Wodorosty morskie, w najbliższych rewolucja

Wodorosty morskie, w najbliższych rewolucja
Ignorowane jeszcze potencjalnie największych graczy w bioenergii vs żywności gry.

Ricardo Radulovich

Zmian klimatycznych i bioenergii mieć umieszczone rolnictwa fotosyntezy i powrót do głównego etapu. Oprócz możliwości, niektóre wyglądające jak krem na górę o gotowości bojowej i subsydiowanych rynku, wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi. These are being addressed by many with a discourse that envisions “a world of clean fuels produced in lush fields by prosperous farmers”(1), forging an energy-independent “bio-economy” based on “multifunctional” agriculture(2). Wszystko to poparte szczegółową rachunkowości źródeł biomasy, w tym zwierząt łajno i kokosa plewy wraz z kukurydzy i trzciny cukrowej (3).

Inni są jednak bardziej ostrożne. Nowe i stare problemy zostały szybko dowodem tej zmiany w tradycyjnych celów rolnictwa i ciśnienia, aby rozwinąć. Szczególne znaczenie mają koszty środowiskowe, w tym wycinka lasów, wody i gazów cieplarnianych, ograniczenia efektywności energetycznej, żywności i żywieniu kwestii mających wpływ na ludzi biednych najbardziej. Na przykład, OECD-FAO wspólnego zespołu poglądów technologii produkcji biopaliw i polityk niepewności, które mogą znacząco wpływ cen żywności (4) (i wzrosły), natomiast IFPRI modele przewidują, że produkcja biopaliw będzie rozszerzona również towarzyszyć "netto zmniejszenie dostępności i dostępu do żywności ", dodając, że" dotacje dla biopaliw, że wykorzystanie środków produkcji rolnej są bardzo anty-biednych. "(5)

Jednak i zapisać na krótką wzmiankę w ostatnich papieru przez Royal Society (6), główny potencjał tego gracza w wyścigu bioenergii, produkcji biomasy na morzu, jest ignorowany (1,2,3,4,5,7). Jednakże, oceanów, największy wryć się w węgiel aktywny naszej planecie, pokrywają ponad 70% jej powierzchni (prognozowany wzrośnie z rosnącego poziomu), a nawet otrzymać większą część photosynthetically aktywnych promieniowania (ze względu na być jeszcze większy zasięg w tropikalnych i subtropikalnych pasy), które wykraczają w znacznym stopniu niewykorzystane na ten cel, gdyż szacuje się, tylko 50% światowej fotosyntezy odbywa się oczywiście tam, głównie poprzez fitoplanktonu (8), innymi słowy, do oczu na agriculturalist, oceanów powinno być postrzegane jako rozległe pola i rażąco underutilized dobrze zaopatrzone w wodę i nasłonecznienia.

Tysiące lat temu, podczas gdy ludzkość ewoluowała od gromadzenia polowanie na rolnictwo, uprawa mórz musiał czekać aż do ostatnich lat, kiedy akwakultury, akwakultury i coś w nim w określa się jako "niebieski rewolucji", Wprowadzono wykładniczej fazie wzrostu, jak jego potencjał rozpoczęte aby na jaw (przypadkowo z osiągnięciem i wyższe limity zrównoważonego rybołówstwa).

Według FAO (9), akwakultury, produkcji przeniesiono z mniej niż milion ton na początku 1950 r. do 59,4 mln ton, o wartości blisko 70 mld USD w roku 2004. Jednakże, z tego 91,5% produkcji pochodziło z Azji i regionie Pacyfiku, natomiast region europejski wkład 3,9%, Ameryka Łacińska i Karaiby 2,3%, 1,3% w Ameryce Północnej i na Bliskim Wschodzie iw Afryce 1,1%. Tego, 99,8% dla hodowanych roślin wodnych, a rynek miliardy dolarów i morski mln ton biomasy produkowanych rocznie, pochodzi z Azji i regionie Pacyfiku, głównie z Chin, Japonii i Korei (10).

Tak więc, rolnictwa, w oparciu o systematyczne korzystanie z obiektów do gromadzenia energii słonecznej, już ewoluowały na morzu, choć nie w zachodniej półkuli.

Obecnie tylko makroalg (Wodorosty morskie) są uprawiane na morzu, które na bardzo proste mechanizmy są wykorzystywane (głównie wiązania ich do kotwicy pływających linii). Intensywne i CO2 wzbogacony mikro-algi upraw energetycznych w słonowodne zbiorniki na ziemi jest bardzo różne i specjalistycznych, niszowych. Wodorosty morskie przypominają rośliny wyższe na wiele sposobów, w tym wyglądu i wielkości, podczas gdy w innych nie, ponieważ nie wymagają one gleby (ani jego uprawy), i są już wyposażone we wszystkie potrzebne im wody (sam w sobie znaczącą przewagę, ponieważ woda jest najbardziej czynnik ograniczający rozwój i, w obliczu zmian klimatycznych, nawet przetrwanie rolnictwa, w związku podtrzymane przez CGIAR do punktu mówiąc: "jest o ograniczenie emisji gazów cieplarnianych, dostosowywanie się na temat wody" (7), który jest również powód, dla którego I zwrócił się do morza lat temu).

