Opinie Stel je voor dat Nederland grootschalig zeewier voor de kust gaat telen

De potentie van zeewierproductie op de Noordzee is een populair onderwerp van gesprek. Zeewier wordt gezien als een toekomstige bron van voedsel, diervoeder en energie, door bedrijven, onderzoekers en beleidsmakers. Er worden onderzoeksprogramma’s (bijvoorbeeld Proseaweed) gefinancierd en in beleidsdocumenten wordt gerept over de kansen voor grootschalige zeewierteelt.

Achter deze aandacht gaan meerdere wetenschappelijke onderzoeken schuil waarin steeds één of enkele delen van de toekomstige zeewierketen zijn geanalyseerd. Uit ervaring weten we inmiddels dat zeewier daadwerkelijk geproduceerd kan worden in de Nederlandse wateren. Er is gekeken naar de kosten van verschillende productiesystemen voor zeewier in Noordwest-Europa en de vraag of deze productiesystemen kunnen concurreren met de productie van zeewier in met name Azië. Ook is onderzoek gedaan naar milieueffecten van teelt, de consumentenacceptatie van zeewierproducten en verschillende non-food toepassingen.

Geen aandacht is besteed aan de vraag wat groei van de zeewierproductie betekent voor het gehele voedselsysteem. De voedselsysteembenadering leent zich voor een ‘bredere blik’ waarmee de verschillende elementen van ons voedselsysteem en de relaties tussen die elementen beschreven kunnen worden. Dit essay verkent welke impact grootschalige zeewierteelt en gebruik heeft op het voedselsysteem en benoemt de (onderzoeks)vragen die opkomen als de voedselsysteembenadering wordt toegepast op de grootschalige teelt van zeewier in de Noordzee. Om de benadering concreet handen en voeten te geven gaan we uit van de volgende vraag:

Wat betekent het voor het Nederlands voedselsysteem als de zeewierproductie in de Noordzee zou groeien tot 400 km² (40.000 ha) en op langere termijn zelfs tot 14.000 km² oftewel 1,4 miljoen ha?<
Deze vraag valt uiteen in drie sub-vragen:
1. Hoe verhoudt grootschalige zeewierproductie en –gebruik zich tot andere onderdelen van de agrosector?
2. Hoe hangen de schakels in de zeewierketen (van primaire productie via verwerking, transport en afzet tot consumptie) samen?
3. Welke impact heeft grootschalige zeewierteelt op de ‘BV Nederland’?

De Voedselsysteembenadering
Traditioneel wordt het complex aan activiteiten dat bijdraagt aan de productie en de consumptie van voedsel omschreven als het voedselsysteem¹. De voedselsysteembenadering beschrijft de verschillende elementen van ons voedselsysteem en de relaties tussen die elementen. Deze benadering besteedt enerzijds aandacht aan alle activiteiten die relateren aan de productie, verwerking, distributie en verwerking van voedsel. Anderzijds kijkt de benadering juist ook naar de uitkomsten van die activiteiten, zowel op het gebied van voedselzekerheid als op sociaaleconomisch vlak (inkomen, werkgelegenheid) en milieugebied (biodiversiteit, klimaat)².

Figuur 1 geeft een schetsmatige weergave van de benadering
De voedselsysteembenadering onderscheidt milieu-uitkomsten, sociaaleconomische uitkomsten en uitkomsten op gebied van voedselzekerheid. Bij milieu gaat het om gevolgen die de productie van zeewier heeft op het milieu (klimaat, water, marine biodiversiteit). Deze laten we in deze notitie, die zich richt op de vragen gerelateerd aan (macro-)economie, buitenwege. Hetzelfde geldt voor de uitkomsten voor voedselzekerheid, deze zijn voor de Nederlandse situatie minder relevant³.

Humane voeding is momenteel de belangrijkste afzetmarkt voor in Nederlandse wateren geproduceerd zeewier

Huidige teelt en gebruik van zeewier in Nederland
Er zijn wereldwijd zo’n 10.000 verschillende soorten zeewier. Een deel daarvan is geschikt voor teelt op de Noordzee. In eerdere studies is uitgegaan van vier soorten welke van nature voorkomen in de Noordzee: Laminaria digitata, Saccharina latissima, Ulva lactuca en Palmaria palmata⁴. Thans wordt een aantal van deze soorten geteeld: Saccharina latissima (Stichting Noordzeeboerderij), Ulva lactuca (Seaweed Harvest Holland – in de Oosterschelde) en Undaria pinnitifida (onder meer Zeewaar).

