海藻在应对气候变化方面的潜力

AZoCleantech采访了海洋生态学家Mar博士Fernández，他是Seafields．Fernández讨论了一个新的海上养殖场，该养殖场将种植和收获海藻，以帮助每年从大气中去除数十亿吨的碳。

你能告诉我们一些关于你自己和你在Seafields的角色吗?

我是一名海洋生态学家，在藻类及其在碳循环中的作用方面拥有广泛的专业知识。我在北极攻读博士学位，对气候变化导致的生态系统变化速度感到震惊。在过去的三年里，我开始研究如何通过加强海洋中的自然碳封存过程来解决气候危机。作为一名科学顾问，我在Seafields的职责是确保所有决策都基于科学证据。我们必须研究和开发最佳的方法(可持续的和透明的)来实现我们的目标，即封存Gt的CO₂恢复我们的气候，避免对海洋造成进一步的负面影响。

为什么海藻是地球生态系统的重要组成部分?

海藻是海洋中的树木。它们转化CO₂利用阳光转化为糖并产生氧气，为海洋食物网提供基础。作为初级生产者，海藻在海洋食物网中发挥着至关重要的作用。此外，海藻林为许多不同的海洋生物提供了庇护所。

你能告诉我们你们的海藻碳捕获技术是如何工作的吗?

我们目前正在开发一个近海养殖场，通过从更深的水域提供营养，以可控和可持续的方式种植漂浮的海藻马尾藻和纳坦藻。

我们生产的海藻生物量将由电动水上无人机收割，将在母船上进行加工，以提取有价值的产品，而富含碳的剩余物将被捆扎并储存在深海中进行长期碳封存。整个过程将被监控和量化，以验证碳捕获。

图片来源:S.Borisov/Shutterstock.com

你为什么选择马尾藻作为你的项目?

与海带等其他海藻相比，马尾藻有一个很大的优势，那就是它在整个生命周期中都是漂浮着的，完全独立生长。这使得种植基础设施的要求要简单得多，而且，潜在的种植区域比沿海物种要广阔得多。

这种漂浮的大型藻类原产于马尾藻海，但由于全球变暖和过度的营养污染，已经在大西洋上空失控地生长。当这些大量的马尾藻到达加勒比海岸时，它们会造成多种问题，破坏沿海生态系统，影响旅游业。当它在海滩或垃圾填埋场分解时，马尾藻就会死亡，将其碳释放回大气中。任何阻止马尾藻到达海岸的活动都是在积极地避免CO₂排放。

许多小公司正试图使用马尾藻作为原材料，生产可以取代化石燃料产品的产品。然而，这些公司需要稳定的马尾藻供应，目前，这是非常不稳定的。我们的目标是以可控的方式可持续地生产马尾藻，远离海岸，为这些公司提供高价值的提取物。

马尾藻的另一个优良品质是它吸收二氧化碳的效率很高，因为它的碳营养比很高。这意味着，与浮游植物相比，在提供相同数量的营养物质的情况下，它可以多吸收10倍的碳。

此外，即使它在表面可以成为海洋生物的栖息地，但一旦它到达海底，特别是如果它以捆成捆的形式到达海底，我们不指望有多少海底生物以它为食。对木质瀑布的研究表明，到达海底的富含碳的物质很难降解，甚至还有更多的微生物。但是，我们将对此进行监测，并评估对深海选定储存区域的环境影响。

这个解决方案将如何帮助从大气中去除10亿吨二氧化碳?

碳约占马尾藻干质量的30%，这意味着7500吨湿重的马尾藻，可以隔离1000吨CO₂．我们的目标是提升我们在海洋沙漠和亚热带环流中的海上试点农场。通过粉碎和捆扎海藻，我们的目标是大幅减少海底的再矿化，通过下沉海藻来加强自然的碳封存过程。

这项技术将如何帮助应对气候变化的挑战?

