Life Cycle Assessment of a land-based seaweed cultivation system: Oregon Coast case study on the base ingredient for“seaweed bacon”
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Livscykelanalys av ett landbaserat odlingssystem för alger : Fallstudie från Oregonkusten om basingrediensen för algerbacon (Swedish)
Abstract [en]
Seaweed is gaining interest as a sustainable protein source for human consumption and new cultivation practices such as land-based production are being explored. However, little research on environmental effects of these systems has been done. A small-scale land-based seaweed cultivation of Devaleraea mollis, a species of red algae native to the Pacific North American coast and similar to the much sought after dulse or Palmaria palmata, is studied in an attributional cradle-to-gate Life Cycle Assessment (LCA). LCA is a standardised tool to map potential environmental impacts by examining in- and outputs to and of a system in its life cycle. Two tank-based systems of similar setup including cultivation with water provisioning, air provisioning, fertilising, infrastructure and maintenance, harvest, processing with drying and transport, and packaging are examined in this study with a functional unit of 1 kg fresh harvested seaweed. The energy supply is modelled specifically for the system.
This study finds the air pump’s energy use, the HDPE tanks and PVC pipes to be main contributors to several impact categories. Results for a functional unit of 1 kg protein content are given to provide a base for the comparison to LCAs of other animal and plant-based proteins in three impact categories. The studied seaweed performs with average values in Global warming but shows significantly less impacts in Land and Water use. Based on sensitivity and scenario analyses, main suggested improvements for the systems are to optimise the production volume, reduce or change aeration, source nutrients from agriculture or aquaculture waste streams to avoid artificial fertilising and use PE instead of PVC pipes. Comparisons to sea-based seaweed cultivation show higher environmental impacts of the land-based system of around one magnitude.
Abstract [sv]
Sedan en tid tillbaka har intresset för tång som livsmedel ökat. Därmed har tångens potential som en hållbar proteinkälla och även dess nya möjligheter för odling, till exempel på land, utforskats. Få studier har dock undersökt miljöpåverkan av sådana landbaserade system. Denna studie utvärderar en småskalig tångodling på land av Devaleraea mollis, en rödalgsart som härstammar från den nordamerikanska Stillahavskusten och liknar den mycket efterfrågade dulsen eller Palmaria palmata, i en attributiv, cradle-to-gate livscykelanalys. Livscykelanalys är en standardiserad metod för att redovisa in- och utflöden till och från ett system för hela dess livscykel och kartlägga potentiell miljöpåverkan. Två tankbaserade system med liknande upplägg som inkluderar odling med vattenförsörjning, luftförsörjning, gödsling och underhåll, skörd, bearbetning med torkning, transport och förpackning utforskas i denna studie med en funktionell enhet av 1 kg färskt skördad tång. Energiförsörjningen modelleras specifikt för systemet.
Luftpumpens strömförbrukning, HDPE-tankar och PVC-rör är de huvudsakliga bidragsgivarna till flera påverkanskategorier i studien. Dessutom ges resultatet med en funktionell enhet av 1 kg proteininnehåll i syfte att tillhandahålla en bas för jämförelsen med livscykelanalyser av andra animaliska och växtbaserade proteiner gällande tre påverkanskategorier. Tången i denna studie presterar genomsnittligt för påverkanskategorin Global uppvärmning men visar betydligt lägre effekter för Land- och Vattenanvändning. De viktigaste förbättringsförslagen för systemen är optimeringen av produktionsvolymen, reduktion eller byte av luftförsörjningen, att hämta näringsämnen från avfall från jordbruk eller vattenbruk för att undvika artificiellt gödselmedel och användning av PE- istället för PVC-rör. Jämförelser med tångodling i havet visar en storleksordning högre miljöpåverkan från systemet på land.
Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 24721
Keywords [en]
macroalgae, Pacific Dulse or Devaleraea mollis, land-based, tanks, protein source, environmental impacts
Keywords [sv]
makroalger, Pacific Dulse eller Devaleraea mollis, på land, tankar, proteinkälla, miljöpåverkan
National Category
Environmental Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-354168OAI: oai:DiVA.org:kth-354168DiVA, id: diva2:1902040
Educational program
Master of Science - Sustainable Technology
Supervisors
Examiners
2024-10-012024-10-012024-10-01Bibliographically approved