Seaweeds, dolazak revolucije

Seaweeds, dolazak revolucije
Zanemareni ali potencijalno vrh igrača u bioenergija vs prehrana divljači.

Ricardo Radulovich

Klimatske promjene i bioenergija poljoprivredu i stavljen fotosinteza su natrag u glavnoj pozornici. Osim mogućnosti, neke kreme na vrh obličje privlačan kao i za subvencionirano tržištu, mnoga pitanja ostaju bez odgovora. Ovi su se obratili mnogi s diskurs koji predviđa "svijet čistih goriva u bujnom cvjetanju polja produced by poljoprivrednicima" (1), kovanje energetski neovisan "bio-ekonomije" na temelju "multi" Poljoprivreda (2). Sve to podržava detaljan računovodstvo biomase izvora, uključujući i životinjski izmet i kokosa zajedno s ljuske kukuruza i sugarcane (3).

Drugi su, međutim, su više oprezni. Novi i stari problemi su se vrlo brzo dokazuje ovu promjenu u tradicionalnoj svrhu poljoprivredu i pritisak da se prošire. Osobite važnosti su troškovi zaštite okoliša, uključujući krčenje šuma, voda i staklenički plinovi, energetska efikasnost-ograničenja, te hrane i prehranu siromašnih pitanjima koja utječu na većinu ljudi. Na primjer, OECD-FAO zajedničkih pogleda biogorivo panel tehnologija i politike kao nesigurnosti koje bi mogle značajno utjecati cijene hrane (4) (a oni su uskrsnuo), dok je IFPRI modelima predvidjeti da proširena proizvodnja biogorivo će također biti popraćen "neto smanjenje raspoloživost i dostupnost hrane ", dodajući da" subvencija za biogoriva koje koriste poljoprivredna proizvodnja sredstava su izuzetno protiv siromašnih. "(5)

Ipak, i spremili za kratko spomenuti u nedavnom papir od Royal Society (6), glavni potencijalni igrač u ovoj utrci bioenergija, proizvodnja biomase na moru, zanemaruje (1,2,3,4,5,7). Međutim, oceanima, najveći aktivnog ugljika u sudoper planeti, pokrivaju preko 70% svojih površina (predviđeni rasti diže s morske razine), te dobiti još veći udio photosynthetically aktivno zračenje (zbog još veće pokrivenosti je u tropskim i suptropska pojasevi), koja ide uglavnom neiskorišten za ovu svrhu jer, ona se procjenjuje, samo 50% of the world's fotosinteza odvija se prirodno, uglavnom kroz fitoplanktona (8)-drugim riječima, u očima jednog agriculturalist, oceana treba gledati kao ogromna i glomazno underutilized polja i uz vodu i insolacija.

Dok čovječanstvo tisućljećima razvijao ago iz lovačke-okupljanje u poljoprivredi, uzgoj morima morali čekati nekoliko godina, kada akvakulture, marikulture i unutar toga nešto u pojam "plave revolucija", unijeli eksponencijalna faza rasta kao svoj potencijal počeli razvijati (coincidentally s dostizanje premašuje i granice održivog ribarstva).

Prema FAO (9), akvakultura proizvodnja preseljena iz manje od milijun tona u ranim 1950-ih do 59,4 milijuna tona, a vrijednost close to US $ 70 milijardi u 2004. Međutim, 91,5% od proizvodnje ovaj došao iz Azije i Tihog oceana, a na europskoj regiji pridonijela 3.9%, Latinske Amerike i Kariba 2.3%, 1.3% Sjeverna Amerika, i Bliskog Istoka i Afrike 1,1%. Od toga, 99,8% od kulturan akvatički biljke, s tržišnim milijardi US $, te milijuna tona alge proizvedene biomase godišnje, dolaze iz Azije i Pacifika regije, uglavnom iz Kine, Japana i Koreje (10).

Dakle, poljoprivreda, temelji se na sustavnom korištenje postrojenja za žetvu solarne energije, već je evoluirala na more, ali ne u Zapadnoj hemisferi.

Trenutno samo makro alge (seaweeds) se kultivirao na moru, za koju je vrlo jednostavno mehanizmi koriste se (uglavnom vezali ih usidreno plutajuće linije). Intenzivna i obogaćena CO2-mikro-alge kulture za energijom u morska tenkovi na kopnu je vrlo različit i specijaliziranih niša. Seaweeds nalikuju viših biljaka na razne načine, uključujući i izgledom i veličinom, a ne u drugima jer ne zahtijevaju tla (niti njegovi uzgoj), te su već dobili sve što im je potrebno vode (u sebi veliku prednost jer je voda najviše ograničavajući faktor za širenje i, suočena s klimatskim promjenama, čak i opstanak poljoprivrede, pogled upheld po CGIAR do govoreći: "plin je oko ublažavanja, adaptacija je voda" (7)-koja je ujedno i razlog zašto Okrenuh se mora godina).