Wodorosty morskie są sklasyfikowane w trzech grupach w oparciu o szerokie pigmentacji i inne cechy charakterystyczne: brązowy (Phaeophyceae) netto (Rhodophyceae) i zielonym (Zielenice). Wiele gatunków są znane świadczące szeroki potencjał, ale tylko nieliczni są obecnie uprawianych lub zbieranych do dowolnego stopnia (9,10). Historycznie, Wodorosty morskie zostały wycenione na całym świecie do różnych zastosowań, głównie w odniesieniu do żywności, ale także dla nawozów, pasz, a także rosnący przemysł obecnie phycocolloid wartości w miliardach dolarów. Choć poławiania z dzikiego jest znaczący i trudno ocenić, FAO szacuje, że duży procent światowej produkcji pochodzi z upraw (10). Jest to ważne, ponieważ zbiory ogromne ilości naturalnie występujących populacji morski (np. Morza Sargassowego) może być równoważne z dużą skalę wycinka lasów pod względem emisji CO2 do atmosfery, a ponadto utratę siedlisk i rozdrobnienia.

Wczesne próby Wodorosty morskie uprawiane na biopaliwa sięgają lat 1970, szczególnie w USA przez co stały się znane jako Project Giant Kelp, najwyraźniej z kontrahentem w Japonii (11), i dąży do produkcji metanu z biomasy. Wysiłki takie, jakie napotykają kilka wodorostów i produkcji energii oraz problemy zostały wniesione jako niewykonalne. Biorąc pod uwagę, że morski uprawy i technik produkcji biopaliw mają znacznie zaawansowana w ostatnich latach, a dla wielu powodów już przedstawione, jest oczywiste, że nie tylko możliwości, ale najprawdopodobniej potrzeba jest teraz w zasięgu ręki. Przynajmniej nas w Kostaryce, a inne w Japonii (11) Ponowne uruchomienie produkcji energii Wodorosty morskie.

Wodorostów energii z biomasy wnioski są podobne do tych z ziemi roślinnością. Ratingu jest opcja bezpośredniego spalania dla energii elektrycznej i cieplnej, jak jest obecnie zrobione z trzciny cukrowej i nie bagassa W odróżnieniu od elektrowni opalanych węglem w zasadzie, w rzeczywistości, współ-spalanie biomasy z węglem jest już realizowana, częściowo w celu zmniejszenia netto emisji CO2 w sektorze energii elektrycznej. Dalej jest do produkcji biopaliw, takich jak etanol, biodiesel i metanu. Obecnych technologii produkcji biopaliw może wystarczyć dla niektórych przypadkach, podczas następnej generacji technologii pochodzić będzie do poprawy rentowności produkcji biopaliw.

Jednakże, nawet jeśli tylko do spalania do wytwarzania energii elektrycznej, wodorostów uprawy można szybko rozpocząć przynosi duże kwoty netto dwutlenku węgla biomasy, która mogłaby być spalony lub bezpośrednio po ekstrakcji związków o wysokiej wartości rynkowej (w tym kilka dla biopaliw), proces, który powinien zawierać tłoczenie na zimno jej się płynów, a także być może niektóre suszenia korzystając z wysokiego nasłonecznienia, gdzie dostępne. Spekulacyjnego ilościowego w oparciu o bezpośrednie spalanie biomasy morski następująco.

Biorąc skromny produkcji paliw stałych (minus popiołu suchej masy) z dnia 30 t / ha / rok, oraz przy założeniu określonego gęstości energii z dnia 15 MJ / kg suchej biomasy morski (wspólne dla całego zakładu biomasy), uzysku energii brutto 450 GJ / ha / rok można uzyskać. Jest to około 10 ton ekwiwalentu ropy (toe) w zakresie energii lub więcej niż 70 baryłek ropy naftowej / ha / rok. Na $ 100 za baryłkę ropy naftowej, zysk brutto będzie ponad $ 7000/ha/yr-if energii, które mogłyby być wykorzystywane jako efektywne pod względem kosztów jak ropa naftowa. Na 10 gigaton rocznego światowego zużycia paliw kopalnych i 10 toe / ha / rok z biomasy morski, A GHA lub 10 [7] Km [2] morskiego obszaru potrzebna będzie rosnąć Wodorosty morskie. Ten obszar podobny do dużego kraju, mniej niż 3% światowych oceanów, a około 20% obszaru gruntów obecnie w rolnictwie (70%, który jest w pastwiska). Biorąc pod uwagę raczej skromny biomasy i biopaliw cele na najbliższe lata we wrześniu w USA i UE, mały ułamek tego obszaru byłoby potrzebne, aby być w pełni zastąpić produkcji biopaliw w kraju.

