Ny teknologi: Vandrensende proteiner kan blive det næste danske eksporteventyr

GRØN OMSTILLING Rent vand ligger højt på listen over klodens største udfordringer; klimaforandringer, forurening og et voksende forbrug vil presse forsyningerne alvorligt i de kommende år. Danske Aquaporin har udviklet et filter til afsaltning og rensning af vand, der er ekstremt effektivt. Nu handler det om at få produktionen op i den helt store globale skala.

Foto: Arthur Cammelbeeck
Peter Hesseldahl

I Lundtofte, tæt ved Mølleåen i Nordsjælland, ligger en virksomhed, der gennem de seneste 14 år har brugt en halv milliard kroner på at forske og udvikle – og som stadig ikke tjener penge. Men hvis planerne lykkes, kan det blive et nyt dansk industrieventyr, for Aquaporin arbejder på at løse et af klodens største problemer, og det potentielle marked er enormt. 

Aquaporin udvikler teknologi til at filtrere vand. Det særlige ved virksomheden er, at deres filtre er baseret på et protein, som naturligt sidder i alle cellevægge og gør det muligt for celler at optage rent vand. Metoden er mere effektiv og har et langt mindre energiforbrug end de teknologier, der i dag bruges til at rense spildevand eller afsalte havvand til drikkevand. 

Dermed har Aquaporin mulighed for at blive en central leverandør af teknologi i en af verdens vigtigste og største sektorer. I store dele af verden er der voksende problemer med at skaffe rent vand, både fordi forbruget er voksende og på grund af forurening. 

I lande som Israel, Singapore, Spanien og de Forenede Arabiske Emirater bliver en stor del af vandet allerede i dag renset og afsaltet, men det er dyrt og energikrævende. Samtidig er der, specielt i lande på et tidligt stadie af industrialisering, en meget omfattende forurening med spildevand fra kloaker og udledninger fra eksempelvis tekstilindustri og minedrift. 

Aquaporins biologisk baserede teknologi fungerer rent teknisk, alligevel er der lang vej endnu, før selskabet kan levere i stor skala. Indtil videre fokuserer man på at modne teknologien og forretningsmodellen i en række afgrænsede markeder. 

Det mest specielle af dem er rumfart, hvor det er meget tydeligt, at vand skal recirkuleres. Da den danske astronaut Andreas Mogensen fløj til den internationale rumstation, blev Aquaporins membraner brugt til at filtrere astronauternes urin til rent drikkevand, og Aquaporin har siden fortsat samarbejdet med NASA.

Men Peter Holme Jensen, der er direktør for Aquaporin, har blikket rettet mod langt større markeder på Jorden. For ham er samarbejdet med NASA i højere grad en kuriositet og en måde at skabe opmærksomhed på:

”Det vigtigste er, at man kan rense alverdens spildevand på nøjagtig samme måde.”  

Rene vandmolekyler trækkes ud af spildevand

Aquaporins filtre fungerer ved hjælp af osmose. I vandige opløsninger vil stoffer som sukker eller salt naturligt fordele sig, så der er den samme koncentration af stoffet overalt i opløsningen. Områder med en højere opløsning af salt eller sukker vil trække vand til sig – man siger, at der er forskel i osmotisk tryk - og den kraft kan man udnytte, når man filtrerer vand. 

Hvis man har to forbundne beholdere med en membran imellem, så vil de små vandmolekyler flyde gennem membranen til den beholder, hvor  koncentrationen er højest, mens større molekyler, virus og mikroorganismer vil blive fanget og holdt tilbage af membranen. 

I de anlæg, som almindeligvis bruges i dag, kræver det et tryk at få vandet til at flyde gennem membranen, men i Aquaporins filtre, lader det naturlige protein vand slippe let og hurtigt igennem, alene drevet af den osmotiske forskel.      

På rumskibet bruger man en svag opløsning af sukker, som trækker vandmolekylerne fra beholderen med urin gennem membranen imellem de to væsker. Resultatet er vand, der er rent nok til at drikke, men som har en anelse sukker i sig.

