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Cómo hacer que la acuicultura de algas marinas sea un mejor sumidero de carbono


Las tecnologías rentables de eliminación de dióxido de carbono juegan un papel clave en la lucha contra el cambio climático. 


por la Universidad de Maine


Un equipo de investigadores de la Universidad de Maine, en colaboración con Conscience Bay Research, ha desarrollado un modelo de acuicultura de algas marinas para el Golfo de Maine que maximiza el secuestro de carbono y la rentabilidad de este sumidero de carbono natural.

Las macroalgas silvestres son una de las existencias de biomasa vegetal más extensas y productivas, pero crecen principalmente en áreas rocosas cercanas a la costa que no conducen al secuestro localizado a largo plazo, que solo ocurre cuando las macroalgas se incorporan a los sedimentos oceánicos profundos a más de 1.000 metros de profundidad o remineralizado a profundidades por debajo de la termoclina permanente en áreas del océano donde el carbono no puede regresar a la atmósfera.

La acuicultura de macroalgas , como el cultivo de algas marinas en el golfo de Maine, podría aprovecharse potencialmente para replicar este proceso de secuestro de carbono mediante el cultivo de grandes cantidades de algas marinas en un sitio en alta mar, transportándolas a un «sitio de sumidero» de aguas profundas y luego depositándolas en las profundidades. el océano donde el carbono puede ser secuestrado.

«Cultivar algas marinas con el fin de eliminar el dióxido de carbono a gran escala es una idea que recientemente ha ganado una gran atención por parte de la comunidad de investigación, el sector privado y la industria de la acuicultura. El objetivo de nuestro análisis fue otorgar algo de realismo a la conversación sobre los costos y «El impacto ambiental de esta tecnología emergente. Muchos ven al Golfo de Maine no solo como un líder nacional en la producción sostenible de productos del mar, sino también como un sumidero potencial de carbono. Se necesita más información para ayudar a guiar el desarrollo potencial de la eliminación de dióxido de carbono en los océanos», dice Struan Coleman, autor principal del estudio e investigador asociado de UMaine.

Un equipo de investigadores dirigido por UMaine se propuso descubrir cómo la acuicultura de algas marinas puede optimizar la captura de carbono y la rentabilidad .

«El cultivo de algas para el secuestro de carbono no es competitivo en costos en este momento, pero existen vías importantes para reducir el costo de producir algas, lo cual es bueno para todos», dice Damian Brady, coautor del estudio y profesor asociado de oceanografía de UMaine. «Nos enfocamos en el costo de producción, porque si no es competitivo en costos con otros enfoques de secuestro de carbono, como la captura directa de aire, entonces eso puede dictar dónde se comprometen los fondos de investigación futuros».

Los investigadores crearon un modelo detallado para la acuicultura de algas marinas en la región. Al jugar con 18 variables diferentes, incluidas las suposiciones para los requisitos de mano de obra de cosecha, de dónde se obtuvo la electricidad y el tamaño de los carretes de PVC dentro del vivero donde se adhieren y crecen las esporas de algas marinas o los gametofitos, pudieron reducir el costo de la captura de carbono a través de acuicultura de algas de $17,048 por tonelada de dióxido de carbono equivalente a $1,257.

Los hallazgos representan una disminución significativa de costos para la eliminación de dióxido de carbono en la acuicultura de algas marinas; sin embargo, el costo objetivo de la industria para tales tecnologías es de alrededor de $100 por tonelada de dióxido de carbono equivalente para que sea económicamente viable.

«Esto significa que la industria deberá innovar más allá de la forma en que se administran las granjas ahora si la eliminación del dióxido de carbono de las macroalgas quiere ser económicamente viable», dice Adam St. Gelais, coautor del estudio y especialista en innovación acuícola del Instituto de Investigación Acuícola de la UMaine. . «Además, e igualmente importante con respecto a la escala, este modelo proporciona vías para reducir los costos de producción y reducir las emisiones relacionadas con la producción para el cultivo de algas, independientemente de su uso final. Los conocimientos del modelo se pueden aplicar ahora para ayudar a los productores a aumentar el rendimiento y expandir los márgenes. a través de la optimización a medida que buscan crecer».

Incluso si no es posible optimizar todos los parámetros descritos, los científicos identificaron seis pasos que tendrán el mayor impacto en los costos de producción, el uso de energía y el monitoreo en la acuicultura de algas marinas. En primer lugar, las granjas deben tener la capacidad de mudarse a sitios marinos contiguos más grandes para hacer un uso más eficiente del espacio oceánico y disminuir el riesgo que asumen los agricultores cuando arriendan una granja de acuicultura de algas marinas. Los agricultores también deben automatizar el proceso de siembra y cosecha, aprovechar la reproducción selectiva para aumentar los rendimientos y evaluar el costo-beneficio de los cultivos de vivero de gametofitos en lugar de esporas, ya que son menos costosos y permiten una mejor reproducción selectiva .

«Nuestros hallazgos están en línea con muchas de las necesidades de investigación y desarrollo en las que la industria de la acuicultura de algas marinas ha estado trabajando durante décadas. Creo que el valor real de nuestro enfoque fue observar las formas en que variables como el rendimiento, el uso de energía dentro de la El diseño de viveros y granjas tiene un impacto en la estructura de costos de las granjas de algas marinas a una escala relativamente grande. Si esta industria va a continuar expandiéndose, ya sea contribuyendo a las cadenas de suministro de alimentos o de eliminación de dióxido de carbono, tendremos que abordar estos problemas «, dice Coleman. .

Las granjas de algas marinas en el Golfo de Maine también pueden descarbonizarse obteniendo electricidad de fuentes renovables y empleando materiales de bajo impacto de gases de efecto invernadero con una larga vida útil. Finalmente, necesitan desarrollar técnicas de monitoreo precisas y de bajo costo para la eliminación de dióxido de carbono en los océanos para reducir la incertidumbre del presupuesto de carbono.

«Nuestro equipo está emocionado de continuar con este trabajo durante los próximos dos años y espera acelerar el cultivo de algas marinas a lo largo de la curva de costos de la tecnología. Nos apoyamos mucho en nuestro análisis inicial para identificar las palancas más impactantes que podríamos utilizar para responder preguntas apremiantes de investigación y desarrollo. A través de una combinación de estudios de campo y de modelado, esperamos reducir el riesgo de diseños y tecnologías prometedores», dice Coleman.

El estudio se publicó en agosto de 2022 en Frontiers of Marine Science .


Más información: Struan Coleman et al, Cuantificación de costos de referencia y catalogación de estrategias de optimización potencial para la eliminación de dióxido de carbono en la acuicultura de algas marinas, 

Frontiers in Marine Science (2022). DOI: 10.3389/fmars.2022.966304



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