Seaweeds svrstane u tri skupine temelji se na širokom pigmentacija i ostalih karakteristika: smeđa (Phaeophyceae), crvene (Rhodophyceae) i zelene (Chlorophyceae). Mnoge vrste su poznati dokazuje na ogromnom potencijalu, iako tek nekoliko trenutno dobivenih kultiviranog ili na bilo koji mjeri (9,10). Povijesno gledano, seaweeds su cijenjena u cijelom svijetu za razne namjene, uglavnom za hranu, ali i za gnojiva, stočne hrane, te rastući phycocolloid industrija trenutno u vrijednosti od milijarde US $. Iako je žetva od divlja je značajna i teško kvantificirati, FAO procjenjuje se da se veliki postotak svjetske produkcije iz kultiviranja (10). To je važno jer žetvu masivne količine prirodno pojavljuje alge populacije (npr., u Sargasso more) mogao biti ekvivalent velika krčenje šuma u smislu atmosferski CO2 dodatak i gubitka i fragmentacije staništa.

Rani pokušaji da se kultivirati seaweeds za biogoriva potječu iz 1970-ih, a osobito u SAD-u što je došao da bude poznat kao "morska trava Div projektu, navodno s kolegom u Japanu (11), i tražio je da se proizvode metan iz biomase. Takva nastojanja susreću nekoliko alge i proizvodnji energije probleme i bili su dokumentirane kao unfeasible. S obzirom da je uzgoj alge i biogorivo proizvodnja napredne tehnike uvelike su u posljednjih nekoliko godina, a za mnogo razloga već predstavljen, očito je da ne samo izvedivosti, ali najvjerojatnije potrebu je sada pri ruci. Barem nas u Costa Rici i drugima u Japanu (11) se ponovno pokretanje proizvodnje seaweeds za energijom.

Energija programe iz biomase alge su slične onima iz zemlje vegetacije. Najjednostavnija opcija je direktnim paljenjem za generiranje električne energije i topline, kao što je to sada učinjeno s bagasse od sugarcane, a ne za razliku od ugljena-ispalila elektrana u načelu, u stvari, co-plamena biomase zajedno s ugljena je već implementirana, dijelom i da smanje Neto emisija CO2 u sektoru električne energije. Sljedeća je proizvodnja biogoriva kao što su etanol, biodizel i metana. Tekuće biogorivo proizvodne tehnologije svibanj dostatan za neke slučajeve, dok je novu generaciju tehnologije će doći na poboljšanju biogorivo prinosa.

Međutim, čak i ako je samo za spaljivanje za stvaranje struje, alge kultiviranja može brzo početi popustljiv mreža velike količine ugljik-neutralni biomasu koja bi se mogla direktno ili spaljene nakon izdvaja spojeva visoke tržišne vrijednosti (uključujući i neke za biogoriva), proces koji bi trebao uključiti pritiskom iz njegove hladne tekućine, plus možda neki sušenja iskorištavanjem visoka insolacija gdje dostupan. A spekulativne izravnu kvantifikacija zasniva na spaljivanje biomase alge slijedi.

Taking a skromna proizvodnja zapaljiv krutine (suha tvar minus jasen) od 30 t / ha / god, a pretpostavljajući određenu gustoću energije od 15 MJ / kg za suhu alge biomase (zajednička za cijelu Postrojenja biomase) u bruto energetskih prinosa od 450 GJ / ha / god bi se mogla dobiti. To je oko 10 tona ekvivalentne nafte (usmjeravanje) ili energije u odnosu više od 70 bačava s uljem / ha / god. At $ 100 po barel nafte, bruto dobit će biti preko $ 7000/ha/yr-if energije koja bi se mogla koristiti kao troškovno učinkovito kao ulje. Za 10 Gtoe u svijetu godišnje fosilnih goriva, potrošnju i 10 usmjeravanje / ha / god alge iz biomase na GHA ili 10 [7] km [2] morske površine bi bilo potrebno za rast seaweeds. Ovo područje slične velike zemlje, manje od 3% od ukupne svjetske oceane, i oko 20% površine zemlje trenutno u poljoprivredi (70%, koji je na pašnjak). S obzirom na relativno skromna biogorivo biomasa i postaviti ciljeve za narednih godina u SAD-u i EU-u, malom djeliću tog područja kao što bi bilo potrebno da se u potpunosti zamjena za biogorivo proizvodnje u zemlji.

Takva procijenjena energije iz biomase alge prinosa mogao biti uvelike povećan kada je stavljen u odgovarajućem ruke (npr. vrste koja je ostvarila pet ovčinjaka povećanje prinosa kukuruza u SAD tijekom proteklog stoljeća, a takav da je trenutno opsežnog poljoprivrednoga zemljišta područja oko svijetu), unapređenja i biogorivo biomasa produktivnosti, dijelom kroz odabir i razvoj alge sorti s željenog svojstva.

