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    Le alghe possono diventare un pezzo redditizio nel puzzle della transizione verde

    Alghe da zucchero allevate sull'isola di Frøya. Ecco come si comportano le alghe dopo quattro mesi e mezzo di coltivazione in mare. Credito:SINTEF

    Un gruppo unanime di ricercatori è convinto che le alghe possano condividere molte delle applicazioni della soia e dell'olio, e che possono essere utilizzati anche per catturare CO 2 . Le alghe possono contribuire a soluzioni rispettose del clima in tutti i tipi di contesti. Il nuovo know-how sulla coltivazione delle alghe sta attualmente accelerando l'industrializzazione del settore.

    "Possiamo scomporre le alghe nei loro costituenti di base e ricombinarle per creare prodotti utili, " dice il ricercatore Silje Forbord a SINTEF. "Possiamo usare le alghe per fare vestiti, materiali per mobili, imballaggio alimentare, cannucce e bottiglie biodegradabili, " lei dice.

    Forbord e i suoi colleghi sono stati attivi in ​​prima linea in un progetto di ricerca chiamato MACROSEA, che sta fornendo nuove informazioni sul potenziale dell'allevamento di alghe in Norvegia. Il progetto è anche riuscito a sviluppare soluzioni innovative che aiuteranno nell'industrializzazione del settore delle alghe norvegesi.

    Alghe come cibo

    L'agricoltura nelle regioni produttive degli oceani è essenziale se vogliamo soddisfare il cibo, Cibo per animali, materie prime e fabbisogno energetico di una popolazione mondiale in continua crescita. Attualmente, i maggiori volumi di macroalghe sono prodotti in paesi asiatici come Cina, Indonesia, Giappone e Corea. Però, La Norvegia sta recuperando velocemente, e ha un enorme potenziale per coltivare un'ampia varietà di specie di macroalghe lungo la sua costa allungata.

    Il gruppo di ricerca ha condotto studi sistematici sulle condizioni di coltivazione, incrostazioni, e la genetica dell'alga bruna zucchero fuco e, per la prima volta in Norvegia, è riuscito a coltivare l'ambita alga rossa Palmaria (nota anche come red dulse) nelle reti in mare. Hanno anche sviluppato modelli di crescita delle alghe, che a loro volta sono collegati a modelli di ecosistema idrodinamico 3D, per stimare come procede la produzione di alghe in condizioni diverse. I risultati dimostrano che l'allevamento di alghe ha il potenziale per diventare un'importante nuova industria qui in Norvegia.

    "Abbiamo sviluppato tre prototipi di attrezzature per la coltivazione delle alghe, un modello di potenziale produttivo, e uno strumento di calcolo per la progettazione di un impianto di allevamento di alghe marine, "dice Aleksander Handå, che è Research Manager presso SINTEF Ocean AS.

    Solida base di conoscenze

    Silje Forbord è un ricercatore presso SINTEF Ocean e un dottorato di ricerca. studente presso NTNU. Dice a Gemini che il suo gruppo ha esaminato come potrebbe essere possibile manipolare la crescita delle macroalghe e il contenuto di costituenti chimici come le proteine ​​coltivando alghe in una varietà di luoghi con condizioni ambientali contrastanti. Hanno coltivato piantine di alghe (piante embrionali) piantate in mare su corde lungo la costa norvegese, e hanno poi osservato come questi si sviluppano durante una stagione di crescita che va da febbraio a settembre.

    Hanno studiato la crescita di alghe esposte a condizioni meteorologiche avverse e in siti protetti, sotto l'influenza dell'acqua dolce nei fiordi, e a diverse latitudini. Hanno anche esaminato come le variazioni di luce, temperatura, la disponibilità di nutrienti e la profondità di coltivazione influenzano i tassi di crescita.

    "Abbiamo anche condotto test utilizzando una varietà di metodi di semina in mare e abbiamo osservato come le diverse età e fasi di sviluppo delle piante giovanili siano influenzate in termini di tassi di sviluppo e contenuto chimico, "dice Forbord.