Til rensning af industrielt spildevand kan man i stedet bruge havvand. Saltet i vandet trækker rent vand gennem membranen fra en beholder med forurenet spildevand. 

Med Aquaporins proces kan spildevandet reduceres til en tyvendedel. Det vand, der er filtreret og trukket over i det salte vand, kan uden problemer ledes tilbage i havet. Den koncentrerede rest med de forurenende stoffer skal derefter behandles på andre måder, man kan for eksempel fordampe det for at få de forurenende stoffer på fast form. Men den sidste og dyreste del af processen er langt lettere at håndtere, når mængden er reduceret til en tyvendedel. 

Levende teknologi

Det protein, som Aquaporins filtre er baseret på, kaldes netop aquaporin. Det blev opdaget af den amerikanske biolog Peter Agre i 1992, og det fik han i 2003 Nobelprisen for. 

Den danske biofysiker Morten Østergaard Jensen læste om Peter Agres opdagelse, og han indså, at det kunne være en ny og mere effektiv måde at rense vand på. I 2005 gik han sammen med Peter Holme Jensen, der havde erfaringer med at starte en række biotech-virksomheder, og stiftede Aquaporin A/S for at udvikle teknologien. 

Aquaporin kan ikke produceres ved kemiske processer. Proteinet fremstilles i stedet på samme måde, som man eksempelvis laver insulin eller enzymer til vaskepulver: i store tanke med gærceller. Proteinet isoleres, og derefter bruges det til at coate lange baner af et papirlignende materiale. Det svarer lidt til at fremstille et kaffefilter, hvor den ene side af papiret er imprægneret med et tyndt lag af de proteiner, som kun tillader vand at slippe igennem.

Det er langt sværere, end det lyder, at udvikle en metode, der i industriel skala kan coate membraner med et helt ensartet, 200 nanometer tykt lag af aquaporin-partikler i baner, der måler en meter i bredden og leveres i ruller på to kilometers længde. Dertil kommer, at der skal udvikles en del af det omgivende grej, der gør det muligt at installere og udskifte filtrene i rensningsanlæg. 

Som Peter Holme Jensen udtrykker det: ”Vi starter i molekylærbiologi og slutter i VVS-arbejde”. 

Ikke alene er det et udviklingsarbejde, der spænder meget vidt i skala, det går også på tværs af de traditionelle videnskabelige og teknologiske discipliner. 

”Vores udfordringer er enestående, fordi vi blander biologi, kemi og fysisk ingeniørarbejde. Vi tager en biologisk komponent og bruger den som komponent i et industrielt materiale,” siger Peter Holme Jensen.  

Tre vidt forskellige markeder

Det er ikke kun teknologien, der er udfordrende at udvikle. Der bliver også tænkt nøje over forretningsstrategien. Aquaporin har valgt at arbejde parallelt med tre meget forskellige forretningsområder, vel vidende at de alle tre kan tage mange år at opdyrke.

Det ene marked er rensning af industrielt spildevand, eksempelvis fra tekstilindustrien. 

Det andet satsningsområde er til raffinering af fødevarer. I mange tilfælde fjerner man vand, fordi man vil spare på transport og opbevaring, eller fordi man ønsker en mere koncentreret smag – eksempelvis fremstilles det meste juice fra koncentrat. 

De metoder man bruger i dag, for eksempel opvarmning, påvirker smagen, fordi man mister aromastoffer. Med aquaporin-filtre, kan man filtrere vand fra ved stuetemperatur, så der fjernes langt færre smags- og aromastoffer. 

Det kan resultere i helt nye produkter og smagsoplevelser, f.eks. flydende kaffekoncentrat, der skal tilsættes varmt vand, men som har en anden smag end frysetørret kaffe. Eller en kuriositet som koncentreret øl. Ideen er at trække vandet ud af en almindelig pilsner, så den går fra en alkoholprocent på 4,5 procent til 25 procent – et shot. 

Aquaporins tredje satsningsområde er filtreret vand til hjemmebrug. I Danmark er kvaliteten af vandet i hanerne god nok til drikkevand, men i USA, Tyrkiet, Spanien og mange andre lande bruger folk mange penge på at købe vand på flasker og få det leveret i store dunke. 

