Prosjektnummer
910382
Beregningsmodell for utslipp og oppsamling av slam fra oppdrettsanlegg i sjø (OppSlam)
Slam fra oppdrett i sjø har fått et stadig mer økende oppmerksomhet de siste ti årene, som følge av næringsinnholdet som slammet representerer, mulighetene for ny bioproduksjon, samt påvirkning på bunnmiljø og hensyn til sårbare naturtyper i sjø. Oppsamling av slam fra oppdrett i sjø vurderes nå som tiltak for å minimere potensielt negativ påvirkning på bunnforhold. Dette gjelder også der hvor det er oppdaget sårbare naturtyper som koraller, og man er usikker på i hvilken grad næringens aktivitet påvirker disse negativt. Noen oppdrettere må forholde seg til krav om oppsamlingsgrad for drift av anlegg i sjø.
Dette prosjektet tar tak i spørsmålet: Hvor mye slam kan faktisk samles opp fra oppdrettsanlegg i sjø? I dette spørsmålet ligger også det å definere et enhetlig språk og beste praksis for hvordan oppsamling av slam skal forstås for anlegg i sjø.
For å forstå problemstillingen deles oppsamlingssystemet i tre deler, fra utfôring til lagringstank for slam. Den første delen handler om massebalansen mellom utfôring og utslipp til sjø. Del to tar utgangspunkt i utslippene og beskriver hvordan dette oppfører seg i miljøet og hvor mye som finner veien til oppsamlingsuttaket. Del tre handler om effektiviteten i systemet for filtrering og behandling av slammet.
Den første delen av systemet bygger i hovedsak på fiskens fordøyelse. Massebalansemodeller beskriver sammenhengen mellom utfôring og de ulike typer utslipp som produseres i merden. Her er det gjort mye arbeid og det finnes flere modeller som estimerer mengde og sammensetning av slam og oppløste stoffer.
Den andre delen av systemet påvirkes av egenskapene til slampartiklene og de hydrodynamiske effektene i merden. Det finnes ulike spredningsmodeller for fôr, men det er ikke gjort noen studier av partikulær drift som er direkte sammenlignbart med det som kreves her. Feces slippes fra fisken og er dermed fordelt i merden både horisontalt og vertikalt etter fisketettheten, og har annen karakteristikk enn fôr.
Behandling, den tredje delen av systemet, handler om å øke tørrstoffgraden i slammet. Dette innebærer gjerne mekanisk filtrering, sedimentering, koagulering/flokkulering, båndfilter, sentrifuger, skrupresser og filterpresser. Her finnes det omfattende datagrunnlag fra settefiskproduksjon som det kan tas utgangspunkt i, men det er også viktig å ta hensyn til ulikhetene mellom disse systemene og åpne anlegg i sjø.
Det er behov for en beregningsmodell for det faktiske, reelt oppnåelige potensialet for oppsamling av slam til lagringstank for åpne oppdrettsanlegg i sjø. En slik modell må dekke flere aspekter:
1. (Utslipp) Modellen må gi et estimat på mengde slam som genereres.
2. (Oppsamlet) Modellen må gi et estimat på mengde slam som kan samles opp i et uttak fra merdvolumet.
3. (Filtrert) Modellen må gi et estimat på mengde slam som kan hentes ut og nyttiggjøres videre fra behandling på lokalitet.
Dette prosjektet tar tak i spørsmålet: Hvor mye slam kan faktisk samles opp fra oppdrettsanlegg i sjø? I dette spørsmålet ligger også det å definere et enhetlig språk og beste praksis for hvordan oppsamling av slam skal forstås for anlegg i sjø.
For å forstå problemstillingen deles oppsamlingssystemet i tre deler, fra utfôring til lagringstank for slam. Den første delen handler om massebalansen mellom utfôring og utslipp til sjø. Del to tar utgangspunkt i utslippene og beskriver hvordan dette oppfører seg i miljøet og hvor mye som finner veien til oppsamlingsuttaket. Del tre handler om effektiviteten i systemet for filtrering og behandling av slammet.
