HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

Akvafuture AS has developed and tested semi-closed sea cages since 2011. The project was initiated to evaluate and optimize the new closed cage farming technology Akvafuture developed in 2016. Through several years of pilot projects, we have documented efficient prevention against sea lice. Some of the most important results are summarized below: Water circulation, self cleaning capacity of cages and sedimentation of particles have been evaluated across different designs of inlets and outlets. We have implemented improved solutions for inlets and outlets, integration of sensors and collection of sludge. Systems for oxygenation and regulation of water flow has been optimized, to secure a stable water quality and reduce the number of alarms. At all our research sites, sludge is now collected for use in production of biogas and fertilizers. We have developed technology for collection of both wet (2017) and dried sludge (2019). Quantitative and qualitative data from collection of sludge are used for calculation of mass-balance of nutrients and estimation of the environmental impact from closed cage farming. The University of Gothenburg performed a study of how the use of dissolved inorganic nitrogen in outlet water from closed cages increased growth rate (75 %) and nitrogen content (72 %) in sugar kelp (Saccharina latissima). With binding of CO2, production of seaweed will also compensate for the release of greenhouse gases from fish farming. Filter feeding organisms as blue mussels (Mytilus edulis) were efficient in removing particular, organic nitrogen. Efficient seaweed production requires high water flow while the filter-effect of mussels decrease at high flow rates, and care must be taken to optimize these productions if located at the same site. We have described the microbial diversity inside the cages and in the surrounding environment by analysing water samples and fish samples from two sites over a period of one year, in collaboration with the Norwegian Veterinary Institute and NMBU. With the use of modern sequencing techniques, qPCR and culturing of bacteria we have demonstrated (1) a distinct microbial footprint in the marine environment around active sites, (2) how important fish diseases appear to be of a multifactorial ethology, as fin rot / skin ulcer and complex gill inflammations, (3) increased concentration of several pathogens inside the cages and (4) a significant accumulation of some pathogens in the marine environment at the site. We measured water quality and calculated models for water quality in closed cages, in collaboration with the Norwegian Veterinary Institute, IRIS (NORCE) and the University College of Western Norway. We verified a model for the relation between CO2 and pH in seawater at our sites and evaluated existing models for the impact of production intensity (specific water consumption and feed load) on water quality inside the cages. Oxygenation systems have been tested and redesigned to improve stability of dissolved oxygen in space (across the cage) and time (during diurnal fluctuations of oxygen consumption). The temporal and spatial gradients of metabolites as TAN and CO2 are also described. We use these water quality models to calculate and to monitor the production capacity. SUMMARY It is possible to maintain a good water quality and high fish welfare with a specific water consumption (SWC) of 0.3 L/kg/min. Shorter periods of SWC at 0.25 L/kg/min (with absolute minium of 0.2 L/kg/min) will also provide acceptable levels of CO2 and TAN and acceptable fish welfare, however with increased risk of negative impact from accumulation of suspended solids (TSS) and pathogens. Fallowing between production cycles is necessary to avoid accumulation of pathogens in the marine environment at the sites, this is probably the case also between shorter production periods as with farming of post-smolts. It is necessary to develop thorough and cost-effective procedures for wash and disinfection of cages, inlets and outlets. Salmon farming leads to release of particular, organic nutrients and dissolved, inorganic nutrients. Today, we collect approximately 35 % of all organic particles, estimated to represent ? 50 % of possible sedimentable particles. Surplus feed is easiest to collect, fish faeces disintegrate faster and further research is needed to develop more efficient systems for sedimentation inside the cages, pumping and filtration. With continued development of closed cage technology, improved feeding systems and thus reduced feed conversion rates, more efficient collection of faeces and co-cultivation of low-trophic organisms, it will be possible to achieve a significant reduction of the environmental and climatic impact of industrial fish farming. With control of oxygenation, water flow and water velocity, closed cage technology makes it possible to maintain a fish friendly environment throughout production from sea transfer until harvest size. ?

Anlegget har vist seg driftssikkert og i stand til å opprettholde gode miljøbetingelser for trivsel og vekst av laks med inntil 50 kg biomasse per kubikkmeter vann i merdene. Gjennom dette prosjektet har vi levert banebrytende kunnskap om utforming og drift av lukkede merdanlegg. Vi har dokumentert gode resultater ved produksjon helt fram til slaktestørrelse, uten lus og med et betydelig redusert miljøavtrykk. Dette er kunnskap som vi har delt og som vi mener er verdifull for både videre forskning og for utviklingen av næringen. Norske myndigheter har en målsetting om femdobling av norsk lakseproduksjon. Implementering av teknologi som gjør akvakulturnæringen mer miljøvennlig er absolutt nødvendig for å utløse denne ønskede veksten i næringen fram mot 2050. Norske myndigheter bør derfor snarlig komme med konsesjonstildelinger for implementering av denne typen nye teknologi-løsninger, slik at dette kan bidra til å skape vekst og utvikling på en miljømessig bærekraftig måte.

Åpne merdsystemer med fri flyt av vann, avfallsstoffer og sykdomsfremkallende organismer er den dominerende metoden for produksjon av laks i sjø i dag. Fortsatt vekst i norsk oppdrettsnæring er avhengig av utvikling og implementering av teknologi som løser næringas miljøproblemer, herunder lus, rømming og utslipp. For å etablere drift med lukkede merder i sjø må det skaffes ny kunnskap på en rekke områder som blant annet dimensjonering, vanngjennomstrømming, biosikkerhet, vannkvalitet ved ulike produksjonsbelastninger, metoder for oppsamling og anvendelse av slam, muligheter for å nyttiggjøre restnæringsstoffer til annen bioproduksjon, fiskekvalitet, fiskehelse og velferd. Gjennom felttutesting i stor skala siden 2012 har vi dokumentert at luseproblemet kan elimineres samtidig som vekst og fiskevelverd blir ivaretatt (Nilsen et al. 2016). I prosjektet vil vi nå utvikle og dokumentere et nytt og kommersialiserbart lukket merdkonsept, hvor målsettingen er å utvikle en dynamisk og selvstyrt løsning som sikrer god produksjon og fiskevelferd og samtidig som den lokale miljøpåvirkningen kan redusere til et minimum sammenlignet med dagens drift i åpne merder. Vi skal gjennomføre prosjektet på vår nye FoU-lokalitet (Sæterosen 2340 MTB) med en kombinasjon av et nytt kompakt merdkonsept med 10 lukkede merder (6000 m3), et forsøksanlegg med 6 minimerder (30 m3) og et forsøksanlegg for dyrking av tang og blåskjell i avløpsvannet fra minimerdanlegget. 2 universiteter og 3 andre ledende forskningsinstitusjoner i Norge og Sverige skal ha ansvar for planlegging og gjennomføring av forskningsoppgavene, i nært samarbeid med søker og de andre bedriftspartnerne. Vi har allerede arbeidet lenge sammen med 4 av disse FoU-partnerne, og prosjektet er utviklet i tett samarbeid med dem.