الأعشاب البحرية ، والثورة القادمة

الأعشاب البحرية ، والثورة القادمة
تجاهلت حتى الآن يحتمل أن كبار اللاعبين في مقابل الطاقة الحيوية الغذاء اللعبة.

ريكاردو Radulovich

تغير المناخ والطاقة الحيوية وضعت عملية التمثيل الضوئي والزراعة والعودة الى المرحلة الرئيسية. وبالاضافة الى الفرص المتاحة ، بعض النظر عن مثل كريم أعلى من براقة والمدعومة السوق ، لا تزال أسئلة كثيرة بلا إجابة. وتعالج هذه مع كثير من يتصور أن الخطاب "العالم من الوقود النظيف الخصبة المنتجة في حقول المزارعين عن طريق مزدهر" (1) ، وتزوير للطاقة مستقلة "الحيوية في الاقتصاد" يقوم على أساس "متعددة الوظائف" الزراعة (2). كل ذلك مدعوما مفصلة المحاسبة من مصادر الكتلة الحيوية ، بما فيها روث الحيوانات وقشور جوز الهند مع الذرة وقصب السكر (3).

غير أن بلدانا أخرى ، هي أكثر حذرا. المشاكل القديمة والجديدة وقد تم بسرعة يتضح من هذا التغيير في الغرض من الزراعة التقليدية والضغط لتوسيع نطاق. ذات أهمية خاصة هي التكاليف البيئية ، بما في ذلك إزالة الغابات ، والمياه ، وغازات الدفيئة ، وكفاءة استخدام الطاقة القيود ، والغذاء والتغذية في تناول القضايا التي تمس الفقراء أكثر. فعلى سبيل المثال ، منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية لجنة مشتركة بين منظمة الأغذية والزراعة وجهات النظر الوقود البيولوجي والتكنولوجيات والسياسات التي يمكن أن حالة عدم اليقين بشأن تأثير أسعار المواد الغذائية بشكل كبير (4) (وأنهم قد ارتفعت) ، في حين أن هذا المعهد 'sنماذج التنبؤ أن توسيع إنتاج الوقود الحيوي أيضا أن يكون مصحوبا" صافية انخفاض في توافر وإمكانية الحصول على الغذاء "، مضيفا ان" الإعانات لاستخدام الوقود الحيوي أن الإنتاج الزراعي الموارد المضادة للفقراء للغاية. "(5)

ومع ذلك ، وإنقاذ لفترة وجيزة ذكر في ورقة أعدها مؤخرا الجمعية الملكية (6) ، الرئيسية المحتملة لاعب في هذا السباق الطاقة الحيوية ، وإنتاج الكتلة الحيوية في عرض البحر ، هو تجاهل (1،2،3،4،5،7). ومع ذلك ، فإن المحيطات ، أكبر بالوعة للكربون نشط في هذا الكوكب ، وتغطي أكثر من 70 ٪ من المساحة السطحية (من المتوقع ان ينمو مع ارتفاع مستويات هي) ، والحصول على أكبر نسبة من التمثيل الضوئي النشطة الإشعاع (من المقرر أن يكون أكبر من التغطية في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية الأحزمة) الذي يذهب إلى حد كبير غير المستعملة لهذا الغرض منذ ، يقدر ، 50 ٪ فقط من عملية التمثيل الضوئي في العالم يحدث بطبيعة الحال هناك ، ومعظمهم من خلال العوالق النباتية (8) ، وبعبارة أخرى ، لعيون من بالزراعة ، والمحيطات وينبغي اعتبار واسعة وصارخ ناقصا المجالات المنصوص عليها جيدا مع سطوع الشمس والمياه.