Deze soorten hebben een verschillend groeiseizoen en verschillende opbrengsten. Seaweed Harvest Holland produceert Ulva lactuca in de Oosterschelde. Deze soort groeit in de zomer en is een snelle groeier. Het zeewier wordt meerdere malen per seizoen geoogst. De geschatte opbrengst ligt tussen de 20 en 40 ton droge stof per hectare per jaar. De productie van Saccharina latissima vindt plaats van het najaar (als de lijnen in het water gaan) tot het voorjaar (oogst). De opbrengst per hectare wordt geschat op 20 ton droge stof per hectare per jaar. Teelt van Undaria pinnitifida is nieuw en pas sinds kort toegestaan.

In de analyse moeten ook aannames gemaakt worden over het gebruik van zeewier. In deze exercitie gaan we ervan uit dat het zeewier gebruikt wordt voor humane voeding, ook al zijn andere toepassingen als diervoeder of voor bio-energie mogelijk. Humane voeding is momenteel de belangrijkste afzetmarkt voor in Nederlandse wateren geproduceerd zeewier. Zeewier kan op diverse manier gebruikt worden als humane voeding. Van oudsher zijn er diverse 100% zeewierproducten beschikbaar. De producten worden dan vaak gepresenteerd als zeesla (Ulva spp.) Een voorbeeld is de zeesla van Algaran, verkocht in een verpakking van 40g.

Diverse zeewierburgers bevatten een deel zeewier, in aanvulling op soja, vlees en/of vis. Percentages zeewier variëren: van 8% in de Zeeuwse zeewierburger, 9,5% in de Dutch Weed Burger met Kombu ofwel Saccharina latissima, tot 53% in de Wakame (Undaria pinnatifida) Zalmburgers van Sea Green.

Het bedrijf Seamore verkoopt Himanthalia elongata als alternatieve tagliatella. Een ander alternatief voor pasta zijn Kelp Noodles, gemaakt uit kelp, een verzamelnaam voor grootbladige bruine zeewieren, o.a. Saccharina latissima. Als indicatie wordt gesteld dat 1 portie bestaat uit 110 g kelp noodles. Daarnaast verkoopt Seamore wraps van 50% (ongespecificeerd) zeewier. Het product Iseabacon bestaat uit Palmaria palmata wat na bereiding een alternatief voor bacon is. Tot slot zijn er diverse producten waarin zeewier is verwerkt tot een smaakmaker, in de vorm van seasoning mixes, vlokken e.d.

Twee scenario's
Om een gevoel te krijgen voor de orde van grootte van zeewierteelt, en hoe dat andere delen van de economie zou beïnvloeden, gebruiken we in deze notitie twee scenario’s voor grootschalige zeewierteelt. Het eerste scenario gaat uit van 400 km² zeewierproductie; het tweede scenario van 14.000 km² zeewierteelt. De 14.000 km² komt uit een PBL-scenario studie naar offshore wind, dit getal wordt ook genoemd in het concept Klimaatakkoord.

In de berekening gaan we ervan uit dat de gemiddeld opbrengst zeewier per hectare per jaar 20.000 kg droge stof bedraagt. Dat levert dan bij 400 km² teelt een hypothetische opbrengst van 800 miljoen kg droge stof zeewier, en bij 14.000 km² zelfs 28 miljard kg droge stof.

Om deze oppervlaktes enigszins in perspectief te zien, is het goed om te weten dat Nederland in totaal 33.783 km² telt, exclusief water. Ongeveer de helft daarvan, 17.790 km², is in gebruik als landbouwgrond (1,77 miljoen ha). De oppervlakte die maximaal vrijkomt voor zeewierteelt (tot 1,4 miljoen ha) is dus fors.

