Le alghe sono state a lungo propagandate per il loro potenziale come ingrediente sostenibile per i biocarburanti, prodotti chimici verdi e materiali biodegradabili, ma portare la produzione a livelli industriali in modo da mantenere le sue credenziali ambientali si sta rivelando una vera sfida per gli scienziati.

"Il potenziale c'è, tutti i dati lo indicano, " ha detto il dottor Jaap van Hal, responsabile dell'innovazione presso ECN, parte di TNO (ex Centro di ricerca energetica dei Paesi Bassi). "Ma devi imparare a gattonare prima di poter camminare."

Ogni anno Vengono raccolte 25 milioni di tonnellate di alghe , la maggior parte si trova in Asia e viene utilizzata per il consumo umano e per i cosmetici. Il settore è piccolo in termini globali, ma negli ultimi anni i ricercatori hanno scoperto che le alghe potrebbero essere utilizzate anche come alternativa sostenibile per l'alimentazione del bestiame, chimica ed energia.

Sfortunatamente, l'infrastruttura per tali applicazioni è ancora agli inizi. E prima che il settore pubblico o privato possa ampliare tali soluzioni, sono necessarie più conoscenze per garantire le sue credenziali di sostenibilità e allo stesso tempo dimostrare che potrebbero funzionare nel mercato.

Un'applicazione promettente è quella di utilizzare le alghe come alternativa sostenibile ai combustibili fossili. Il Dr. van Hal è il coordinatore scientifico di un progetto chiamato MacroFuels che mira a mettere in atto tutte le fasi per sviluppare un'industria per la produzione di biocarburanti dalle alghe - dalla coltivazione alla produzione di carburante e ai test - che potrebbe alimentare il trasporto pesante, compresi camion e navi con motori diesel.

Ma il Dr. van Hal dice che questo tipo di energia pulita non può essere sviluppata durante la notte.

"Prima dobbiamo guardare alle applicazioni di fascia alta come i cosmetici, allora puoi avere un campo di dieci ettari, poi lo fai crescere fino a centomila, " ha detto il dottor van Hal. "Questo è uno dei passi di una lunga serie di sviluppo delle alghe come fonte alternativa di materie prime sostenibili".

Il dott. van Hal afferma che trasformare le alghe in una fonte di energia sostenibile richiede una fornitura su "enorme scala, " ma attualmente è un 'punto all'orizzonte' verso il quale lavoreranno.

Se tutti i passaggi sono stati messi in atto, però, Le credenziali ambientali delle alghe rispetto a quelle di altre colture significano che ha il potenziale non solo per sostituire i combustibili fossili, ma anche per migliorare la sostenibilità degli attuali biocarburanti.

Gli scienziati stanno iniziando a rendersi conto che le alghe hanno un ruolo importante da svolgere in termini di stoccaggio dell'anidride carbonica prelevata dall'atmosfera. "Le attuali valutazioni del processo di coltivazione rivelano che ogni tonnellata di alghe che produciamo immagazzina effettivamente più CO2 della quantità di alghe prodotte, " ha detto il dottor van Hal.

A differenza di altre colture, anche la coltivazione delle alghe non ha bisogno di acqua dolce, seminativi o fertilizzanti aggiunti per crescere, che ridurrebbe le emissioni associate all'irrigazione, deforestazione e produzione di ingredienti di biocarburanti convenzionali come il mais.

La coltivazione delle alghe potrebbe anche aiutare ad affrontare il problema del deflusso dei nutrienti dai fertilizzanti utilizzati in agricoltura. "In una certa misura aiuterà anche a riparare i nutrienti in eccesso (dai fertilizzanti artificiali) nel mare rimuovendoli perché le alghe assorbono quei nutrienti. Uno dei flussi collaterali del progetto è quindi l'utilizzo di questi minerali nelle alghe come fertilizzanti organici, " ha detto il dottor van Hal.

Quantità di moto

I ricercatori di MacroFuels hanno raccolto alghe dalla loro fattoria di un ettaro, dove sperano di gettare le basi di un'industria incentrata sull'ambiente. Come parte di questo stanno sviluppando un nuovo modo di abbattere le alghe in grado di estrarre la massima quantità di zuccheri, gli elementi costitutivi per prodotti chimici e biocarburanti verdi. Lo fanno utilizzando enzimi specializzati per i diversi tipi di alghe per trovare il processo più efficace.

Entro la fine del progetto nel 2019, i ricercatori sperano di avere prove sufficienti per sostenere un progetto pilota che potrebbe vedere la loro catena di fornitura di alghe sostenibili iniziare a crescere.

Ma non sono solo i biocarburanti a vedere il potenziale dei ricercatori. In Norvegia, una start-up chiamata Alginor sta già cercando di espandere la gamma di applicazioni per le alghe europee raccogliendo scorte selvatiche nella regione del Mare del Nord, che dicono contenga grandi quantità di alghe.

Nell'ambito di un progetto di ricerca denominato AORTA , stanno sviluppando una bioraffineria che si concentra sull'utilizzo totale dell'intero impianto. Stanno creando ingredienti che potrebbero essere utilizzati per involucri o bottiglie biodegradabili per alimenti, additivi per mangimi, prodotti farmaceutici naturali e prodotti vegetali come i fertilizzanti.

Impatto ambientale

Project manager PMI di Alginor, Kjetil Kristiansen, afferma che le attuali pratiche di raccolta e lavorazione creano grandi quantità di inquinamento a causa delle sostanze chimiche utilizzate nella produzione dei prodotti delle alghe, come conservanti.

Un rapporto del 2016 delle Nazioni Unite (ONU) afferma che l'industria delle alghe sta attraversando una rapida espansione globale e, come in ogni settore in rapida espansione, ciò può comportare conseguenze ecologiche impreviste come l'introduzione di parassiti non indigeni e una riduzione della diversità genetica.

Alcuni allevamenti industriali di alghe utilizzano anche alghicidi e pesticidi per prevenire le alghe indesiderate o combattere parassiti e malattie. Secondo l'ONU, questo ha "conseguenze sconosciute ma probabilmente dannose per l'ambiente marino più ampio".

La bioraffineria di Alginor mira a garantire la sostenibilità utilizzando il 100% delle alghe selvatiche raccolte. Il loro approccio per trasformare le alghe in prodotti utilizzabili utilizzerà anche meno acqua e prodotti chimici rispetto ai processi tradizionali.

Kristiansen ha dichiarato:"La tecnologia odierna (raccolta e lavorazione delle alghe) è inefficiente, oltre che gravoso per l'ambiente. Lo stato dell'arte (produzione) utilizza solo una frazione della materia prima, considerando che stiamo lavorando per l'utilizzo totale."

Per mantenere i vantaggi ambientali delle alghe mentre aumentano la produzione, Il Dr. van Hal e il team di MacroFuels stanno anche cercando di massimizzare l'utilizzo del loro raccolto per i biocarburanti e di esaminare gli impatti ambientali della loro agricoltura. Stanno lavorando con altri ricercatori che studiano come utilizzare al meglio lo spazio limitato nel Mare del Nord per creare una catena di approvvigionamento sostenibile delle alghe.

E, se dovessero riuscire, Il dottor van Hal dice che i biocarburanti sono solo l'inizio.

"Seaweed-to-energy è solo una piccola parte di una rivoluzione della crescita blu verso un uso sostenibile del mare per una produzione locale di materie prime per l'energia, cibo e prodotti chimici, " Egli ha detto.