    I ricercatori hanno misurato le forze di resistenza oceanica e hanno utilizzato questi dati come input per modelli numerici in grado di simulare come le strutture di allevamento di alghe potrebbero essere deformate in diverse condizioni ambientali. I risultati vengono ora utilizzati per progettare allevamenti di alghe da dispiegare in siti offshore nella contea di Møre og Romsdal, e per la produzione di salmone e alghe in un impianto di acquacoltura combinato nel Nordland.

    Silje Forford nel laboratorio di SINTEF, Norvegia. Credito:Christina Benjaminsen

    Sostituto della soia e dei prodotti a base di olio

    "Grandi tratti della costa norvegese offrono eccellenti condizioni di crescita per le alghe, " dice Forbord. "Da 20 milioni di tonnellate di alghe ne possiamo estrarre 100, 000 tonnellate di proteine. Ciò corrisponde a un terzo della massa di proteine ​​di soia che la Norvegia attualmente importa annualmente per l'alimentazione del salmone, " lei dice.

    Il progetto MACROSEA è finanziato dal Consiglio della ricerca norvegese ed è uno sforzo congiunto che coinvolge diversi partner di ricerca norvegesi e internazionali. I ricercatori sono unanimi nel ritenere che le alghe possano offrire molte delle stesse applicazioni della soia e dell'olio. Possono quindi essere in grado di sostituire queste risorse in una serie di contesti diversi.

    "L'idea di sostituire la plastica a base di petrolio con un materiale ecologico, la plastica a base di alghe è molto interessante. Però, altri ambiti costituenti delle macroalghe come antiossidanti, sono interessanti anche proteine ​​e simili, "dice Forbord.

    lei crede che, oltre alla produzione di abbigliamento, imballaggio alimentare, bottiglie biodegradabili e altri prodotti a base di alghe, è necessario lavorare di più sullo sviluppo di altri prodotti rispettosi del clima, prodotti a base di alghe, come sostituti di quelli attualmente a base di materie prime come olio e soia. Al fine di massimizzare il potenziale ambientale della coltivazione delle alghe, deve essere sviluppata una tecnologia nuova e standardizzata. C'è anche la necessità di potenziare la coltivazione sotto forma di grandi strutture agricole su scala industriale che si trovano più al largo.

    Imparare dal boom dell'allevamento del salmone

    I ricercatori stanno confrontando gli attuali approcci alla coltivazione delle alghe e il modo in cui si praticava l'allevamento del salmone negli anni '70. Negli ultimi decenni, il settore dell'allevamento del salmone ha vissuto una rivoluzione in termini di standardizzazione e industrializzazione, e questo permette di estrarre una grande quantità di know-how dalla piscicoltura e da altre industrie marine e marittime.

    Per esempio, i ricercatori ritengono che valga la pena testare uno strumento utilizzato per la semina di piante embrionali in relazione alla coltivazione di alghe.

    "Lo strumento, chiamato ha parlato, assomiglia molto a una grande ruota di bicicletta, dove usiamo tutti i raggi per coltivare le alghe, " dice Handå. "I raggi possono essere schierati in mare e rimossi di nuovo utilizzando un robot azionato da una nave di servizio. Questo concetto utilizza la tecnologia presa dal settore dell'allevamento del salmone e consente operazioni di semina e raccolta automatizzate su vasta scala, " lui dice.

    I ricercatori ora vogliono avere l'opportunità di testare Spoke e un'altra tecnologia, sia su piccola che su larga scala, e in diverse condizioni ambientali lungo la costa norvegese. Ritengono che un'infrastruttura norvegese per l'allevamento di alghe accelererà la digitalizzazione, la standardizzazione e l'automazione degli impianti di allevamento di alghe in mare e in mare.

    "Crediamo che questo possa essere un buon investimento per aiutare a guidare lo sviluppo di un nuovo settore industriale, " dice Handå.

    Tecnologia dall'allevamento del salmone:lo strumento Spoke utilizza una tecnologia consolidata in modo innovativo. L'alga viene coltivata su raggi montati sulle ruote di grandi dimensioni. Questi possono essere dispiegati e rimossi da un robot azionato da una nave di servizio. Credito:SINTEF

    Catturare i gas serra

    Handå dice a Gemini che le alghe hanno anche il potenziale per contribuire alla cattura del gas serra CO 2 . La fotosintesi consente alle alghe di convertire la CO 2 in carboidrati e ossigeno. il CO 2 concentrazione nella parte superiore della colonna d'acqua è in equilibrio con quella nell'atmosfera. Legando la CO 2 in acqua, diventa possibile catturare i gas serra dall'atmosfera.

