Optimizing the phosphorus resource use and emissions in a growing Norwegian aquaculture industry

Abstract

Fosfor (P) er en begrenset ressurs som også forårsake eutrofiering. Denne studien har ved bruk av en substansflytanalyse kvantifisert utslippene av fosfor (P), nitrogen (N) og karbon (C) fra norsk oppdrett av laks og regnbueørret. Det slippes årlig ut mer enn 12 000 tonn P, 64 000 tonn N og 572 000 tonn C fra denne industrien. Den nåværende håndteringen av fosfor i denne industrien er dermed ikke bærekraftig. Ifølge Sjømatbaromereret 2021, er det forventet en vekst på opptil 3.7 millioner tonn produsert laks og regnbueørret innen 2050.

Denne oppgaven tar for seg ulike strategier for å optimere bruken av P i denne industrien. Disse strategiene inkluderer slamoppsamling ved sjømerder, integrert multi-trofisk havbruk (IMTA), fôr med lavere fosforinnhold og produksjon i lukkede anlegg til sjøs og på land. Resultatene viser at ved å flytte hele produksjon til lukkede land-baserte anlegg kan P-utslippene reduseres med 87 % og produksjonen kan økes til 11.3 millioner tonn uten at P-utslippene overskrider utslippsnivået i 2019.

Videre er det utviklet tre forskjellige scenarier for produksjon av 3.7 millioner laks og regnbueørret i 2050. Her er en kombinasjon av de ulike nevnte strategiene brukt for å undersøke ulike tilnærminger for å oppnå en bærekraftig forvalting av P innen havbruk. Resultatene viser at en slik produksjonsvekst er mulig, samtidig som utslippene holdes på dagens nivå og opptil 50 % av fosforet som strømmer inn i systemet kan samles opp igjen som slam, børstemark eller tare.

Denne utviklingen kommer ikke til å skje uten press fra politisk hold eller fra konsumere. Et av de viktigste tiltakene fra politisk hold vil være å få på plass krav til oppsamling av utslipp, fiskeslam, fra havbruk. Det er viktig at både konsumere og industrien blir opplyste om den globale fosforutfordringen for å øke behovet og interessen for oppsamling av slam, fôr med lavere P-innhold og IMTA.

Phosphorus (P) is a limited resource that can contribute to marine and freshwater eutrophication. This study has with the use of a multi-scale multi-layer substance flow analysis (SFA), quantified the annual emissions of P, N and C from Norwegian salmon and rainbow trout aquaculture. The Norwegian salmon and trout aquaculture emits more than 12 kt P/yr, dissolved 64 kt N/ yr and 572 kt C/ yr.

Several strategies to reduce P emissions from salmon and rainbow trout aquaculture have been assessed in this study. They include sludge collection in open net sea cages, production of fish in closed systems at sea or on land, offsetting emissions with cultivation of integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) species as well as using a feed with low P concentration. The maximum potential they have to reduce P emissions have been quantified in this study, by implementing each strategy at 2019’s production data and comparing the results with emission levels for 2019. Shifting today’s production volume to a closed land-based system could decrease P emissions with 87 %. This would allow for an increase of production volume up to 11.3 million tons without exceeding 2019’s emission level of P.

Three scenarios for aquaculture production in 2050 have been developed, with the aim of investigating potential approaches to a sustainable P management in this growing industry. In these scenarios a combination of the strategies previously mentioned has been used. The results show that production can reach 3.7 million tons without exceeding 2019’s emission level and at the same time recover up to 50 % of input P as fish sludge or IMTA products.

There are no regulations on emissions from sea-based aquaculture today, where the majority of salmon and rainbow trout takes place. Stricter regulations on emissions from sea-based aquaculture as well as more knowledge about the global P challenge, especially might be the missing drivers for a more optimized use of P in the aquaculture sector in Norway. This could increase the demand and use for feed with lower P concentration, cultivating of IMTA species and sludge collection.