(Maurice Roper) Im Bemühen, den außer Kontrolle geratenen Güterzug der zerstörerischen Auswirkungen der Menschheit auf die Erde zu bremsen, befassen sich Wissenschaftler zunehmend mit der Rolle, die unsere Ozeane spielen können.
In Zusammenarbeit mit der Industrie haben Wissenschaftler der University of Southern California eine „Kelp-Elevator“-Technik entdeckt, die reichlich Algen produziert und möglicherweise eine wichtige Rolle spielt hohe Ausbeute Biokraftstoff, der uns dabei helfen soll, uns von fossilen Brennstoffen zu entwöhnen.
Viele landbasierte Biokraftstoffe, die Autos, Flugzeuge, Schiffe und Lastwagen antreiben können, werden derzeit aus landwirtschaftlichen Massenpflanzen wie Mais, Sojabohnen und Rutenhirse gewonnen. Bei diesen Optionen gibt es mehrere Probleme, einschließlich der Aufgebrauchtheit begrenzte Nahrungsfläche , verschlingt riesige Mengen an Wasser, verschmutzt durch Pestizide und Düngemittel und greift in seltene Lebensräume mit Artenvielfalt ein.
Der Einsatz riesiger Meeresalgen wie Seetang vermeidet nicht nur diese Probleme, sondern die Biologie von Seetang eignet sich auch besser für die Verwendung als Biokraftstoff.
Riesentang ( Macrocystis pyrifera ) kann unter idealen Bedingungen mit einer beeindruckenden Geschwindigkeit von bis zu 35 cm (14 Zoll) pro Tag wachsen. Sie bilden ständig neue Wedel, sodass die reifen Wedel geerntet werden können, die eine Länge von 30 Metern (98 Fuß) erreichen können und sonst einfach verderben und absterben würden, ohne das Wachstum des Seetangs zu beeinträchtigen.
Als Seetang gilt ein Protist Es handelt sich nicht um eine Pflanze, sondern in seiner molekularen Zusammensetzung fehlt das robuste pflanzliche Lignin das verkompliziert den Prozess der Umwandlung von Feldfrüchten in Treibstoff. Darüber hinaus wächst auch Seetang fängt Kohlendioxid ein , welche wiederum erhöht den pH-Wert und Sauerstoffversorgung in der unmittelbaren Umgebung – was dazu beiträgt, die lokalen Auswirkungen zu mildern Ozeanversauerung .
Es bleibt jedoch die Frage offen, ob wir genug Algen anbauen können, um unsere Zukunft auf umweltfreundliche Weise zu befeuern. Nun haben Forscher möglicherweise einen Weg gefunden, Seetang effektiv in großen Mengen zu produzieren – indem sie die Tiefe des Seetangs im Wasser erhöhen und verringern.
„Wir fanden heraus, dass Seetang mit Tiefenzyklus viel schneller wuchs als die Kontrollgruppe und die Biomasseproduktion viermal so hoch war“, sagt die Umweltwissenschaftlerin Diane Young Kim von der University of Southern California sagte .
Das Team untersuchte die Tiefe des Seetangs über einen Tag hinweg und stellte fest, dass er Nährstoffe aus tieferen Wasserschichten aufnahm, die nachts näher an der Oberfläche fehlten, was sein zusätzliches Wachstum ankurbelte, während er in flacheren Tiefen während der Nacht immer noch genügend Sonnenlicht erhielt Tag.
Das Team stellte fest, dass der Seetang, der größeren Tiefen ausgesetzt war, einige physiologische Veränderungen erfuhr, die ihn besser für den Umgang mit dem erhöhten Druck gerüstet machten. Ihre Pneumatozysten – die luftgefüllten Strukturen, die dafür sorgen, dass die Kelpwedel näher an der Sonne schweben – wurden dicker und mit Flüssigkeit gefüllter.
Die Forscher bauten vor der kalifornischen Küste einen Kelp-Aufzug aus Glasfaser und Edelstahl mit horizontalen Balken, auf denen sie jungen Seetang „pflanzen“ konnten. Die gesamte Struktur wurde mithilfe einer automatisierten, solarbetriebenen Winde durch die Wassersäule bewegt.
„Die gute Nachricht ist, dass das Farmsystem ohne neue Technologie aus Standardprodukten zusammengestellt werden kann“, erklärt einer aus dem Team, Chefingenieur von Marine BioEnergy Brian Wilcox. „Nach der Umsetzung könnten Deep-Cycling-Farmen zu einer neuen Möglichkeit führen, das ganze Jahr über erschwinglichen, CO2-neutralen Kraftstoff zu produzieren.“
Diese Technik könnte die Bewirtschaftung riesiger Regionen nährstoffarmer Ozeane ermöglichen, in denen normalerweise kein Seetang wächst, was es uns ermöglichen würde, auch zu schützen lebenswichtige Kohlenstoffsenken der natürlich vorkommenden Kelpwälder und nutzt gleichzeitig die Braunalgen.
Das Team drängte auf weitere Untersuchungen in diesem Bereich, da noch viel geklärt werden muss, bevor wir sehen können, ob diese Idee wirklich so gut ist, wie sie klingt, einschließlich der Kosten und des Energiebedarfs, die mit dem Anbau, dem Transport und der Umwandlung der Kelp-Biomasse in flüssige Kraftstoffe verbunden sind.
Aber auch andere Wissenschaftler, wie der Biologe Scott Lindell vom Woods Hole Oceanographic Institution, arbeiten daran, selektiv robustere und größere Seetangarten zu züchten, die sich noch besser für die Verwendung als Biokraftstoff eignen würden.
„In einer heißeren und trockeneren Welt der Zukunft“, Lindell sagte im Jahr 2019 „Es wird schwierig sein, eine bessere Ressource für Biokraftstoffe zu finden als gezüchtete Meeresalgen, die im Gegensatz zu modernen Landpflanzen kein Ackerland, kein Süßwasser und keinen aus fossilen Brennstoffen gewonnenen Dünger erfordern.“
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Erneuerbare und Nachhaltige Energie Bewertungen .