منذ آلاف السنين في حين أن البشرية نشأت وتطورت من الصيد وجمع في الزراعة ، وزراعة للبحار اضطر للانتظار حتى السنوات الأخيرة ، عندما لتربية الأحياء المائية ، تربية الأحياء البحرية وذلك في إطار ما يطلق عليه اسم "ثورة زرقاء" ، دخلت مرحلة من النمو الأسي كما بدأت إمكاناته تتكشف (مصادفة مع والتوصل إلى تجاوز حدود مصائد الأسماك المستدامة).

ووفقا لمنظمة الأغذية والزراعة (9) ، تربية الأحياء المائية إنتاج انتقلت من أقل من مليون طن في أوائل 1950s الى 59.4 مليون طن ، مع قيمة قريبة من الولايات المتحدة 70 مليار دولار في عام 2004. ومع ذلك ، 91.5 ٪ من هذا الإنتاج جاء من منطقة آسيا والمحيط الهادئ ، في حين ساهمت في المنطقة الأوروبية 3.9 ٪ ، وأمريكا اللاتينية ومنطقة البحر الكاريبي 2.3 ٪ ، 1.3 ٪ لأمريكا الشمالية ، والشرق الأدنى وافريقيا 1.1 ٪. من هذا ، 99.8 ٪ من المثقفين النباتات المائية ، مع السوق من بلايين دولار من دولارات الولايات المتحدة والأعشاب البحرية مليون طن من الكتلة الحيوية المنتجة سنويا ، تأتي من منطقة آسيا والمحيط الهادئ ، ومعظمهم من الصين واليابان وكوريا (10).

وهكذا ، والزراعة ، وعلى أساس الاستخدام المنهجي للمصانع لحصاد الطاقة الشمسية ، قد تطور بالفعل إلى البحر ، وإن لم يكن في نصف الكرة الغربي.

وفي الوقت الراهن ، إلا الكلية الطحالب (الأعشاب البحرية) تزرع في عرض البحر ، التي لآليات بسيطة جدا وتستخدم (ولا سيما التلازم لهم لارساء خطوط العائمة). مكثفة وCO2 التخصيب زراعة الطحالب الدقيقة للطاقة في المياه المالحة والدبابات على الأرض مختلفة تماما والمتخصصة المتخصصة. الأعشاب البحرية تشبه النباتات العليا في نواح كثيرة ، بما فيها المظهر والحجم ، بينما في حالات أخرى لا لأنها لا تتطلب التربة (ولا زراعة) ، وبالفعل قدمت مع جميع المياه التي يحتاجونها) في حد ذاتها ميزة كبيرة لأن الماء هو أكثر عاملا مقيدا لتوسيع و، التي تواجهها مع تغير المناخ ، وحتى بقاء الزراعة ، بهدف التمسك به سغيار إلى نقطة قائلا "هو نحو تخفيف انبعاثات غازات الدفيئة ، والتكيف هو عن الماء" (7) ، الذي هو أيضا السبب والتفت الى البحر قبل سنوات).

الأعشاب البحرية صنفت إلى ثلاث مجموعات واسعة النطاق على أساس تصبغ وغيرها من الخصائص : براون (Phaeophyceae) ، صافي (Rhodophyceae) والخضراء (Chlorophyceae). كثير من الأنواع المعروفة التي تدل على إمكانية واسعة ، وإن كانت قليلة فقط هي التي تحصد حاليا المزروعة أو إلى أي حد (9.10). تاريخيا ، والأعشاب البحرية وقدرت قيمة لها في جميع أنحاء العالم لمجموعة متنوعة من الاستخدامات ، أساسا للأغذية ، ولكن أيضا للحصول على الأسمدة ، والأعلاف ، وتزايد قيمة الصناعة حاليا في phycocolloid مليارات دولار من دولارات الولايات المتحدة. على الرغم من الحصاد البرية هي كبيرة ويصعب تحديدها ، فإن تقديرات منظمة الأغذية والزراعة أن نسبة كبيرة من الإنتاج العالمي هو من زراعة (10). وهذا أمر مهم لأن حصاد كميات هائلة من السكان الأعشاب البحرية التي تحدث بشكل طبيعي (على سبيل المثال ، السرجس طحلب بحري البحر) يمكن أن يكون معادلا لإزالة الغابات على نطاق واسع من حيث وبالإضافة إلى CO2 في الغلاف الجوي ، وفقدان الموائل والتجزؤ.