In deze exercitie is geen aandacht besteed aan het ecologisch draagvlak van de Noordzee. Kan er op de Noordzee wel zoveel zeewier geproduceerd worden, en welke impact zou dat hebben op het ecosysteem? Deze vragen zijn cruciaal voor een duurzaam beheer van de Noordzee. De eerste indicatie van het NIOZ is dat zo’n 400 km² zeewier geteeld kan worden zonder noemenswaardig effect op de primaire productie in het Waddengebied.

In een ontwikkelde keten vinden producenten en gebruikers van een grondstof elkaar en komt een prijs tot stand die voor beide partijen acceptabel is. Bij het bestuderen van een nog niet bestaande keten is de situatie lastiger. Het is onvermijdelijk aannames te maken, omdat niet teruggevallen kan worden op een “bestaande situatie” met verifieerbare kosten, markten en prijzen.

Omdat het doel van dit essay is om de effecten van grootschalige productie van zeewier (aanbod) op het voedselsysteem (vraag) te analyseren, hanteren we de aanname dat het zeewier geproduceerd kan worden voor een voor afnemers acceptabele prijs. Daarmee willen we niet suggereren dat de kosten van productie, concurrentie met andere zeewierproducten en concurrentie met bestaande en nieuwe voedselproducten geen punt van aandacht zijn.

Hoe verhoudt de voorziene zeewierproductie en –gebruik zich tot andere delen van de agrosector?
Zeewier kan op verschillende manieren toegepast worden voor humane consumptie. Wat kunnen we met 800 miljoen respectievelijk 28 miljard kg (droge stof) zeewier? We staan stil bij vier toepassingen: het gebruik van puur zeewier als salade, het gebruik van puur zeewier als alternatief voor pasta, het toevoegen van zeewier aan vleeshamburgers en het vervangen van dierlijk eiwit in burgers.

Als we uitgaan van een consumptie van 20 gram gedroogd zeewier per portie, kunnen we van de voorziene productie van zeewier respectievelijk 40 miljard (scenario 1) of 1,4 biljoen porties (scenario 2) zeewier leveren

Puur Zeewier
Een eerste mogelijkheid is om het zeewier direct te consumeren – als een soort salade of groente. In veel, vooral Aziatische, landen is dit de gebruikelijke manier van consumeren. Als we uitgaan van een consumptie van 20 gram gedroogd zeewier per portie, kunnen we van de voorziene productie van zeewier respectievelijk 40 miljard (scenario 1) of 1,4 biljoen porties (scenario 2) zeewier leveren. Dat laatste komt overeen met 185 porties zeewiersalade per hoofd van de wereldbevolking, per jaar!

Puur zeewier als vervanger van pasta
Ook voor pasta kunnen we zo’n denkexercitie doen. Als we aannemen dat een portie zeewierpasta 50 gram droge stof is, dan kunnen we 16 miljard porties (scenario 1) dan wel 560 miljard porties (scenario 2) zeewierpasta per jaar verwachten. En dan is er minder durum tarwe nodig. Bij een veronderstelde opbrengst van 5 ton durum tarwe per ha, zou er 160 duizend ha, respectievelijk 5,6 miljoen hectare minder areaal durum tarwe nodig zijn. Nederland teelt geen durum tarwe, het gaat dan om vermindering van areaal in landen als Italië en Frankrijk. Bij een geschat areaal van 3,8 miljoen ha in de EU-28, gaat het om een vermindering van 4 procent (scenario 1), of meer dan 100% (scenario 2).

Toevoegen van zeewier
Het bedrijf Umameats produceert een hybride hamburger waarin 15% zeewier verwerkt wordt. Bij een hamburger van 100g betekent dat 15 gram zeewier. De voorziene productie van zeewier kan gebruikt worden voor 53 miljoen (scenario 1) of 1,8 miljard (scenario 2) hybride burgers. Dat zijn respectievelijk 5 en 112 hamburgers per persoon per jaar in Nederland.

