Tweet
التكنولوجيا الجديدة يمكنها تحويل الطحالب الخضراء إلى منقذ للمناخ !!
يمكن للطرق منخفضة الطاقة لزراعة الطحالب أن تحبس ثاني أكسيد الكربون وتغذي العالم
تقول ريبيكا وايت ، مشيرة إلى جيوب صغيرة من الغاز بالكاد يمكن رؤيتها على سطح بركة اصطناعية في نيو مكسيكو ، هذه هي أنواع الفقاعات التي نريد رؤيتها. صغر حجمها يعني أن ثاني أكسيد الكربون الذي حقنته هي وزملاؤها في الماء قد ذاب في الغالب ، بدلاً من مجرد الهروب إلى الهواء.
نحن على بعد أقل من كيلومتر واحد من الحدود الأمريكية المكسيكية ، محاطون بالمراعي الصحراوية. إنها واحدة من آخر الأماكن التي أتوقع أن أجد فيها عددًا مزدهرًا من الطحالب البحرية.
ومع ذلك ، هنا في هذا البركة الضخمة يحوم أكثر من مليون لتر من النانوكلوروبسيس Nannochloropsis ، طحلب محب للملح يزدهر على المياه قليلة الملوحة التي يتم ضخها من الأسفل.
حتى عام 1973 ، قبل وقت طويل من انتقال الطحالب ، كان المزارعون يزرعون القطن على هذه الأرض. ثم أصبحت مياه الآبار التي كانوا يستخدمونها مالحة جدًا لدرجة أنهم تركوا الحقول تفلت ولم تزرع مرة أخرى. إن قدرة الطحالب على الازدهار في الأماكن التي من شأنها أن تقتل معظم المحاصيل الأخرى ، جنبًا إلى جنب مع ملفها الغذائي المذهل ، قد أثارت قلق الخبراء بشأن مستقبل الإمدادات الغذائية العالمية.
وايت ، الذي يشرف على العمليات في مزرعة الطحالب هذه التي تبلغ مساحتها 97 فدانًا وموقعًا شقيقًا في إمبريال ، تكساس ، لصالح Qualitas Health ومقرها هيوستن ، على دراية بالوعود والمخاطر المتعلقة بإنتاج الطحالب على نطاق واسع.
كانت مخضرمة في جنون الوقود الحيوي للطحالب ، عملت هنا في عام 2012 عندما أنفقت شركة مختلفة 104 ملايين دولار أمريكي لبناء المزرعة لإنتاج "الخام الأخضر".
بعد ثلاث سنوات ، انخفضت أسعار النفط الخام ، مما أدى إلى انخفاض أسعار الوقود الحيوي ، وأغلق المرفق.
الأمل الجديد للطحالب هو أن تتمكن من إعادة التوازن إلى معادلة الكربون العالمية كغذاء وليس كوقود. على الرغم من المظاهر ، تعتبر الطحالب مصدرًا ممتازًا للبروتين. تقول نظرية الصناعة أنه إذا بدأ آكلو اللحوم في أكل المزيد من الطحالب ، فإن هذا التحول يمكن أن يخفض انبعاثات الكربون عن طريق تقليل الطلب على لحوم البقر ولحم الخنزير.
يمكن أن تحل الطحالب أيضًا محل المحاصيل كثيفة الأسمدة مثل الذرة وفول الصويا كمواد مالئة في الأطعمة المصنعة ، بما في ذلك الأسماك والخنازير وعلف البقر. مع وجود ما يكفي من الطحالب في النظم الغذائية البشرية والحيوانية ، يمكن للمجتمع تجنب زراعة حقول جديدة حتى مع زيادة عدد السكان ، وربما حتى السماح للأراضي الزراعية الحالية بالعودة إلى الغابات ، والتي تمتص المزيد من غازات الدفيئة لكل كيلومتر مربع.