Aquaporin har udviklet et lille filtreringsanlæg, der kan monteres i private hjem, så man slipper for den dyre, energikrævende og miljøbelastende transport og affald fra plastikflasker. 

De mindste markeder først

Spillereglerne og forretningsmodellerne på de tre markeder er vidt forskellige. I markedet for rensning af industrielt spildevand er prisen helt afgørende. 

”Mange virksomheder vil helst bare af med deres spildevand, og så længe de får lov til at lukke det ud, så gør de det. I lande som Kina, Indien og Bangladesh lukkes 80 procent af spildevandet direkte ud i floder og i havet. For dem er det bare en ekstra udgift, som de helst vil undgå. 

”Der skal noget lovgivning til for at ændre på det. Mange lande har stigende krav om at genbruge vand i lukkede kredsløb. Og når det kommer, så står vi et ret godt sted. Men indtil videre er det lidt som at opfinde LED-pæren, før nogen vil bruge den,” konstaterer Peter Holme Jensen. 

Prispresset er langt mindre i fødevarebranchen, for her skal Aquaporins proces bruges til at optimere kvaliteten og tilføre værdi. 

Drikkevand til private hjem skal kunne konkurrere med prisen for at købe vand i supermarkeder eller få det leveret i dunke. Men for Aquaporin er der også en speciel udfordring i at udvikle de små rensningsanlæg, så de er attraktive og lette at installere og bruge for almindelige forbrugere.  

Længere ude lokker det helt store marked, afsaltning af havvand i stor skala. Flere lande og storbyer har allerede alvorlige problemer med vandforsyningen. I Cape Town i Sydafrika var man for et par år siden meget tæt på helt at løbe tør, i andre byer, eksempelvis Barcelona, har man i perioder måttet importere vand i tankskibe.

Vand til at drikke og til privat brug er imidlertid langt fra den største belastning. Det er først og fremmest landbruget og industrien, der trækker på klodens knappe ressourcer af ferskvand. 

Teknologien til at producere drikkevand er anderledes. Når man renser spildevand, er det ikke noget problem, at der er salt i det rensede vand – og derfor kan man bruge osmose til at trække rent gennem en membran. Drikkevand skal derimod være stort set fri for andre stoffer. Derfor bruger man i stedet ”reverse osmosis”, hvor man presser beskidt eller salt vand gennem membranen. I forhold til den metode har Aquaporin ikke så store gevinster i form af effektivitet, men man har fordel af, at man bedre kan styre mængden af nødvendige mineraler, der bliver tilbage i drikkevandet.

Afsaltning af havvand til drikkevand er det helt store marked, men det er ikke der, Aquaporin starter med at sælge filtre. 

”Det ville være selvmord for os. Det kræver, at man kan producere i meget stor skala, og vi ville risikere kun at kunne levere til en enkelt kunde, der aftager hele vores produktion. Det er der ikke meget risikospredning i. For os handler det om at finde de rette markeder at starte op i, der kan fungere som stepping stone til de store kunder,” vurderer Peter Holme Jensen.  

Det sidste kostbare stræk før væksten

Foreløbig er det imidlertid meget begrænset med indtjeningen. 

”Vi er derhenne, hvor vi skal til at tjene penge - men det gør vi ikke endnu,” siger Peter Holme: 

”Det tager bare lang tid. Nu har vi udviklet produkter til tre forskellige markeder med kæmpe muligheder. Vi forsøger at finde de rette go-to-market-strategier gennem pilotstudier, og vi har indgået nogle store partnerskaber med globale spillere, som jeg ikke kan nævne. Og så kan vi forhåbentlig begynde at tjene penge.”

Det ligger i luften, at når det endelig sker, så kan det til gengæld gå meget stærkt. 

”Vi ser meget frem til at nå derhen, hvor kurven og væksten går eksponentielt opad. Men det er ikke til at forudsige, hvornår det rykker. Det kommer i trin. Det kan være, at vi går fra at sælge en håndfuld membraner i et pilotprojekt det ene år til at sælge tusinder til den samme kunde næste år,” siger Peter Holme Jensen. 