Als dat zeewier 1-op-1 rundvlees vervangt is er 50% minder rundvlees nodig

Eiwit Vervangen
In de volgende denkoefening gaan we na hoeveel zeewier gebruikt kan worden als we in Nederland het dierlijk eiwit in de hamburgers deels zouden vervangen door eiwit uit zeewier. Dit vraagt dus om een extra verwerkingsstap waarin uit zeewier eiwit wordt geëxtraheerd. Uit de literatuur blijkt dat het percentage eiwit in zeewier sterk varieert, van circa 8% voor Saccharina latissima tot 15% voor Ulva lactucta⁵ . Als we ervan uitgaan dat een kilogram zeewier 10 gram extraheerbare eiwitten bevat, betekent dit dat in de scenario’s respectievelijk 80 miljoen kg en 2,8 miljard kg eiwit geproduceerd wordt. Met een vervangingspercentage van 50% betekent dit dat er 1,6 miljard respectievelijk 56 miljard hybride vlees/zeewier burgers geproduceerd kunnen worden. En als dat zeewier 1-op-1 rundvlees vervangt, is er 50% minder rundvlees nodig. Uitgaande van circa 300 kg vleesopbrengst van een koe, komt dat neer op circa 266 duizend tot 9 miljoen koeien. Er zijn in Nederland zo’n 4 miljoen runderen dus ook hier kan vervanging door zeewier een grote impact hebben.

Hoe hangen de schakels van de zeewierketen samen?
De voedselsysteembenadering biedt ons ook de kans om te kijken naar de logistiek achter een toekomstige zeewierketen.

Aan land brengen van zeewier
In beide scenario’s wordt een aanzienlijke hoeveelheid biomassa geproduceerd die geoogst en snel verwerkt moet worden. Een vergelijking met de visserij is hier interessant. De totale aanvoer van de Nederlandse kottervisserij bedroeg in 2017 zo’n 100 miljoen kg. De voorziene geproduceerde hoeveel zeewier is 14 miljoen kg droge stof (in scenario 1) en 290 miljoen kg in scenario 2. In de pelagische visserij wordt gewerkt met een aantal grote trawlers. De ‘Annelies-Ilena’ van Parlevliet-van der Plas is daar één van, de trawler heeft een opslagcapaciteit voor 8 miljoen kg vis – welke direct na de vangst op zee wordt ingevroren.

Een belangrijke vraag bij de logistiek rond zeewier is of de zeewier droog, semi-droog of vers (“nat gewicht”) vervoerd wordt. Vers zeewier bestaat voor zo’n 85% uit water. Als alles vers getransporteerd wordt betekent dat dus een indrukwekkende 5,3 miljard miljoen kg (scenario 1; 667 keer de Annelies-Ilena) of 186 miljard kg (scenario 2; 23 duizend keer de Annelies-Ilena). De grootste bulkcarrier ter wereld – de Berge Stahl – is ook niet groot genoeg om al deze biomassa te vervoeren.

De vraag is natuurlijk of het verstandig is letterlijk water van de zee naar wal te transporteren; voor sommige toepassingen zal dat nodig zijn, voor andere niet. Het drogen of verwerken van biomassa op zee leidt tot een sterke vermindering van het aantal benodigde vaarbewegingen, maar zal nog verder ontwikkeld moeten worden.

Eerste verwerking
De discussie over het droge stofgehalte wijst ook op een ander knelpunt: de verwerking van zeewier. Na het oogsten zal het zeewier snel verwerkt moeten worden omdat het anders verrot. Die verwerking kan bijvoorbeeld betekenen dat het gedroogd wordt, of direct verwerkt in een product. Het drogen van zeewier kan machinaal of (in zomerse omstandigheden) aan de lucht. Het spreekt voor zich dat hiervoor een aanzienlijke capaciteit nodig is, op zee of dicht bij plek waar het zeewier verbouwd wordt. Deze capaciteit is thans nog niet beschikbaar maar zou gerealiseerd moeten worden in de Nederlandse havens. Er wordt door de offshore windenergiesector gesproken over een kunstmatig eiland op de Noordzee; daar zou drogen en verwerken ook plaats kunnen vinden.