Štoviše, 30 GT proizvodnja biomase od GHA 1 od alge farmama pritiskati CO2 bilance. Pretpostavljiv stojećem-bolje, pokretni biomase ulova između 10 GT, koja sama po sebi predstavlja nekoliko GT atmosferskog CO2 trajno zaplijenjen. Međutim, najveći doprinos smanjenju CO2 dolazi iz rezanje neto dodatke iz CO2 ekvivalent smanjenje izgaranja fosilnih goriva, na gornjem spominje Gtoe cilj od 10 posto godišnje. Sa ugljik tržištu trenutno plaćaju US $ 30 po tone CO2 ekvivalent, postoji Astronomsko novce samo u prodaji sekvestracija ugljika alge kroz kultiviranje i korištenje biomase za energiju. Neki taj novac sigurno mogla biti korištena kao start-up sredstava za eksperimentalno poljoprivredom alge na pravilan razmjera.

Nakon adekvatne oceanu područja za svaku regiju su identificirani, glavni ulaz u provedbi vanjske velikih razmjera alge za poljodjelstvo energije će biti dodatak hranjivim tvarima, kao što pokazuje toliko željeza gnojidba oceana napore na promicanju mikro alga rast. Međutim, kao što su poljoprivreda-proizvodnja zahtijeva velike količine svih biljnih hranjiva velikim količinama jer se ukloniti u žetvu. Zajednička poljoprivredna gnojidba, osim što su skupi i energije konzumiranje bi dodali velike količine hranjiva u oceanima s nepoznatim rezultata. Postoji, ipak, veliko i glomazno zlouporabe nutritivnih resursima: domaće otpadnih voda. Njihova primjena se uzgaja na velikim alge polja za energetski opciju istražen već (12)-mogli naći ekonomski-zvuk koristiti za milijune tona otpadnih voda bačena netretiran dnevno direktnim u more kroz podmorski outfalls ili "emissaries" svugdje u svijetu. Služba naknada se naplaćuje za pravilno raspolaganje otpadnih voda došao bi do nižih hranljiv manipulativnih troškova.

Pored bioenergije, a klima-promjenu ograničenja s obzirom na rastući poljoprivredi, alge koriste kao hrana treba biti ustanovljen kao svjetski prioritet. Kina je već vodeća na način uzima 5 milijarda tona godišnje, iskorištavanjem odličan alge nutritivni sastav, koji je naravno visoko u protein9. Nadalje, kako bi bolje odgovarala povlastice, kao i mnogi drugi organoleptičke karakteristike mogu biti izmijenjen kroz genetske manipulacije i prehrana Znanost tehnika-ništa novo za poljoprivrednu znanstvenika.

Dakle, alge za kultiviranje energija, hrana i druge svrhe može dovesti do velikih i ekološki prijateljske planetaran poboljšanja, šireći naš zakupu na Zemlji u nadi da ćemo konačno zreo kao roda i društva. Za to, a obzirom na činjenicu da je, kao voda, osobito onih u okviru ekskluzivne ekonomske zone u svakoj zemlji, još uvijek u rukama države, ovaj novi niz aktivnosti svibanj kao i čine temelj za stvaranje novog bogatstva više equitably raspodijeljena.

Ricardo Radulovich
More Gardens Project Director
University of Costa Rica

1.Childs, B. & Bradley, R. Biljke u Pump (World Resources Institute, Washington, DC, 2007).

2. Jordan, N. et al. Science 316, 1570-1571 (2007).

3. World Energy Council 2007 Survey of Energy Sources (WEC, London, 2007).

4. OECD-FAO Agricultural Outlook 2007-2016 (OECD, Paris, 2007).

5. Von Braun, J. The World Food situaciju. IFPRI je dvogodišnji Overview of the World Food situaciju (IFPRI, Washington DC, 2007).

6. The Royal Society, održivi biogoriva: izgledi i izazovi (The Royal Society, London, 2008.)

7. IWMI (International Water Management Institute) Voda: Ključ za prilagodbe klimatskim promjenama (IWMI, Colombo, 2007).

8. Beardall, J. & Raven, JA Phycologia 43, 26-40 (2004).

9. FAO State of World Aquaculture. Ribarstvo Technical Paper 500 (FAO, Rim, 2006).

10. FAO Vodič za alge industrije. Ribarstvo Technical Paper 441 (FAO, Rim, 2003).

11. Yokoyama, S. et al. IJECSE 1, 168-171 (2007).

12. Edwards, P. Ponovnu uporabu ljudskih otpada u akvakulturi (UNDP-World Bank, Washington DC, 1992).