Den første delen av systemet bygger i hovedsak på fiskens fordøyelse. Massebalansemodeller beskriver sammenhengen mellom utfôring og de ulike typer utslipp som produseres i merden. Her er det gjort mye arbeid og det finnes flere modeller som estimerer mengde og sammensetning av slam og oppløste stoffer.
Den andre delen av systemet påvirkes av egenskapene til slampartiklene og de hydrodynamiske effektene i merden. Det finnes ulike spredningsmodeller for fôr, men det er ikke gjort noen studier av partikulær drift som er direkte sammenlignbart med det som kreves her. Feces slippes fra fisken og er dermed fordelt i merden både horisontalt og vertikalt etter fisketettheten, og har annen karakteristikk enn fôr.
Behandling, den tredje delen av systemet, handler om å øke tørrstoffgraden i slammet. Dette innebærer gjerne mekanisk filtrering, sedimentering, koagulering/flokkulering, båndfilter, sentrifuger, skrupresser og filterpresser. Her finnes det omfattende datagrunnlag fra settefiskproduksjon som det kan tas utgangspunkt i, men det er også viktig å ta hensyn til ulikhetene mellom disse systemene og åpne anlegg i sjø.
Det er behov for en beregningsmodell for det faktiske, reelt oppnåelige potensialet for oppsamling av slam til lagringstank for åpne oppdrettsanlegg i sjø. En slik modell må dekke flere aspekter:
1. (Utslipp) Modellen må gi et estimat på mengde slam som genereres.
2. (Oppsamlet) Modellen må gi et estimat på mengde slam som kan samles opp i et uttak fra merdvolumet.
3. (Filtrert) Modellen må gi et estimat på mengde slam som kan hentes ut og nyttiggjøres videre fra behandling på lokalitet.
Hovedmål
Å utvikle en enhetlig beregningsmodell som estimerer masseflyten for slam fra utfôring til lagring på tank på lokalitet – for åpne anlegg i sjø - samt terminologi for oppsamling av slam fra næringen som grunnlag for en bredt akseptert standard.
Delmål (med korresponderende arbeidspakker (AP-er))
1. Å kartlegge kunnskapsgrunnlag og terminologi som brukes i næringen og forvaltning i dag rundt utslipp og oppsamling av slam fra åpne anlegg i sjø (AP1).
2. Å utvikle en modell for estimering av mengden slam som forsvinner ut av merd og mengden som synker til oppsamlingspunkt (AP2)
3. Å sette opp struktur for fullstendig beregningsmodell for masseflyt for slam fra utfôring til lagring på tank (AP2).
4. Å etablere et datagrunnlag egnet for validering av beregningsmodell for masseflyt for slam fra utfôring til lagring på tank. Dette må dekke naturlig variasjon for relevante parametere over tid (AP3).
5. Å justere og validere beregningsmodell etter etablert datagrunnlag for validering samt terminologi for fremtidig standard for slam fra sjø (AP4).
Å utvikle en enhetlig beregningsmodell som estimerer masseflyten for slam fra utfôring til lagring på tank på lokalitet – for åpne anlegg i sjø - samt terminologi for oppsamling av slam fra næringen som grunnlag for en bredt akseptert standard.
Delmål (med korresponderende arbeidspakker (AP-er))
1. Å kartlegge kunnskapsgrunnlag og terminologi som brukes i næringen og forvaltning i dag rundt utslipp og oppsamling av slam fra åpne anlegg i sjø (AP1).
2. Å utvikle en modell for estimering av mengden slam som forsvinner ut av merd og mengden som synker til oppsamlingspunkt (AP2)
3. Å sette opp struktur for fullstendig beregningsmodell for masseflyt for slam fra utfôring til lagring på tank (AP2).
4. Å etablere et datagrunnlag egnet for validering av beregningsmodell for masseflyt for slam fra utfôring til lagring på tank. Dette må dekke naturlig variasjon for relevante parametere over tid (AP3).
5. Å justere og validere beregningsmodell etter etablert datagrunnlag for validering samt terminologi for fremtidig standard for slam fra sjø (AP4).