Reststromen
Eiwitextractie leidt ertoe dat naast afzet van een heleboel hybride vlees/zeewier hamburgers, voor miljoenen kilo’s biomassa een andere toepassing gevonden moet worden. Voor onze berekening gaan we er van uit gaan dat gemiddeld 10% van het totaalgewicht bestaat uit extraheerbare eiwitten. Dan kan ook berekend worden hoeveel biomassa over blijft: 720 miljoen kg (scenario 1) respectievelijk 25 miljard kg (scenario 2). De vierkantsverwaarding van zeewier kan niet alleen bijdragen aan de business-case voor zeewierteelt; deze is tevens noodzaak om te niet te blijven zitten met een grote reststroom biomassa.

Gebruik van reststromen
De reststroom zou gebruikt kunnen worden voor de productie van bio-energie. Er zijn een aantal methodes beschikbaar en één daarvan is het fermenteren van zeewier tot ethanol (biobrandstof). De opbrengsten ethanol liggen tussen de 0,08 en 0,12 kg ethanol per kg droog materiaal zeewier ⁶. Gaan we van uit van 0,1 kg ethanol per kg zeewier dan kan de biomassa die overblijft na het onttrekken van de eiwitcomponent 72 miljoen kg respectievelijk 2,5 miljard kg ethanol opleveren. In perspectief; in Brazilië wordt jaarlijks zo’n 16 miljard liter bio ethanol geproduceerd.

Wat betekent dat voor de ‘BV Nederland’?
Hierboven hebben we geschetst hoeveel zeewier in beide scenario’s geproduceerd wordt, en welke uitdagingen dat met zich mee brengt voor verwerking van het materiaal. Afsluitend gaan we in op de macro-economische effecten die grootschalige zeewierteelt kan hebben.

Op basis van deze berekeningen blijkt ook dat voedsel maar een beperkte afzetmarkt voor grootschalig geproduceerd zeewier kan zijn.

Productiewaarde
Erkennende dat de huidige kostprijs voor productie nog te hoog is, kunnen we wel aannames maken over de te verwachten opbrengsten bij grootschalige teelt. Er is immers al een wereldmarkt voor zeewier, waarmee Nederland zou concurreren. Als we uitgaan van een gemiddelde waarde van €1 per kg droge stof⁷ komen we op een productiewaarde van €800 miljoen in scenario 1 en €28 miljard in scenario 2. Ter vergelijking, de productiewaarde van de primaire land- en tuinbouw lag de laatste jaren rond de €28 miljard. In scenario 2 wordt de totale productiewaarde van de primaire land- en tuinbouw dus verdubbeld.

Werkgelegenheid
De netto toegevoegde waarde in de primaire land en tuinbouw – het bedrag dat resteert na aftrek van kosten voor afschrijvingen en aangekochte goederen en diensten – bedraagt circa een kwart van de bruto productiewaarde. De netto toegevoegde waarde is de beloning voor de inzet van arbeid, grond en kapitaal. Als we deze verhouding van een kwart ook toepassen op de zeewierteelt, dan resteert een netto toegevoegde waarde van €200 miljoen respectievelijk €7 miljard. Uitgaande van een beloning van €60.000 per arbeidsjaar, betekent dit dat er rond de 3 duizend versus rond de 115 duizend mensen kunnen werken in de zeewiersector.

Tabel 1: overzicht van de impact van grootschalige zeewierteelt
Discussie en conclusie
De eerste indruk die bovenstaande exercitie geeft is dat de 400 respectievelijk 14.000 km² zeewierteelt oppervlaktes zijn waarop enorme hoeveelheden biomassa te produceren zijn. Het verwerken van deze volumes is een grote uitdaging voor het voedselsysteem.

De ontwikkeling van zeewierteelt in de Noordzee vraagt om een integrale aanpak waarin ook aandacht wordt besteed aan verwerking, de logistiek en de impact op andere delen van het voedselsysteem

Humane consumptie is momenteel een belangrijke afzetmarkt voor in Nederland geproduceerd zeewier. De afzet van zeewier kan leiden tot verdringing van de afzet van ander voedsel. Uitgaande van een stijgende vraag naar voedsel vanwege een groeiende bevolking, zou dit effect beperkt kunnen blijven. Op basis van deze berekeningen blijkt ook dat voedsel maar een beperkte afzetmarkt voor grootschalig geproduceerd zeewier kan zijn. Helemaal als we in gedachten houden dat het maar de vraag is of 1 keer in de week zeewierpasta en 1 keer in de twee weken een zeewierburger eten reëel is. In vergelijking met de 2% omzet vleesvervangers als percentage van de vleesverkoop, is dat zelfs een behoorlijk optimistische inschatting. Andere afzetkanalen (diervoeder, energie) voor zeewier zijn noodzakelijk bij grootschalige teelt.