المحاولات المبكرة لزراعة الأعشاب البحرية الوقود الحيوي لتعود الى 1970s ، ولا سيما في الولايات المتحدة من خلال ما أصبح يعرف باسم العملاق ، العشب من المشروع ، على ما يبدو مع نظيره في اليابان (11) ، وسعت لانتاج الميثان من الكتلة الحيوية. هذه الجهود التي تواجهها العديد من الأعشاب البحرية وإنتاج الطاقة والمشاكل وقدمت عمليا ممكنا. وبالنظر إلى أن زراعة الأعشاب البحرية وتقنيات انتاج الوقود البيولوجي تقدمت بشكل كبير في السنوات الأخيرة ، ولأسباب كثيرة بالفعل ، ومن الواضح أنه لا جدوى ولكن غالب الظن الحاجة الآن هو في متناول اليد. لنا على الأقل في كوستاريكا وغيرها في اليابان (11) هي إعادة إنتاج للطاقة من الأعشاب البحرية.

الأعشاب البحرية من طاقة الكتلة الحيوية تطبيقات مماثلة لتلك الأراضي من النباتات. التصنيف الخيار هو حرق المباشر لتوليد الكهرباء والحرارة ، مثل القيام به حاليا هو أنه مع ثفل قصب السكر وليس من وخلافا لمحطات توليد الكهرباء العاملة بالفحم من حيث المبدأ ، في الواقع ، والمشاركة في اطلاق النار مع الفحم والكتلة الحيوية هي التي نفذت بالفعل ، في جانب منه لخفض صافي انبعاثات CO2 في قطاع الطاقة الكهربائية. القادم هو من إنتاج الوقود الحيوي مثل الايثانول والديزل الحيوي والميثان. التكنولوجيات الحالية لانتاج الوقود البيولوجي قد تكفي لبعض الحالات ، في حين أن الجيل القادم سوف يأتي تكنولوجيات الوقود الحيوي لتحسين المحاصيل.

ولكن ، حتى لو كان فقط للحرق لتوليد الكهرباء ، زراعة الأعشاب البحرية يمكن أن تبدأ بسرعة تسفر عن كميات كبيرة من صافي الكربون محايدة من الكتلة الحيوية التي يمكن أن أحرق مباشرة أو بعد استخلاص مركبات من ارتفاع القيمة السوقية (بما في ذلك بعض أنواع الوقود الحيوي ل) ، وهي عملية ينبغي أن تتضمن ملحة عن السوائل الباردة ، وربما بعض تجفيف زائد الاستفادة من ارتفاع سطوع الشمس حيث المتاحة. المضاربة على أساس القياس الكمي المباشر احتراق الكتلة الحيوية الأعشاب البحرية التالي.

وإذ تضع في متواضعة إنتاج وقود من المواد الصلبة (ناقص الرماد الجافة) من 30 طن / هكتار / سنة ، وعلى افتراض أن كثافة الطاقة محددة من وزارة العدل 15 / كغ من الكتلة الحيوية للأراضي الجافة الأعشاب البحرية (مصنع مشترك لكامل الكتلة الحيوية) ، وإجمالي طاقة إنتاج 450 غيغاجول / هكتار / سنة يمكن الحصول عليها. وهذا هو ما يقرب من 10 طن من المكافئ النفطي) من حيث الطاقة أو أكثر من 70 برميل من النفط / هكتار / سنة. في 100 دولار للبرميل الواحد من النفط ، فإن إجمالي الأرباح من شأنه أن يكون أكثر من دولار 7000/ha/yr-if الطاقة التي يمكن استخدامها من حيث التكلفة بكفاءة النفط. ل10 غيغا طن من المكافئ النفطي السنوي من استهلاك الوقود الأحفوري في العالم و 10 اصبع القدم / هكتار / سنة من الكتلة الحيوية الأعشاب البحرية ، GHA أو 10 [7] كم [2] من منطقة البحر ستكون هناك حاجة إلى نمو الأعشاب البحرية. هذه منطقة مماثلة لبلد كبير ، أقل من 3 ٪ من محيطات العالم ، ونحو 20 ٪ من مساحة الأرض حاليا في مجال الزراعة (70 ٪ من الذي هو في المراعي). وبالنظر إلى متواضعة الكتلة الحيوية والوقود الحيوي الأهداف للسنوات المقبلة في أيلول / سبتمبر في الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد الأوروبي ، جزءا صغيرا من تلك المنطقة سوف تكون هناك حاجة ليغني تماما عن انتاج الوقود البيولوجي في الأرض.