    Se le materie prime macroalgali sono utilizzate in prodotti la cui fabbricazione è attualmente basata su materiali derivati ​​da combustibili fossili, questo ridurrà anche la CO 2 emissioni. Durante tutta la stagione di crescita, parti delle lame delle alghe si sfalderanno come parte di un processo naturale. Le lame contengono carbonio e affondano nel fondale marino dove possono fornire cibo per organismi bentonici. Inoltre si combinano con i sedimenti di fondo e vengono quindi immagazzinati permanentemente o per un periodo prolungato.

    Scaricando la biomassa a grandi profondità, o usandolo per produrre carbone biologico, è possibile contribuire attivamente alla riduzione della concentrazione di CO 2 nell'atmosfera. La coltivazione di 20 milioni di tonnellate di alghe può legare circa quattro milioni di tonnellate di CO 2 .

    "La produzione su scala industriale di macroalghe può rivelarsi un importante contributo a soluzioni innovative e rispettose del clima, una transizione verde e il movimento verso una società a basse emissioni, aiutandoci così a raggiungere gli obiettivi fissati dall'Accordo di Parigi, " dice Handå.

    Aprire la strada a una nuova industria del nord

    La produzione mondiale annua di macroalghe ha ormai superato i 30 milioni di tonnellate, e si basa principalmente sul lavoro manuale. Ad oggi, l'automazione è molto poco utilizzata nel processo produttivo. I risultati del progetto MACROSEA indicano che i fiordi e la costa della Norvegia hanno il potenziale per produrre circa 70 tonnellate di macroalghe per ettaro, e fino a 140 tonnellate per ettaro in zone favorevoli. I ricercatori ritengono che nella sola Norvegia centrale sarà possibile coltivare nell'ordine di 20 milioni di tonnellate (peso fresco) di alghe, che a sua volta si traduce in 2 milioni di tonnellate di materie prime essiccate. Per raggiungere questo obiettivo, 4, Per la coltivazione saranno necessari 000 chilometri quadrati di superficie marina. In confronto, attualmente in Norvegia si coltivano circa 1,3 milioni di tonnellate di cereali su un'area di 2, 800 chilometri quadrati.

    "Se viene sviluppata una politica per coltivare alghe in mare aperto, lontano dalla costa, il potenziale può essere ancora maggiore, "dice Ole Jacob Broch, un ricercatore senior presso SINTEF Ocean. Continua:"Abbiamo visto che il periodo di massima resa produttiva varia fino a due mesi man mano che avanziamo da sud a nord lungo la costa norvegese, " dice. "Questa è una buona notizia perché dimostra che è possibile consegnare materie prime prodotte in Norvegia per un periodo più lungo. Questo rende il nostro litorale ideale per la coltivazione di macroalghe, "dice Broch.

    Grandi aspettative sono ora legate all'emergere dell'allevamento di alghe come nuova industria norvegese.

    "L'investimento a livello nazionale in un'infrastruttura per lo sviluppo e la standardizzazione di nuove tecnologie per la produzione industriale di biomassa è un prerequisito per il successo, " dice Handå.

    I ricercatori ritengono che l'integrazione dei centri di conoscenza con le aziende industriali lungo l'intera lunghezza della costa norvegese promuoverà la creazione di cluster di innovazione leader a livello mondiale e accelererà la ricerca pertinente sia in Norvegia che in tutto il mondo.

    "Attualmente, è principalmente solo la coltivazione di alghe per il cibo che è redditizia. Però, lo sviluppo di nuove tecnologie per la produzione di biomassa su larga scala potrebbe cambiare questa situazione, " dice Handå. "Nei prossimi decenni, il mondo richiederà più mangimi per animali e grandi volumi di materie prime rinnovabili. La produzione industriale di alghe potrebbe quindi diventare parte della soluzione. La costa allungata della Norvegia, combinato con un investimento nella ricerca sulla coltivazione delle alghe, costituirà una solida base per la capacità della Norvegia di riuscire a sviluppare l'allevamento di alghe come industria commerciale, " lui dice.


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