Prosjektresultatene kan bidra til forutsigbarhet og realisme i krav til oppsamling av slam fra oppdrettsanlegg i sjø. Prosjektet vil også ha en nytte for aktører som ønsker å bruke oppsamlet slam som ressurs inn i andre verdikjeder, ved at det bidrar til gode estimater på potensiell mengde slam som kan samles. Beregningsmodellen vil også gi nytte for leverandører i å beskrive masseflyten i systemet fra utfôring til lagringstank, og peke på steg eller prosesser hvor det er størst tap. Dette kan bidra til å fokusere arbeidet i forbedring av teknologien for oppsamling av slam fra anlegg i sjø.
OppSlam-prosjektet og -modellen kan også gi innsikt til fôrprodusenter og oppdrettere om hvordan ulike forhold som f.eks. fôrsammensetning påvirker utslipp og slammets sammensetning og sedimentering. Avslutningsvis vil modellen også kunne brukes for å vurdere potensialet for supplerende aktiviteter på eller i områder relativt nær lokalitet, slik som taredyrking eller Integrert multi-trofisk akvakultur (IMTA).
OppSlam-prosjektet og -modellen kan også gi innsikt til fôrprodusenter og oppdrettere om hvordan ulike forhold som f.eks. fôrsammensetning påvirker utslipp og slammets sammensetning og sedimentering. Avslutningsvis vil modellen også kunne brukes for å vurdere potensialet for supplerende aktiviteter på eller i områder relativt nær lokalitet, slik som taredyrking eller Integrert multi-trofisk akvakultur (IMTA).
Prosjektorganisering
Prosjektgruppen består av SINTEF Ocean, NCE Aquaculture, Universitetet i Tromsø, Havforskningsinstituttet, Skretting, Cermaq, Mowi, Lingalaks, Lerøy, Salmon Evolution, Gigante Salmon og Nova Sea. SINTEF Ocean har prosjektledelsen og vil sammen med UiT vil utføre hovedvekten av forskningsarbeidet. UiT leder arbeidet med prøvetaking av slam på lokaliteter som prosjektpartnere stiller tilgjengelige for prosjektet. Prosjektpartnere stiller også med historiske data for sine lokaliteter. En ressursgruppe med medlemmer fra Mattilsynet, Statsforvalteren i Nordland, Akva Group, Salmar Farming og Steinar Skybakmoen vil bidra med sine perspektiver og diskusjon.
Prosjektets arbeid er organisert i fire faglige arbeidspakker (AP-er).
AP1: Etablere kunnskapsstatus
Ansvarlig; Ann Cecilie Hilling (NCE Aquaculture)
Aktiviteter
Formålet med arbeidspakken er å etablere med sikkerhet at prosjektgruppen har oversikt over tilgjengelig kunnskapsstatus på det som er relevant for etablering av beregningsmodellen. Ettersom kjernen i problemstillingen handler om den praktiske gjennomføringen, så er det avgjørende også å dekke den uformelle kunnskapen i næringen og forvaltningen.
A1.1: Litteraturstudie på tilgjengelig forskning og dokumentasjon for hver av de tre delene av systemet. Dette dekker kunnskapsstatus på massebalanse og produksjon av utslipp fra merd og anlegg, arbeid som er gjort på modellering av hydrodynamikk og partikulær drift i merd, og dokumentasjon på metoder og virkningsgrad på filtrering av slam.
A1.2: Oppdrettere, leverandører og forvaltning intervjues om hvilken kunnskap og erfaringer de sitter på. Det skal også undersøkes hva ulike aktører baserer seg på i sin forståelse av hva som er god praksis og hva som er potensialet for oppsamling, inkludert hvordan dette påvirker beslutningstaking.
AP2: Simulering av partikulær drift og oppsett av beregningsmodell
Ansvarlig: Andrei Tsarau (SINTEF Ocean)
Aktiviteter
Formålet med arbeidspakken er å gjennomføre nødvendige simuleringer av partikulær drift i merd slik at man får et grunnlag for å etablere en komplett beregningsmodell for masseflyt fra utfôring til lagring i tank. Kunnskap om hvor mye av slammet som vil drive ut av merden er avgjørende for presisjonen til en beregningsmodell for oppsamling av slam.
A2.1: Partikulær drift modelleres numerisk for relevante partikkelkarakteristikker, merd- og utstyrsgeometrier, og miljøforhold. Eksperimentdesign vil både ta hensyn til lokalitetene til samarbeidspartnerne som i dag har slamoppsamling, og utforske effekten av variasjon i verdien på input-parametere.