ويقدر مثل هذه الغلة من الأعشاب البحرية طاقة الكتلة الحيوية يمكن زيادة كبيرة عندما وضعت في أيدي المناسب (على سبيل المثال ، من النوع الذي حقق خمسة أضعاف في زيادة غلة الذرة في الولايات المتحدة خلال القرن الماضي ، وهذا النوع حاليا مزرعة واسعة النطاق في جميع أنحاء المناطق البرية في العالم) ، والكتلة الحيوية والوقود الحيوي في دفع الإنتاجية ، وجزئيا من خلال اختيار وتطوير أصناف من الأعشاب البحرية مع السمات المطلوبة.

وعلاوة على ذلك ، 30 جيكا طن من إنتاج الكتلة الحيوية من 1 GHA من الأعشاب البحرية مزارع وزن CO2 على التوازن. وبافتراض وقوفا ، بل العائمة 10 جيكا طن من الكتلة الحيوية بين مواسم الحصاد ، أن يمثل في حد ذاته من قبل عدة جيكا طن من CO2 في الغلاف الجوي بشكل دائم المعزول. ومع ذلك ، فإن أكبر مساهمة في الحد من CO2 يأتي من خفض الإضافات الصافية من CO2 ما يعادل انخفاض في احتراق الوقود الأحفوري ، في الأعلى المذكورة غيغا طن من المكافئ النفطي من 10 هدف في السنة. مع سوق الكربون حاليا دفع 30 دولارا للطن الواحد يعادل من CO2 ، ثمة الفلكي مبلغ من المال فقط في بيع عزل الكربون من خلال زراعة الأعشاب البحرية واستخدام الكتلة الحيوية للطاقة. بعض من المؤكد أن المال يمكن أن تستخدم الأموال اللازمة لبدء التجارب لزراعة الأعشاب البحرية في النطاق السليم.

مرة واحدة كافية لمناطق المحيطات كل منطقة تحديد ، والمدخلات الخارجية الرئيسية لتنفيذ نطاق واسع لزراعة الأعشاب البحرية الطاقة سيكون إضافة المواد المغذية ، كما يدل على ذلك العديد من تخصيب المحيطات بالحديد الجهود الرامية إلى تعزيز نمو الطحالب الدقيقة. ولكن ، مثل الزراعة ويتطلب إنتاج كميات كبيرة من جميع المغذيات النباتية بسبب إزالة كميات كبيرة في موسم الحصاد. التسميد الزراعي المشترك ، إضافة إلى كونه مكلفا والمستهلكة للطاقة ، وسوف تضاف كميات كبيرة من المغذيات إلى المحيطات مع غير معروفة النتائج. وهناك ، مع ذلك ، كبير واستغلال ضخم للموارد الغذائية : مياه الفضلات المنزلية. تطبيقها على مجالات كبيرة للنمو الأعشاب البحرية الطاقة خيارا بالفعل استكشاف (12) - السليمة من الناحية الاقتصادية ويمكن إيجاد استخدام لملايين طن من مياه الفضلات غير المعالجة يوميا ملقاة في البحر التساقطات مباشرة أو من خلال الغواصة "مبعوثين" في كل مكان في العالم. رسوم الخدمة التي ستحمل على الوجه الصحيح للتخلص من مياه الفضلات من شأنه أن يأتي إلى انخفاض تكاليف معالجة المواد الغذائية.

