Towards more sustainable feed: Scaling of cutting-edge CO2-to- microbial protein production [SCoFeed]

Gjennom soya basert fôr er produksjon av laks i Norge knyttet til betydelige CO2 utslipp gjennom soyadrevet avskoging i Brasils Amazonas-regnskog. Regnskog og spesielt Amazonas er er jordas lunge og lagrer enorme mengder karbon. Mye av Amazonas nærmer seg vendepunktet fra å være regnskog til å bli savanne. Det som er enda mer alarmerende er at produksjonen av protein til laksefôr skal økes for å imøtekomme vekst innen norsk akvakultur. Tiden for å tenke bærekraftig lakseoppdrett er nå. Gas2Feed utvikler en prosess for produksjon av protein helt uavhengig av geografi og klima. Prosessen er bekreftet å ha det laveste karbonavtrykket blant kjente proteinkilder. Den bruker bioteknologi som en av pilarene i den fjerde industrielle revolusjonen. Mikrobene dyrkes i egnede bioreaktorer og forbruker kun elementer fra vann og luft. Såkalte knallgassbakterier vokser på hydrogen, oksygen og CO2 som hovedråstoff. Den resulterende biomassen er rik på protein og er en utmerket proteinkilde i fôr til laks. SCoFeed-prosjektet skal designe og bygge et pilotanlegge i Risavika National Center for Bioprocess and Fermentation (NBioC). Oppskalering og FoU-en innen fermenteringsteknologi, bruk av gasser, proteinproduksjon og feltforsøk med laks vil bli gjennomført sammen med partnere. Prosjektet tar sikte på å optimalisere denne futuristiske prosessen der hovedråstoffet kun vil komme fra bærekraftige energi som vind, vannkraft sammen med biogen CO2. I tillegg vil forsøk som skal gjennomføres sikre ernæringsmessige egenskaper, fullføre design for markedslanseringen og muliggjøre en generell kommersialisering av teknologien.

Norwegian salmon production is highly depended on sourcing soy protein components from Brazil, emitting 6.7 kg CO2eq/kg soybean. There is a need for more sustainable protein sources for fish feed. Gas2Feed has initiated R&D of the world’s first carbon-neutral MP production concept that: a) produces protein (ref. as ‘CO2-to-MP’) for use in fish feed, using H2, O2, and CO2 as main inputs; b) enables CO2 fixation (i.e., reduces GHG emission) by using the most studied HOB Cupriavidus necator (C. necator), approved by EU as fish feed ingredient, as the main organism within the fermentation consortium, c) uses a patent pending proprietary reactor to enhance gas availability for microbes (i.e. lower OPEX); d) reuses nutrients through water recirculation, securing increased gas availability (i.e., lower CAPEX); e) couples state-of-the-art (SoA) technology for green H2 production from our strategic partner HydrogenPro; f) couples SoA technology for CO2 capture in water from our daughter company EcoFishCircle and CO2 capture in air from our strategic partner Carbon Removal AS. Gas2Feed AS has achieved Proof of Concept (TRL3) during 2021 and developed a 50L semi-pilot reactor (TRL4) in Q1-Q3 2022. In this project (Q2 2022 – Q1 2025), we will proof the scalability of our process by a) developing a 1500L pilot reactor, b) upscale CO2-to-MP fermentation process, and c) improve downstream processes (TRL 5). Further, we will prove the quality and market introduction of CO2-to-MP in fish feed through field trials with our pilot customer (TRL 6). Finally, we will identify technical and operational requirements for further scale-up and design a commercial-scale CO2-to-MP fermentation plant with capacity to produce 100,000 tonnes/year CO2-to-MP (TRL 7). All these features will enable a sustainable production of fish feed from CO2 at a commercial scale without compromising on cost-efficiency (10600 NOK/t protein) or product quality (>80% protein content, >85% protein digestibility).