A2.2: Lage utkast til en fullstendig modell for oppsamling av slam. Dette innebærer valg av input-parametere, struktur på modelloppsett, og valg av output-parametere den skal returnere.
AP3: Datainnhenting og prøvetaking av slam fra oppdrettsanlegg
Ansvarlig: Espen Johannessen (UiT Norges arktiske universitet)
Aktiviteter
Formålet med denne arbeidspakken er å innhente data som kan brukes til å justere og validere beregningsmodellen satt opp i AP2. Prosjektpartnerne bidrar med tilgjengeliggjøring av lokaliteter for prøvetaking, historiske data og med deling av nye data gjennom hele varigheten til arbeidspakken.
A3.1: Eksisterende, historiske data på oppsamling av slam innhentes fra oppdrettsanlegg i sjø og på land fra samarbeidspartnere i prosjektet.
A3.2: På lokaliteter som driftes av prosjektpartnere vil det tas slamprøver for å svare ut om fire forhold; (1) Effektiviteten til behandlingsprosessen, (2) Forholdet mellom mengde fôrspill og feces, (3) Mengde fosfor og nitrogen, og (4) Mengde metaller.
AP4: Revisjon av beregningsmodell og terminologi
Ansvarlig: Hans Tobias Slette (SINTEF Ocean)
Aktiviteter
Formålet med denne arbeidspakken er å tilpasse modellen og relevant terminologi basert på innsamlet data fra AP1 og AP3, og tilbakemeldinger fra potensielle brukere og interessenter.
A4.1: Beregningsmodellen ferdigstilles ved å koble sammen beste tilgjengelige forskningskunnskap (AP1) med modelloppsett utviklet i AP2, og innhentet data fra AP3. Beregningsmodellen presenteres og demonstreres for interessenter, inkludert samarbeidspartnere og ressursgruppen.
A4.2: Etter ferdigstilling av beregningsmodellen vil det lages en ordliste og illustrasjon som viser hva som menes med terminologien som brukes rundt oppsamling av slam i havbruk. Arbeidet vil også ta utgangspunkt informasjon fra AP1 om hvordan ord og uttrykk brukes av aktørene i dag og hvordan disse mener terminologien bør defineres for økt felles forståelse.
Prosjektgruppen består av SINTEF Ocean, NCE Aquaculture, Universitetet i Tromsø, Havforskningsinstituttet, Skretting, Cermaq, Mowi, Lingalaks, Lerøy, Salmon Evolution, Gigante Salmon og Nova Sea. SINTEF Ocean har prosjektledelsen og vil sammen med UiT vil utføre hovedvekten av forskningsarbeidet. UiT leder arbeidet med prøvetaking av slam på lokaliteter som prosjektpartnere stiller tilgjengelige for prosjektet. Prosjektpartnere stiller også med historiske data for sine lokaliteter. En ressursgruppe med medlemmer fra Mattilsynet, Statsforvalteren i Nordland, Akva Group, Salmar Farming og Steinar Skybakmoen vil bidra med sine perspektiver og diskusjon.
Prosjektets arbeid er organisert i fire faglige arbeidspakker (AP-er).
AP1: Etablere kunnskapsstatus
Ansvarlig; Ann Cecilie Hilling (NCE Aquaculture)
Aktiviteter
Formålet med arbeidspakken er å etablere med sikkerhet at prosjektgruppen har oversikt over tilgjengelig kunnskapsstatus på det som er relevant for etablering av beregningsmodellen. Ettersom kjernen i problemstillingen handler om den praktiske gjennomføringen, så er det avgjørende også å dekke den uformelle kunnskapen i næringen og forvaltningen.
A1.1: Litteraturstudie på tilgjengelig forskning og dokumentasjon for hver av de tre delene av systemet. Dette dekker kunnskapsstatus på massebalanse og produksjon av utslipp fra merd og anlegg, arbeid som er gjort på modellering av hydrodynamikk og partikulær drift i merd, og dokumentasjon på metoder og virkningsgrad på filtrering av slam.
