Redwine project: how to valorize CO₂ and effluents from wineries in vineyards and winemaking with microalgae biomass

Abstract

Global warming due to greenhouse gases (GHG) has become a serious worldwide concern. The new eu green deal aims to achieve GHG emissions reduction by at least 55% by 2030 and a climate neutral eu economy by 2050. The deal strongly encourages GHG reducing measures at local, national and european levels. The redwine project will demonstrate the technical, economic and environmental feasibility of reducing by, at least, 31% of the CO2 eq. Emissions produced in the winery industry value chain by utilizing biogenic fermentation CO2 for microalgae biomass production. Redwine concept will be realized through the establishment of an integrated living lab demonstrating the viability of the system at trl 7. The living lab will be able to utilize 2 ton of fermentation off-gas/year (90% of total co2 produced in the fermenter) and 80 m3 of liquid effluent (100% of the liquid effluent generated during fermenter washing) to produce 1 ton (dry weight) of chlorella biomass/year. This biomass will be processed under a downstream extraction process to obtain added-value extracts and applied in food, cosmetic and agricultural end-products and to generate a new ecowine. Redwine will focus on the recovery of off-gas from a 20.000l fermenter of red wine production existing in adega cooperativa de palmela (ACP, located in Palmela, Portugal). Redwine’s microalgae were tested in 2022, 2023 and 2024 with 4 purposes in vineyard, improve flowering stages, contribute to high temperature resistance, biofungicide against downy mildew and increasing in nitrogen content in ripening to help fermentation and improve aromatic compoundsand, and  2 on winemaking,  clarificant or anti-oxidant. So far, results were interesting on wine making process but need more trials and results to assess vineyard and winemaking activity.

Projet redwine : comment valoriser le CO2 et les effluents des caves dans les vignobles et la vinification avec la biomasse de microalgues

Le réchauffement climatique dû aux gaz à effet de serre (ges) est devenu une grave préoccupation mondiale. Le nouveau pacte vert pour l’ue vise à réduire les émissions de gaz à effet de serre d’au moins 55 % d’ici 2030 et à rendre l’économie de l’ue climatiquement neutre d’ici 2050. L’accord encourage fortement les mesures de réduction des ges aux niveaux local, national et européen. Le projet redwine démontrera la faisabilité technique, économique et environnementale d’une réduction des émissions de CO2 d’au moins 31%. Produit dans la chaîne de valeur de l’industrie vitivinicole grâce à l’utilisation de co2 issu de la fermentation biogénique pour la production de biomasse de microalgues. Le concept de redwine sera réalisé grâce à la mise en place d’un laboratoire vivant intégré qui démontrera la viabilité du système dans le nmt 7. Le living lab pourra utiliser 2 tonnes de gaz de fermentation/an (90% du CO2 total produit dans le fermenteur) et 80 m3 d’effluents liquides (100% des effluents liquides générés lors du lavage du fermenteur) pour produire 1 tonne (poids sec) de biomasse chlorella/an. Cette biomasse sera traitée dans le cadre d’un processus d’extraction ultérieur afin d’obtenir des extraits à valeur ajoutée et sera appliquée dans des produits finis alimentaires, cosmétiques et agricoles et pour générer un nouvel ecowine. Redwine se concentrera sur la récupération des gaz résiduaires d’un fermenteur de 20 000 litres de la production existante de vin rouge à adega cooperativa de palmela (ACP, située à Palmela, au Portugal). Les microalgues de redwine ont été testées en 2022, 2023 et 2024 pour 4 finalités dans le vignoble, pour améliorer les stades de floraison, pour contribuer à la résistance aux hautes températures, biofongicide contre le mildiou et pour augmenter la teneur en azote à maturation pour faciliter la fermentation et améliorer les composés aromatiques, et 2 en vinification, clarifiant et antioxydant. Jusqu’à présent, les résultats ont été intéressants dans le processus de vinification, mais d’autres essais et résultats sont nécessaires pour évaluer l’activité du vignoble et dans le vin.

Proyecto redwine: cómo valorizar el CO2 y los efluentes de las bodegas en viñedos y vinificación con biomasa de microalgas

El calentamiento global debido a los gases de efecto invernadero (GEI) se ha convertido en una grave preocupación mundial. El nuevo pacto verde de la ue tiene como objetivo lograr una reducción de las emisiones de gei de al menos un 55 % para 2030 y una economía de la ue climáticamente neutra para 2050. El acuerdo fomenta firmemente las medidas de reducción de gei a nivel local, nacional y europeo. El proyecto redwine demostrará la viabilidad técnica, económica y medioambiental de reducir en, al menos, un 31% de las emisiones de CO2 eq. Producidas en la cadena de valor de la industria vitivinícola mediante la utilización de co2 de fermentación biogénica para la producción de biomasa de microalgas. El concepto de redwine se realizará a través del establecimiento de un living lab integrado que demostrará la viabilidad del sistema en trl 7. El living lab podrá utilizar 2 toneladas de gases de fermentación/año (90% del CO2 total producido en el fermentador) y 80 m3 de efluente líquido (100% del efluente líquido generado durante el lavado del fermentador) para producir 1 tonelada (peso seco) de biomasa de chlorella/año. Esta biomasa se procesará bajo un proceso de extracción posterior para obtener extractos de valor añadido y se aplicará en productos finales alimentarios, cosméticos y agrícolas y para generar un nuevo ecowine. Redwine se centrará en la recuperación de gases residuales de un fermentador de 20.000l de producción de vino tinto existente en adega cooperativa de palmela (acp, ubicada en palmela, portugal). Las microalgas de redwine fueron probadas en 2022, 2023 y 2024 con 4 propósitos en viñedo, mejorar las etapas de floración, contribuir a la resistencia a altas temperaturas, biofungicida contra el mildiu velloso y aumentar el contenido de nitrógeno en la maduración para ayudar a la fermentación y mejorar los compuestos aromáticos, y 2 en la vinificación, clarificante y antioxidante. Hasta ahora, los resultados fueron interesantes en el proceso de elaboración del vino, pero se necesitan más ensayos y resultados para evaluar la actividad del viñedo y en vino.