Een schat uit de zee: de toekomst van vis- en schaaldierresten

Garnaalkroketten, kabeljauwfilet, vissoep... velen onder ons genieten van vis en schaaldieren. De toenemende consumptie leidt echter ook tot een groeiende afvalberg. De afvalstapel van mariene producten, bestaande uit graten, vishuiden, vishoofden, staarten, schalen en ingewanden, neemt toe. Deze restanten veroorzaken problemen: ze stinken, trekken ongedierte aan, vergaan snel en zijn moeilijk te verwerken. Toch biedt deze afvalstroom kansen. Met behulp van water en warmte kunnen we afval omvormen tot een intermediair product voor tal van toepassingen. Misschien zuiveren we er binnenkort ons water mee, gebruiken we het als bodemverbeteraar in onze tuinen, of slaan we er zelfs elektriciteit mee op.

Fishy business

De wereldbevolking groeit, en daarmee ook onze voedselvraag en het voedselafval dat we genereren. Velen van ons genieten van een lekker stukje vis of van een heerlijke portie schaaldieren. Dat bewijzen de cijfers ook: in België alleen consumeren we jaarlijks ongeveer 23.8 kg aan vis, schaal- en weekdieren per persoon. Dat ligt boven het wereldgemiddelde van 19.5 kg per jaar en per persoon (FAO, 2021). Pakweg 60 jaar geleden lag dit wereldgemiddelde meer dan de helft lager (8.8 kg/persoon/jaar), zoals ook te zien op Grafiek 1 (FAO, 2021). Die grote toename zorgt onvermijdelijk ook voor meer marien bioafval. Niet alleen omdat vis en schaaldieren bederven of omdat we ze afkeuren, maar ook omdat ze voor een groot deel bestaan uit niet-eetbare delen (Hanseeuw & Vanderperren, 2014). Denk maar aan de hoofden, staarten, graten, huiden, vinnen, ingewanden, schalen... Maar wat gebeurt er dan met al dat afval? En over hoeveel afval gaat het?

Grafiek 1: Wereldwijde consumptie van vis, schaal- en weekdieren (FAO, 2021).

Jaarlijks wordt wereldwijd zo’n 75 miljoen ton marien bioafval geproduceerd (FAO, 2022). Dat is evenveel als de massa van een half miljoen blauwe walvissen (NHM, 2024)! Een gigantisch volume afval dus, dat de vis- en schaaldierproducenten moeten behandelen. De vis- en schaaldierresten worden momenteel verwerkt tot vismeel of visolie, waarna de fracties die niet geschikt zijn vergist, gestort, verbrand of illegaal in de zee gedumpt worden. Die resterende fracties kunnen voor socio-economische schade zorgen: geurproblemen, vervuiling van onze waterlopen en illegaal dumpen. De fracties verbranden of storten is een toepassing met weinig waarde. Dit is dus een gemiste kans om het afval in te zetten voor waardevolle toepassingen. Zeker nu de circulaire economie en de zero-waste initiatieven steeds belangrijker worden.

“We dienen het afval in te zetten voor waardevolle toepassingen. Zeker nu de circulaire economie en de zero-waste initiatieven steeds belangrijker worden.”

 

Hydrochar: het zwarte goud

Binnen de circulaire economie vindt de term bioraffinaderij steeds meer zijn plaats. Bioraffinaderijen halen op een duurzame manier diverse fracties uit biomassa door middel van verschillende soorten conversietechnieken. In deze scriptie werd hydrothermale carbonisatie gebruikt. 'Hydro’ omdat de reactievloeistof water is en ‘thermale’ omdat warmte wordt toegevoegd. De vis- en schaaldierresten in deze scriptie komen van een vismarkt in het westen van Zuid-Korea, op enkele kilometers van Ghent University Global Campus. De Zuid-Koreanen zijn trouwens één van de grootste consumenten van vis en schaaldieren, met zo’n 55 kg/persoon/jaar. In het laboratorium werden de resten vermalen tot een slurry, waarna de slurry in een reactor gebracht werd. Daarna werd water toegevoegd (de reactievloeistof) en werd de reactor stevig gesloten. De stijgende temperatuur in de oven en de omzetting van de biomassa zorgen voor een drukopbouw. Die druk zorgt er dan weer voor dat het water gunstige eigenschappen krijgt. Het water begint te interageren met de verschillende componenten in de slurry waardoor die afbreekt en verkoolt. Als het mengsel is afgekoeld, kan men het product eruit filteren. De vaste stof die overblijft wordt hydrochar genoemd.  

Hydrochar ziet er banaal uit: het is een donkere, droge substantie die lijkt op aarde. Maar hydrochar bezit waardevolle eigenschappen die de rottende vis- en schaaldierresten niet bevatten. Om te beginnen ruikt het een pak beter, is het compacter en blijft het stabiel. De carbonisatie van het afval, het afbreken en verkolen dus, zorgt er ook voor dat de chemische eigenschappen gunstig veranderen. Het adsorptieoppervlak wordt groter en er ontstaan tal van nuttige functionele groepen, deze zijn moleculen in een bepaalde structuur die het chemisch ‘gedrag’ van de hydrochar bepalen. Afhankelijk van onder andere deze twee eigenschappen wordt de hydrochar geëvalueerd op zijn performantie om ingezet te worden voor verschillende toepassingen. De hydrochar kan bijvoorbeeld ingezet worden als adsorbens, dit is een materiaal die andere (toxische) stoffen vasthecht en dus verwijdert. Uit de scriptie bleek dat de geproduceerde hydrochar zijn grootste voordeel haalt in het verkleinen van het volume afval, in de geurvermindering en in de stabilisatie. Het kan dan ook een goed begin zijn voor een volgende stap in de bioraffinaderij, om de chemische eigenschappen van de hydrochar verder te verbeteren.

Vis-, krab- en garnaalresten: een trio vol potentieel?

We zijn gestart met een stinkend, blubberig hoopje afval dat de verkopers op de vismarkt maar al te graag kwijt wilden. We eindigen met een vast, beter ruikend en chemisch interessanter eindproduct, dat bovendien gereduceerd is in volume. In deze scriptie werd duidelijk dat hydrochar een goed intermediair product is, dat deuren opent om verder getransformeerd te worden. Er zijn veel mogelijkheden: het kan als bodemverbeteraar ingezet worden of er kunnen electrodes van worden gemaakt voor supercapacitoren. Het kan ook dienen als adsorbens voor contaminanten. Wie weet gebruiken we het later dus in onze moestuin, filteren we er ons afvalwater mee of slaan we er onze elektriciteit in op. De tonnen marien afval verwerken naar een waardevol product is zo een stapje dichter. We maken bovendien ook vooruitgang op de weg naar een meer duurzame en circulaire wereld.