A1.2: Oppdrettere, leverandører og forvaltning intervjues om hvilken kunnskap og erfaringer de sitter på. Det skal også undersøkes hva ulike aktører baserer seg på i sin forståelse av hva som er god praksis og hva som er potensialet for oppsamling, inkludert hvordan dette påvirker beslutningstaking.
AP2: Simulering av partikulær drift og oppsett av beregningsmodell
Ansvarlig: Andrei Tsarau (SINTEF Ocean)
Aktiviteter
Formålet med arbeidspakken er å gjennomføre nødvendige simuleringer av partikulær drift i merd slik at man får et grunnlag for å etablere en komplett beregningsmodell for masseflyt fra utfôring til lagring i tank. Kunnskap om hvor mye av slammet som vil drive ut av merden er avgjørende for presisjonen til en beregningsmodell for oppsamling av slam.
A2.1: Partikulær drift modelleres numerisk for relevante partikkelkarakteristikker, merd- og utstyrsgeometrier, og miljøforhold. Eksperimentdesign vil både ta hensyn til lokalitetene til samarbeidspartnerne som i dag har slamoppsamling, og utforske effekten av variasjon i verdien på input-parametere.
A2.2: Lage utkast til en fullstendig modell for oppsamling av slam. Dette innebærer valg av input-parametere, struktur på modelloppsett, og valg av output-parametere den skal returnere.
AP3: Datainnhenting og prøvetaking av slam fra oppdrettsanlegg
Ansvarlig: Espen Johannessen (UiT Norges arktiske universitet)
Aktiviteter
Formålet med denne arbeidspakken er å innhente data som kan brukes til å justere og validere beregningsmodellen satt opp i AP2. Prosjektpartnerne bidrar med tilgjengeliggjøring av lokaliteter for prøvetaking, historiske data og med deling av nye data gjennom hele varigheten til arbeidspakken.
A3.1: Eksisterende, historiske data på oppsamling av slam innhentes fra oppdrettsanlegg i sjø og på land fra samarbeidspartnere i prosjektet.
A3.2: På lokaliteter som driftes av prosjektpartnere vil det tas slamprøver for å svare ut om fire forhold; (1) Effektiviteten til behandlingsprosessen, (2) Forholdet mellom mengde fôrspill og feces, (3) Mengde fosfor og nitrogen, og (4) Mengde metaller.
AP4: Revisjon av beregningsmodell og terminologi
Ansvarlig: Hans Tobias Slette (SINTEF Ocean)
Aktiviteter
Formålet med denne arbeidspakken er å tilpasse modellen og relevant terminologi basert på innsamlet data fra AP1 og AP3, og tilbakemeldinger fra potensielle brukere og interessenter.
A4.1: Beregningsmodellen ferdigstilles ved å koble sammen beste tilgjengelige forskningskunnskap (AP1) med modelloppsett utviklet i AP2, og innhentet data fra AP3. Beregningsmodellen presenteres og demonstreres for interessenter, inkludert samarbeidspartnere og ressursgruppen.
A4.2: Etter ferdigstilling av beregningsmodellen vil det lages en ordliste og illustrasjon som viser hva som menes med terminologien som brukes rundt oppsamling av slam i havbruk. Arbeidet vil også ta utgangspunkt informasjon fra AP1 om hvordan ord og uttrykk brukes av aktørene i dag og hvordan disse mener terminologien bør defineres for økt felles forståelse.
Prosjektet vil formidle informasjon og resultater gjennom populærvitenskapelige publikasjoner, åpen sluttrapport, og presentasjoner på konferanser og seminarer.
I tillegg vil det avholdes et webinar med demonstrasjon av modellen mot prosjektslutt. Prosjektet vil være representert på Slamkonferansen 2026 og 2027, AquaMare og EATIP forum. Formidling av prosjektresultater vil også gjøres via prosjektgruppens mediekanaler (nyhetsbrev, blogg og LinkedIn®).
I tillegg vil det avholdes et webinar med demonstrasjon av modellen mot prosjektslutt. Prosjektet vil være representert på Slamkonferansen 2026 og 2027, AquaMare og EATIP forum. Formidling av prosjektresultater vil også gjøres via prosjektgruppens mediekanaler (nyhetsbrev, blogg og LinkedIn®).