Problemet er imidlertid, at jo længere man kommer i retning af gå på markedet med færdige produkter, des dyrere bliver det. Det er velkendt, at mange virksomheder har svært ved at ”krydse kløften” fra udvikling til produktion og markedsføring. I den sidste, kostbare fase bliver mange selskaber solgt til større virksomheder, der har musklerne til at bringe ideen ud på massemarkedet.

Men Peter Holme Jensen har ikke planer om at sælge virksomheden. Både han og investorerne sigter i stedet efter at kunne børsnotere Aquaporin og skabe en global virksomhed, der fortsat udgår fra Danmark.        

”Fra et rent investeringssynspunkt er det måske en bedre forretning at sælge lige på det sidste stykke hen til knækket. Vi har set mange eksempler på startups indenfor teknologi, hvis udvikling har været finansieret med danske investeringer, som ender med at blive solgt for store beløb.

Og det kan være en fin og givtig exit for de oprindelige investorer – men fra et samfundsperspektiv er det rigtig synd.” 

”Det, der sker, når du bliver købt af et amerikansk selskab, er, at hovedkontoret flytter til USA, og på et tidspunkt lukker de også den danske udviklingsafdeling, så det hele er derovre. Det skaber hverken danske arbejdspladser eller tjener skat til Danmark, det ender bare med teknologi-transfer og brain drain. Den danske del bliver et komma i historien,” siger Peter Holme Jensen. 

Tålmodige investorer

Aquaporin er så heldige, at de har tålmodige investorer. De to kontrollerende investorer er M. Goldschmidt Holding, et stort dansk investeringsselskab, hvis kerneforretning er fast ejendom, og Danica Pension. 

Aquaporin har også været gode til at geare investeringerne ved at indgå i en række offentligt støttede udviklings- og forskningsprojekter i samarbejde med myndigheder og universiteter. Aquaporin har fået støtte fra blandt andet Innovationsfonden, Højteknologifonden, EU-Kommissionen og Singapores regering. 

”Vi laver mere energieffektiv og bæredygtig vandrensning, og det vil alle regeringer gerne støtte, for det er tydeligt, at vandforsyningen i øjeblikket er en global katastrofe i slow motion. Der er hårdt brug for løsninger, så der er mange muligheder for at få medfinansiering i public private partnerships. Men det er stadig afgørende at have private investorer, fordi man typisk selv skal komme med 50 procent af budgettet til offentligt støttede projekter,” fortæller Peter Holme Jensen.

Born global

Aquaporin er en born global virksomhed. Fra starten har man haft blikket rettet mod et globalt marked. Det afspejler sig også i sammensætningen af de omkring 70 medarbejdere, der kommer fra 21 forskellige lande. 16 procent af dem har en ph.d. 

I Singapore har Aquaporin et datterselskab med 12 ansatte, og Singapores myndigheder har været tætte samarbejdspartnere siden 2009. Singapore renser og genbruger i dag 40 procent af bystatens vand, og man har travlt med at øge den andel, for Malaysia, som Singapore importerer resten af sit vand fra, vil i løbet af de næste 30 år gradvist lukke for eksporten af vand. 

Selvom Aquaporins strategi er at forblive i Danmark, er Singapore blot ét eksempel på, at behovet for rent vand er langt mere påtrængende andre steder i verden. 

”Hvis man så rent objektivt på det, ville det være mere naturligt, at en virksomhed som os blev født i Singapore end i Danmark. På efterspørgslen giver det meget mere mening i Singapore, for de ser vandet som et nationalt sikkerhedsspørgsmål. Men nu har vi faktisk kompetencerne i Danmark, og det skal vi selvfølgelig udnytte,” siger Peter Holme Jensen.


Få Mandag Morgens overskrifter direkte i din mail.

Tilmeld dig nyhedsbrevet nu




Få Mandag Morgens overskrifter direkte i din mail.

Tilmeld dig nyhedsbrevet nu