Morske alge kao blago i resurs budućnosti
- Obnovljivi izvori - 02.08.2024.
Morske alge, ono što preziremo dok ulazimo u more i smatramo vlastite plaže neodržavanima i lošima jer su pune morske trave, zapravo su jedna od većih nada za skladištenje CO2 iz atmosfere. Osim toga, njihova upotreba je praktički beskonačna: od hrane, preko kozmetike do biogoriva, alge imaju potencijal postati jednim od najpopularnijih resursa budućnosti.
Alge troše ugljični dioksid i proizvode kisik fotosintezom te hrane ribe i školjke. Jednog dana bi se morske alge mogle koristiti i za izradu široko dostupne ekološke plastike ili goriva. Ali, uzgoj algi u komercijalne svrhe – koji se naziva akvakultura – često zahtijeva mnogo ugljičnog dioksida da bi se ubrzao rast.
Akvakultura
Kako pišu znanstvenici u nedavno objavljenoj studiji: “Taj ugljični dioksid obično dolazi iz rafinerija prirodnog plina, gdje se komprimira u spremnike i transportira za ubrizgavanje u jezerca koja se koriste za uzgoj algi. Obrada i transport tog ugljičnog dioksida stvara dovoljno emisija da poništi svaku korist od uklanjanja ugljičnog dioksida uzgojem algi”.
Drugim riječima, biznis s algama osmišljen samo i jedino oko ideje profita, ne ispunjava svoje potencijale. Alge je moguće hraniti s CO2 iz atmosfere, što je “win-win” situacija, jer zarada može biti veća nego, primjerice, od ribarstva, a zbog toga što bi u budućnosti industrijske primjene uzgojenih algi mogle biti praktički neograničene.
Glavno pitanje studije koju ovdje prepričavamo je kako akvakulturu učiniti neutralnijom ugljikom? Američki istraživači iz Pacifičkog sjeverozapadnog nacionalnog laboratorija (PNNL) Ministarstva energetike (DOE) možda imaju odgovor: spojite uzgoj algi s uklanjanjem morskog ugljičnog dioksida (mCDR). Istraživači iz PNNL-ovog laboratorija Sequim pokazali su da se kiselinski nusprodukt elektrokemijskog procesa koji se koristi za povećanje alkalnosti oceana može koristiti za brži rast više algi:
“Ne samo da su ovi rezultati moguća blagodat za industriju akvakulture, već bi se također mogli pozabaviti potrebom za održivim načinom korištenja kiselih nusproizvoda — što je danas glavna prepreka za povećanje nekih elektrokemijskih mCDR tehnika.”
“Udruživanjem tehnoloških i prirodnih metoda uklanjanja ugljičnog dioksida, možemo stvoriti održiviji proces. Alge neutraliziraju kiselinu, čineći potok pogodnim za povratak u ocean, a kombinirani proces povećava ukupni ugljični dioksid uklonjen iz atmosfera”, kazala je za Phys.org Chinmayee Subban, kemičarka na PNNL-u i koautorica istraživanja objavljenog u Environmental Science & Technology Letters.
Uklanjanje kiseline, stvaranje baze
Zakiseljavanje oceana jedan je od najprožimajućih učinaka klimatskih promjena. Oceanska voda je prirodno blago alkalna, ali kako apsorbira višak ugljičnog dioksida iz atmosfere, njezin pH pada, što dovodi do zakiseljavanja oceana. Kisela morska voda razgrađuje materijal koji morska stvorenja poput puževa, školjki i dagnji koriste za izgradnju svojih školjki, kao i granate i gomoljaste strukture koralja.
Kako bi uklonili kiselost iz morske vode, znanstvenici su razvili elektrokemijsku tehnologiju nazvanu bipolarna membranska elektrodijaliza, koja koristi električnu energiju za razdvajanje morske vode. Proces je povezan s tehnologijama koje se naširoko koriste za pročišćavanje vode za piće ili za koncentriranje voćnih sokova. Sustav koristi kombinaciju električne energije i membrana za pretvaranje morske vode u kiseli tok, bazični tok i deionizirani tok.
U teoriji, osnovni i deionizirani tokovi mogu se vratiti u ocean kako bi se povećala njegova lužnatost—taj je proces poznat kao povećanje lužnatosti oceana. Dodavanje veće alkalnosti oceanu moglo bi neutralizirati povećanu kiselost oceana. S druge strane, alkalnija morska voda mogla bi apsorbirati dodatni ugljični dioksid iz atmosfere bez pogoršanja zakiseljavanja. To je kao da uzimate tabletu antacida za žgaravicu: osnovne molekule u antacidu reagiraju s želučanom kiselinom i neutraliziraju je. No, što učiniti s velikim količinama struje kiseline koju stvara proces?
Višak ugljičnog dioksida
Tu na scenu dolaze alge, piše Phys.org. Moć algi da probavljaju ugljik. Oceanske alge fotosintetske su elektrane, gutaju ugljični dioksid i proizvode goleme količine kisika. Zapravo, 50-60 posto kisika u zraku koji sada udišete vjerojatno su proizvele morske alge, rekao je Scott Edmundson, biolog u PNNL-Sequimu i koautor novog rada. Zbog sposobnosti usisavanja ugljičnog dioksida i brzog rasta, istraživači su posljednjih godina počeli istraživati uzgoj algi kao prirodnog načina za uklanjanje viška ugljičnog dioksida iz atmosfere:
“Možemo se jako zakomplicirati u svim našim tehnološkim rješenjima za hvatanje gigatona ugljičnog dioksida iz atmosfere, ali alge i biljke ga mogu koristiti u fotosintezi, što je ovaj prekrasan prirodni proces koji već osigurava osnovu za većinu naših ljudskih potreba”, kazao je Edmundson.
U laboratoriju su istraživači prvo pustili morsku vodu kroz elektrokemijski uređaj na stolu kako bi proizveli kiseli tok. Zatim su dodali mlaz u boce za uzgoj Picochlorum celeri, brzorastuće vrste mikroalgi. Kiselina je reagirala s morskom vodom kako bi ugljični dioksid postao dostupniji, a alge su ga potom koristile za bržu fotosintezu. Naposljetku, istraživači su otkrili da su alge hranjene kiselom tekućinom rasle oko tri puta brže od algi bez dohrane:
U Hrvatskoj problemi
“Znali smo da je algama potreban ugljični dioksid. Znali smo da je poznato da povećava stopu rasta ako upumpate taj ugljični dioksid iz spremnika u jezerce za rast algi. Ali, ocean već sadrži mnogo ugljičnog dioksida”, kazala je Subban. “Kiselina je samo katalizator koji je oslobađa, au ovom konkretnom slučaju, pokazali smo da možete koristiti ovaj tok otpadne kiseline za uzgoj više algi,” dodaje.
Ipak, ako mislite pokušati ovakvo nešto u Hrvatskoj, zadnji put kada smo provjeravali, i usprkos suprotnim nastojanjima Europske unije da pojednostavi procese za uzgoj algi, kod nas za uzgoj u moru treba više dozvola nego što nogometna reprezentacija ima članova, a u praksi: dozvole pet različitih nadležnih tijela. To je nepametan, nepromišljen i praktički nevjerojatan razlog stopiranja razvoja zelene industrije koja stvarno može doprinijeti i klimi i ljudima.