Takie szacunkowy plon z wodorostów energii z biomasy może być znacznie wzrosła po wprowadzeniu w odpowiednie ręce (np. rodzaju, że osiągnięty pięć-krotne zwiększenie plonach kukurydza w USA w minionym stuleciu, oraz rodzaj gospodarstwa, które obecnie rozległe obszary gruntów wokół świata), rozwijanie produkcji biomasy i biopaliw, częściowo poprzez dobór i rozwój odmian morski z pożądanych cech.

Ponadto, 30 Gt produkcji biomasy od 1 GHA morski z gospodarstw zważyć na bilans CO2. Zakładając stały-a, pływające biomasy-10 o pojemności brutto od zbiorów, które samo w sobie stanowi kilka Gt CO2 do atmosfery stale sequestered. Jednak największy wkład do redukcji emisji CO2 pochodzi z cięcia netto uzupełnień od równoważnika CO2 zmniejsza się w spalania paliw kopalnych, w górnej wymienione gigaton cel 10 rocznie. Z węgla na rynku obecnie płatnicze US $ 30 za tonę równoważnika CO2, nie jest astronomiczna kwota pieniędzy tylko w sprzedaży sekwestracji dwutlenku węgla poprzez morski uprawy i wykorzystania biomasy do produkcji energii. Niektórzy z pewnością, że pieniądze mogą być wykorzystane jako uruchomienia funduszy do celów doświadczalnych morski rolniczej na właściwą skalę.

Po odpowiednich obszarów oceanicznych dla każdego regionu są identyfikowane, główne wejście zewnętrzne do wykonania na dużą skalę morski rolnictwa na energię będzie dodawania substancji odżywczych, o czym świadczy tak wiele oceanu żelaza zapłodnienia wysiłki na rzecz promowania mikroprzedsiębiorstw wzrostu glonów. Jednak, jak rolnictwo-produkcja wymaga dużych ilości wszystkich składników pokarmowych roślin są usuwane ze względu na duże ilości zbiorów. Wspólnej polityki rolnej, nawożenia, oprócz jest kosztowne i zużycia energii, by dodawać duże ilości substancji odżywczych do morza z nieznanymi wynikami. Istnieje jednak ogromna i rażące pomyłki odżywcze źródło: ścieków domowych. Ich stosowania na dużych obszarach morski uprawianych na energię opcję już zbadane (12), można znaleźć gospodarczo-sound zastosowań dla milionów ton na dobę po cenach dumpingowych nieprzetworzonych ścieków do morza lub poprzez bezpośrednie odprowadzanie ścieków podwodne "emissaries" wszędzie na świecie. Usługi Opłata za prawidłowo usuwania ścieków mogłoby dojść do niższych kosztów obsługi składników odżywczych.

Obok bioenergii, oraz biorąc pod uwagę rosnące ograniczenia zmian klimatu w rolnictwie, wodorostów wykorzystania jako żywność powinny być ustalone jako priorytet świata. Chiny są już liderem w zużywające sposób 5 miliardów ton rocznie, korzystając z doskonałej składu odżywczego morski, który jest naturalnie wysokiej zawartości protein9. Ponadto, aby lepiej pasować do preferencji, i wiele innych właściwości organoleptyczne mogą być zmieniane za pomocą manipulacji genetycznej i technologii żywności nauki nic nowego rolnych naukowców.

Tak więc, wodorostów upraw energetycznych, żywności i innych zastosowań może przynieść duże i ekologicznie przyjazne planetarnych ulepszeń, rozszerzając nasze dzierżawy na Ziemi na nadzieję, że będziemy ostatecznie dojrzały jako gatunku i dla społeczeństwa. W tym, i biorąc pod uwagę fakt, że w wodach, zwłaszcza w obrębie wyłącznych stref ekonomicznych każdego kraju, są nadal w rękach rządów, ten nowy zestaw działań może również stanowić podstawę dla tworzenia nowego bogactwa bardziej sprawiedliwie rozdzielane.

Ricardo Radulovich
Dyrektor Sea Gardens Project
Uniwersytet Kostaryki

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

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

. 3. Światowa Rada Energetyczna 2007 Ankieta źródeł energii (WEC, Londyn, 2007).

. 4. OECD-FAO Rolnej Outlook 2007-2016 (OECD, Paryż, 2007).

. 5. Von Braun, J. Żywnościowego sytuację na świecie. IFPRI's Półroczna Przegląd Światowego sytuacji żywnościowej (IFPRI, Washington DC, 2007).

. 6. The Royal Society Zrównoważonego biopaliw: perspektywy i wyzwania (The Royal Society, Londyn, 2008).

7. IWMI (Międzynarodowego Instytutu Gospodarki Wodnej) Woda: Klucz do dostosowania się do zmian klimatycznych (IWMI, Colombo, 2007).

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

9. FAO państwa światowej akwakultury. Rybołówstwo techniczne Księgi 500 (FAO, Rzym, 2006).

10. FAO Przewodnik po Przemysł morski. Rybołówstwo techniczne Księgi 441 (FAO, Rzym, 2003).

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

12. Edwards, P. Ponowne wykorzystanie odpadów Człowieka w Akwakultury (UNDP-World Bank, Washington DC, 1992).