measure and quantify fish wastewater constituents, 3) if and how the microalgae Chlorella vulgaris can grow on the different fish wastewater batches, CO2 and sunlight, and 4) if cultivation of Chlorella vulgaris on fish wastewater in the envisioned scale of the LARA unit is feasible and if yes, how this unit must be designed.
Our project has great environmental impact:
1. by cultivation of microalgae on fish wastewater, we will treat this wastewater and be able to re-introduce it into the LARA unit. Thus, we will significantly reduce the amount of the scarce resource fresh water for aquaculture.
2. by photoautotrophic cultivation we will convert sunlight and CO2 to microalgal biomass, thus reducing CO2 emissions from aquaculture.
3. by using the generated algal biomass as feed for zooplankton we will replace marine feed-stock (fish meal and fish oil) and thus reduce the impact on the ocean to zero.