هناك سبب آخر كبير يجعل الطحالب تتسرب إلى الإمدادات الغذائية: على الرغم من أن الطحالب ليست من الناحية الفنية نباتات ، إلا أنها تحتاج إلى ثاني أكسيد الكربون لتنمو. ولزراعة كميات كبيرة بسرعة كبيرة ، يجب على المزارعين حقن ثاني أكسيد الكربون مباشرة في المحصول.
هذا يعني أن كل مزرعة طحالب تتضاعف كإسفنجة كربونية.
تهدف التقنيات الجديدة إلى التقاط الانبعاثات من محطات توليد الطاقة وتوجيهها إلى برك الطحالب ، في تحوّل على عزل الكربون. بل إن أحد أشكال هذا الحلم يدعو إلى وضع مزرعة طحالب بجوار كل محطة طاقة تعمل بالفحم لابتلاع ثاني أكسيد الكربون المنتج هناك.
اليوم ، على الرغم من ذلك ، لا يزال إنتاج الطحالب صناعة بوتيك تركز في الغالب على المغذيات والأصباغ الغذائية. تنتج مزرعة كواليتاس في نيو مكسيكو النانوكلوروبسيس ، أو "النانو" ، كما يسميها وايت ، لمكملات أوميغا 3. مع 48 حوضًا فقط قيد الإنتاج ، إضافة إلى حوالي 50 فدانًا ، يعتبر هذا الموقع مع ذلك أحد أكبر مزارع الطحالب الدقيقة في العالم.
سيتعين على صناعة الطحالب أن تتوسع بشكل كبير لتقديم تعويضات الكربون والبروتين الذي يحتاجه العالم.
في نهاية المطاف ، سيتعين على المنتجين أيضًا إقناع مصنعي المواد الغذائية بأن الطحالب تستحق استخدامها في منتجاتهم - وإقناع المستهلكين بأنها تنتمي إلى أطباقهم.
ولكن إذا سار كل شيء وفقًا للخطة ، يمكن لهذه الكائنات الدقيقة أن تعيد تشكيل الإمدادات الغذائية بشكل كبير مثل الذرة وفول الصويا على مدار الخمسين عامًا الماضية. وهذه المرة ، قد يكون الكوكب أفضل حالًا بالنسبة له.
تمثل الطحالب أحد أقدم أشكال الحياة على الأرض. تشكل الطحالب أيضًا بعضًا من أبسط الكائنات الحية في العالم. العديد من الأنواع أحادية الخلية وتفتقر إلى الهياكل المتقدمة مثل السيقان والأوراق والبتلات.
بالنسبة لمثل هذه الكائنات الدقيقة ، تمتلك الطحالب بالفعل تأثيرًا هائلاً على الكوكب. ضع في اعتبارك البروكليروكوكس ، أصغر أنواع العوالق النباتية وأكثرها وفرة في المحيط ، والتي تشكل أساس السلسلة الغذائية البحرية. يقول زاكاري جونسون ، عالم الأحياء البحرية بجامعة ديوك في نورث كارولينا: "إنه لأمر مدهش أن تفعل الكثير بالقليل جدًا".
الآن ، يريد العلماء استخدام القوى الخارقة للطحالب لبناء نظام غذائي أكثر استدامة لسكان الأرض.
الزراعة والغابات واستخدامات الأراضي الأخرى (فئة حددتها منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة) تنبعث منها 21 في المائة من غازات الاحتباس الحراري على مستوى العالم.