我们的技术将有助于应对主要的气候变化挑战，即减少和封存CO₂排放方式有两种:

i)通过生产一种可持续的原材料，这种原材料不需要土地空间或化肥来种植，并且可以替代化石燃料作为塑料、化肥和燃料的原材料。通过这样做，Seafields有助于降低当前CO₂排放。

ii)在提取有价值的产品后，通过将富含碳的剩菜打包并沉入海底，我们可以确保碳安全地留在深海平原上数百年(如果不是数千年的话)。这将通过消除我们无法立即减少的排放，帮助我们的社会实现净零排放。从长远来看，它将消除大气中的历史排放，使我们的气候恢复到工业化前的安全状态。

如何保证生态系统不被破坏?需要什么研究来确保这种情况不会发生?

地点很重要。根据科学标准，将精心挑选建立养殖场的地点和储存包的深海区域。例如，养殖场将位于生产力变化不大的海洋沙漠，深海储存区将位于深海平面，远离深海热泉和其他深海生物多样性的生物热点。以前对坠入深海的木材的研究表明，再矿化速度可能很慢，这取决于生物量下沉的区域。通过与研究界的合作，我们的目标是监测海面和深海的位置，以确定对生态系统的任何潜在破坏。除此之外，还有一件重要的事情要补充，那就是海洋表层和深海都已经受到了气候变化的严重破坏。因此，如果我们对二氧化碳不采取任何行动，任何环境影响评估都需要在海洋生态系统后果的框架内进行₂问题。

为什么研究和开发碳捕获技术很重要?

为了实现《巴黎协定》将全球变暖限制在高于平均水平1.5摄氏度的目标，我们必须大幅减少排放，并开始加强碳捕获技术，以消除那些我们无法快速停止排放的排放。这是到2050年实现净零排放的唯一途径。

此外，一旦我们成功实现了一个净零社会(这意味着我们将排放约5亿吨CO)₂并利用碳捕获技术封存等量的二氧化碳)，我们必须开始去除历史上的二氧化碳₂排放来恢复我们的气候。有限公司₂在人类进化的50万年里，大气中的二氧化碳稳定在280 PPM左右。这是我们的安全CO₂浓度。现在接近415 ppm(几乎翻了一番)。因此，如果没有碳捕获技术，就无法稳定我们的气候，我们越早开始研究和开发这些技术越好。我们仍然需要找到最佳解决方案，并确保以负责任和可持续的方式部署这些解决方案。

图片来源:Anastasiia Tymoshenko/Shutterstock.com

Seafields的碳捕获技术如何帮助解决过去的排放问题?

首先，我们需要解决减排问题，然后是持续的碳排放封存，一旦我们达到了一个净零社会，我们就可以开始对抗过去的排放。

Seafields打算如何处理捕获的碳?

Seafields计划将其储存在深海(4000米深)的选定地点，监测它们，并绘制它们的地图，以备子孙后代需要它们作为能源储备。

这项技术有可能在全球范围内使用吗?会出现什么挑战?如何克服?

近海养殖技术可以在全球范围内使用。特别是，我们将上升流管道与漂浮海藻养殖场相结合的方法只在大西洋亚热带环流中有意义。挑战主要是工程方面的挑战，但我们有信心，我们可以利用石油和天然气海上行业的专业知识，这些行业很快就会别无选择，只能重塑自己，为碳中和系统而战。

Seafields公司宣布，他们将在沉没之前从海藻中提取有价值的产品。你将如何处理提取出来的产品?

海场将全年为工业提供马尾藻，以生产生物肥料、生物塑料和生物燃料等替代化石燃料的产品。这将有助于全球减少二氧化碳排放。

这个项目的下一步是什么?

下一步是开发和测试我们在亚热带大西洋南部的第一个试点农场，与世界领先机构的科学家合作，进行生命周期分析、环境影响评估和碳封存验证。

你将来有什么项目可以讨论吗?

我们未来的一些项目包括与加勒比和西非沿海地区受马尾藻影响的当地社区密切合作，在到达海岸的马尾藻在海滩上分解之前将其中的碳隔离起来，以避免CO₂排放。

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关于马博士Fernández

玛是一位海洋科学家，领导着她在阿尔弗雷德·韦格纳研究所的研究小组。她发表了20多篇同行评议论文，并在极地和热带地区进行了10多次海上探险。她的研究重点是研究气候变化的影响，并寻找最佳方法来加强海洋为我们应对气候危机提供的解决方案。