De volumes biomassa waar we in deze scenario’s mee maken te maken roepen ook ander vragen op. Is er wel voldoende verwerkingscapaciteit, en is opschaling makkelijk te realiseren? Het is in ieder geval duidelijk dat transport van vers geoogst zeewier naar de kust op deze schaal niet realistisch is. Met deze volumes biomassa is direct drogen en/of verwerking op zee noodzaak.

Ook geldt dat bij de verwerking van deze hoeveelheden zeewier hoe dan ook naar de reststroom gekeken zal moeten worden. Als daar geen nuttige toepassing voor te vinden is, blijft er een grote hoeveelheid biomassa over. Bij grootschalige teelt van zeewier hoort ook de vierkantsverwaarding van de biomassa.

De grootschalige teelt van zeewier in de Noordzee heeft ook een impact op de internationale zeewiersector. China en Indonesië zijn thans de grootste producenten ter wereld, goed voor zo’n 23 miljard kg zeewier. In het meest radicale scenario staat Nederland ineens bovenaan als grootste zeewierproducent ter wereld!

Het moge duidelijk zijn dat de huidige praktijk van zeewierteelt nog ver van deze twee scenario’s afstaat. Er wordt wel volop gesproken over grootschalige teelt, en over de uitdagingen in techniek en ecologische impact. De voedselsysteembenadering benadrukt dat deze uitdagingen niet in isolatie gezien kunnen worden; de ontwikkeling van zeewierteelt in de Noordzee vraagt om een integrale aanpak waarin ook aandacht wordt besteed aan verwerking, de logistiek en de impact op andere delen van het voedselsysteem.

Referenties en opmerkingen
1. Sobal, J., Khan, L. K., & Bisogni, C. (1998), A conceptual model of the food and nutrition system. Social Science & Medicine, 47, 853–863
2. Berkum, S. & J. Dengerink (2017), De waarde van de voedselsysteembenadering voor de uitdagingen van de toekomst. Wageningen Economic Research
3. Bij een analyse op mondiaal niveau zijn de uitkomsten op gebied van voedselzekerheid wel relevant, gegeven de gecombineerde uitdagingen van een groeiende wereldbevolking, daarmee toenemende vraag naar voedsel; inkomensstijgingen in landen als China en India met bijbehorende toenemende vraag naar eiwitten; veranderingen in productieomstandigheden als gevolg van klimaatveranderingen etc.
4. Van den Burg S, M. Stuiver, F. Veenstra, P. Bikker, A. López Contreras, A. Palstra, J. Broeze, H.Jansen, R. Jak, A. Gerritsen, P. Harmsen, J. Kals, A. Blanco, W. Brandenburg, M. van Krimpen, A-P. van Duijn, W. Mulder & L. van Raamsdonk (2013), A Triple P review of the feasibility of sustainable offshore seaweed production in the North Sea. LEI report 13-077.
5. Biancarosa, I., Espe, M., Bruckner, C.G., Heesch, S., Liland, N., Waagbø, R., Torstensen, B. and Lock, E.J. (2017), Amino acid composition, protein content, and nitrogen-to-protein conversion factors of 21 seaweed species from Norwegian waters. Journal of applied phycology, 29(2), pp.1001-1009.
6. Roesijadi, G., Copping, A.E., Huesemann, M.H., Foster, J., & Benemann, J.R. (2010), Techno-Economic Feasibility Analysis of Offshore Seaweed Farming for Bioenergy and Biobased Products; PNNL-19944; U.S. Department of Energy: Washington, DC, USA, 2010.
7. F. Nayar, S., & Bott. K. (2014), “Current Status of Global Cultivated Seaweed Production and Markets.” World Aquaculture 45 (June 2014): 32–37.