من الناحية النظرية ، يمكن أن تخفف الطحالب من هذا التوتر مع توفير قوت عالي الجودة. يشكل البروتين ما يصل إلى 70 في المائة من الوزن الجاف للسبيرولينا وبعض أنواع الطحالب. (مثل بروكلوروكوكس Prochlorococcus ، فإن سبيرولينا من الناحية الفنية ليست نوعًا من الطحالب - إنها جنس من البكتيريا الزرقاء ، لكننا "نسمح لها بالدخول إلى النادي" ، كما يقول ستيفن مايفيلد ، مدير مركز كاليفورنيا للتكنولوجيا الحيوية للطحالب في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو. )
بفضل المحتوى العالي للبروتين في الطحالب ، يمكن أن ينتج هكتار واحد من أحواض الطحالب 27 ضعف كمية البروتين التي تنتجها هكتار واحد من فول الصويا. ويعتبر البروتين المستخرج من الطحالب أكثر تغذية من بروتين فول الصويا ، لاحتوائه على الفيتامينات والمعادن بالإضافة إلى جميع الأحماض الأمينية الأساسية.
وفي الوقت نفسه ، سيتضاعف الطلب العالمي على البروتين بحلول عام 2050. وإذا وضعنا جانباً للحظة مسألة ما إذا كان الأشخاص الذين يرغبون في تناول شرائح اللحم يرغبون في تناول جرعة كبيرة من الطحالب بدلاً من ذلك ، فإن إنتاج هذا الأخير يمكن أن يلبي الطلب دون الحاجة إلى مساحات كبيرة من الأراضي التي سيتم تطهيرها من أجل المراعي أو المحاصيل.
لكن زراعة الطحالب لم تكن أبدًا مسألة سهلة. على الرغم من سمعة الطحالب على أنها حشائش سريعة الانتشار ، إلا أنها لا تزال تتطلب الكثير من الكهرباء والبراعة لإنتاج كميات كبيرة منها بشكل موثوق. تستخدم المزارع الكهرباء التي لا تزال تنتج بشكل أساسي من الوقود الأحفوري لضخ المياه وتقليب خليط الفقاعات باستمرار. تحتاج الطحالب أيضًا إلى بعض الإخصاب بالنيتروجين والفوسفور ، حيث ينتج عن إنتاجها وتطبيقها انبعاثات.
بالنظر إلى كل هذا ، خلص أحد تقييمات دورة الحياة إلى أن مسحوق البروتين المصنوع من الطحالب لن يكون أفضل من البروتين الحيواني من منظور الاستدامة ، وأسوأ قليلاً من البروتينات النباتية الأخرى ، مثل فول الصويا. وجد تحليل آخر أنه في حين أن زراعة الطحالب من أجل الغذاء من شأنها أن تتجنب بعض الانبعاثات المستقبلية من إزالة الغابات ، فإن التخفيضات طويلة الأجل في الانبعاثات لن تكون ممكنة إلا من خلال إنتاج الأغذية والوقود القائمة على الطحالب في نفس المنشأة.
لذلك لكي يكون للطحالب أي تأثير قابل للقياس على الانبعاثات ، يجب على المنتجين إيجاد طرق لزراعة المزيد منها بأقل. ولكي يتم بيعها بسعر مقبول للمستهلكين وشركات المواد الغذائية ، يجب عليهم أيضًا خفض تكاليفهم الخاصة. وهذا يعني إيجاد إمدادات رخيصة من ثاني أكسيد الكربون. يعتبر الغاز ، الذي يعتبر بالنسبة للعديد من الصناعات مجرد منتج ثانوي إشكالي ، أغلى عنصر مغذي في Qualitas حاليًا.
يؤمن Dave Hazlebeck بقوة التكنولوجيا لمساعدة صناعة الطحالب الوليدة على الوصول إلى إمكاناتها الكاملة في إنقاذ الكوكب. تدير شركته ، Global Algae Innovations ، مزرعة طحالب تبلغ مساحتها 33 فدانًا في كاواي ، هاواي ، والتي تتضاعف كموقع لإظهار عشرات التقنيات التي يمكنها زراعة الطحالب بشكل أسرع مع انبعاثات أقل وبتكلفة أقل.