وبالاضافة الى الطاقة الحيوية ، والنظر في تغير المناخ تزايد القيود المفروضة على الزراعة ، واستخدام الأعشاب البحرية كغذاء وينبغي إنشاء العالم باعتبارها ذات أولوية. الصين هي بالفعل مما يمهد الطريق أمام المستهلكة 5 مليارات طن سنويا ، والاستفادة من التغذية الممتازة لتكوين الأعشاب البحرية ، التي هي بطبيعة الحال ارتفاع في protein9. وعلاوة على ذلك ، ليلائم الأفضليات ، العضوية وغيرها من العديد من الخصائص يمكن تغييرها من خلال التلاعب بالجينات وتكنولوجيا الأغذية على العلم شيئا جديدا لعلماء الزراعة.

وهكذا ، لزراعة الأعشاب البحرية والطاقة والأغذية وغيرها من الاستخدامات يمكن أن يحقق كبيرة والكواكب الملائمة للبيئة في التحسينات ، توسيع دائرة الإيجار على الأرض عن الأمل في أن نحقق في نهاية المطاف باعتباره نضجا والأنواع وعلى المجتمع. لهذا ، ونظرا لحقيقة أن المياه ، ولا سيما داخل المنطقة الاقتصادية الخالصة من كل بلد من البلدان ، لا تزال في أيدي الحكومات ، وهذه مجموعة جديدة من الأنشطة كذلك قد تشكل أساسا لتوليد جديدة الثروة توزيعا أكثر إنصافا.

ريكاردو Radulovich
مدير مشروع حدائق البحر
جامعة كوستاريكا

1.Childs ، B. & برادلي ، ر. النباتات في محطات التعبئة (معهد الموارد العالمية ، واشنطن العاصمة ، 2007).

2. الأردن ، ن. وآخرون. 316 العلوم ، 1570-1571 (2007).

3. مجلس الطاقة العالمي 2007 دراسة الحالة من مصادر الطاقة (مجلس الطاقة العالمي ، لندن ، 2007).

4. بين منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية الزراعية توقعات منظمة الأغذية والزراعة 2007-2016 (منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية ، باريس ، 2007).

5. فون براون ، J. الوضع الغذائي في العالم. ويوجد المعهد التي تعقد كل عامين لمحة عامة عن حالة الأغذية العالمي (عن المعهد ، واشنطن العاصمة ، 2007).

6. الجمعية الملكية المستدامة الوقود الحيوي : آفاق وتحديات (الجمعية الملكية ، لندن ، 2008).

7. IWMI (المعهد الدولي لإدارة المياه) المياه : الرئيسية للتكيف مع تغير المناخ (IWMI ، كولومبو ، 2007).

8. Beardall ، J. & الغراب ، ج. أ. Phycologia 43 ، 26-40 (2004).

9. منظمة الأغذية والزراعة الدولة من تربية الأحياء المائية في العالم. مصائد الأسماك ورقة تقنية) 500 (منظمة الأغذية والزراعة ، روما ، 2006).

10. دليل منظمة الأغذية والزراعة إلى الصناعة الأعشاب البحرية. مصائد الأسماك ورقة تقنية) 441 (منظمة الأغذية والزراعة ، روما ، 2003).

11. Yokoyama ، س. وآخرون. IJECSE 1 ، 168-171 (2007).

12. ادواردز ، P. إعادة استخدام النفايات البشرية في تربية الأحياء المائية (برنامج الأمم المتحدة الإنمائي والبنك الدولي ، واشنطن العاصمة ، 1992).