تتمثل التجربة الأكثر جرأة للشركة حتى الآن في تحويل غازات المداخن من محطة توليد الطاقة التي تعمل بالبترول إلى أحواضها ، كمصدر أساسي للطحالب لثاني أكسيد الكربون. إنها عملية من ثلاث خطوات: بعد التقاط ثاني أكسيد الكربون باستخدام جهاز امتصاص (يشبه جهاز التنظيف) يعمل على إذابة الغاز في مياه معاد تدويرها ، يتم تخزين المياه الغازية في أحواض مغطاة. عندما تكون الشركة جاهزة لزراعة الطحالب ، فإنها تضخ المياه الغازية في بركة مفتوحة وتلقيحها بإحدى سلالات الطحالب المتعددة.
باستخدام هذه الطريقة ، يقول Hazlebeck أن المزرعة يمكنها نظريًا التقاط 90 في المائة من ثاني أكسيد الكربون من المصنع ، مما يدعم ما يصل إلى 1000 فدان من الطحالب. ويرى أنه إذا أقامت الولايات المتحدة مزرعة طحالب بجوار كل محطة طاقة تقع في مناخ صديق للطحالب ، يمكن لتلك المزارع عزل 800 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون ، مما يعوض 198 محطة طاقة تعمل بالفحم. باستخدام هذا ثاني أكسيد الكربون ، يمكن للمزارع إنتاج 400 مليون طن متري من الطحالب ، وهو ما يعادل تقريبًا كمية البروتين التي يصنعها العالم بأسره حاليًا في عام واحد.
هذه الأرقام تقدم حجة قوية لوضع الطحالب في كل مكان ، لكن وايت ، من Qualitas ، غير مقتنع. بمجرد أن أسألها عن عرض Hazlebeck ، أخذت منديل ورقي وبدأت في إجراء حساباتها الخاصة. للتأهل للحصول على ائتمانات ضريبية لعزل الكربون بموجب مشروع قانون مقترح حديثًا ، يجب على منشأة أمريكية التقاط ما لا يقل عن 100000 طن متري من ثاني أكسيد الكربون في السنة (كمية صغيرة ، مع الأخذ في الاعتبار أن العديد من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم تنبعث منها ملايين الأطنان من ثاني أكسيد الكربون).
لمعرفة مقدار الطحالب التي ستستغرقها امتصاص هذا القدر من ثاني أكسيد الكربون ، تشير الأرقام البيضاء إلى أن مزرعة الطحالب تنتج حوالي 14.5 طنًا متريًا من الطحالب لكل فدان سنويًا - وهو ما يعتبر معيار الصناعة. لإنتاج كيلوغرام واحد من الطحالب ، يستخدم فريق وايت 2.7 كيلوغرام من ثاني أكسيد الكربون. وهذا يعني أنه يجب بناء مزرعة بها ما لا يقل عن 2300 فدان من الطحالب بجوار كل محطة طاقة. للمقارنة ، يبلغ متوسط المزرعة الأمريكية اليوم 440 فدانًا.
يشك وايت في قدرة المزارعين على إيجاد ما يكفي من الأرض والمياه لتنفيذ هذا المخطط - حتى مع ميزة الطحالب في النمو على الأرض وفي المياه غير المناسبة للمحاصيل الأخرى. تقول: "هذا غير ممكن - إنه طموح".
وهي تعتقد أن الحل الأفضل هو التقاط ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء ، باستخدام تقنية تجارية ميسورة التكلفة غير موجودة حتى الآن ولكن تعمل عليها العديد من الشركات. يمكن لمحطات الطاقة أن تدفع مقابل تشغيل أنظمة التقاط الهواء المباشرة وإعطاء الغاز لمزارع الطحالب كموازنة للكربون. يقول وايت إن هذا من شأنه أن "يقلل بشكل كبير من تكلفة إنتاج الطحالب" من خلال القضاء على الحاجة إلى شراء خزانات من ثاني أكسيد الكربون ، وسيخلق نوعًا من التكافل بين الصناعتين.
New Tech Could Turn Algae Into the Climate’s Slimy Savior
