Hoe microalgen tot in de perfectie groeien. Pétur Már Gunnarsson, auteur voorzien

Je zou sojabonen misschien niet kunnen opeten voor ontbijt, lunch en diner, maar de dieren die je eet doen dat wel. De teelt van het nietje neemt een gebied op dat vijf keer zo groot is als Brittannië en 85% van dat gebied wordt gebruikt voor veevoer. Dankzij geprojecteerde snelle groei in beide Wereld bevolking en in de vleesetende wereld middenklasse, de vraag naar soja is ingesteld op groei 80% van 2050 - meer dan welk ander nietje dan ook.

Met akkerland op een premie, is ons verlangen naar dierlijke producten al verantwoordelijk voor de ontbossing van enorme delen van de Amazone en andere regenwouden. Deze enorme toename van de vraag zal waarschijnlijk leiden tot nog meer vernietiging, precies op het moment dat we moeten beteugelen wat de tweede grootste oorzaak van het broeikaseffect.

Maar deze vernietiging is nog niet een zekerheid. Ik ben onlangs naar IJsland gereisd onderzoeken een geavanceerde commerciële technologie die de fotosynthese verbetert. Het zou kunnen helpen de biodiverse, CO2-zuigende ecosystemen te redden die zo essentieel zijn voor de gezondheid van onze planeet.

Hacken van fotosynthese

Licht, koolstofdioxide en water geven planten hun leven. Door fotosynthese, planten zetten deze drie ingrediënten om in de vitale koolhydraten die nodig zijn om te bloeien en te bloeien. Maar conventionele landbouw heeft verrassend weinig controle over deze factoren. Het is afhankelijk van de zon om te schijnen en terwijl irrigatie de opbrengst van gewassen aanzienlijk heeft verbeterd, is waterschaarste vaak een probleem voor boeren.

Een sojaveld dat het Amazone-regenwoud binnendringt. Voorpagina / Shutterstock

Deze nieuwe methode, getest in het IJslandse Hellisheidi-aardwarmtepark, wisselt zonlicht met LED-licht, zoet water met zouter "brak" water en omgevingslucht met geconcentreerd koolstofdioxide, waarbij de concentraties worden geregeld in innovatieve modules, foto-bioreactoren genoemd. Zie ze als kernreactoren, behalve met geconcentreerd CO2 en licht als input en organisch materiaal als output.

Deze fotobioreactoren zijn ontworpen om geen sojabonen te kweken, maar micro-organismen in planten. In buizen van verschillende vormen en maten worden vloeistoffen die rijk zijn aan microalgen zorgvuldig geroerd en blootgesteld aan licht, water en CO2. Gebruikmakend van dezelfde logica als systemen ontworpen door NASA voor ruimtevaart recyclen ze koolstof, fosfor en stikstof. Vergeleken met de conventionele landbouw maken deze gesloten-lusmodules een veel grotere controle en meting van meststoffen en water mogelijk. efficiënter werken, lopen minder risico op gewasverlies door besmetting, ongedierte en stormen.

Het belangrijkste is dat ze de efficiëntie van het belangrijkste ingrediënt in fotosynthese maximaliseren: licht. Door de microalgenvloeistof constant in beweging te houden en de temperatuur en de oogtiming nauwgezet te regelen, worden deze micro-organismen blootgesteld aan de maximale gezonde hoeveelheid licht, waardoor de natuurlijke beperkingen van de dag-nachtcyclus en het weer verloren gaan.

Een heel verschil. Asaf Tzachor / auteur verstrekt, auteur voorzien

Met behulp van deze techniek kunnen foto-bioreactoren vergelijkbare voedingswaarde leveren aan sojabonen voor minder dan 0.6% van het land- en watergebruik. Een productie-eenheid gebruikt 130m² om 10,500kg biomassa per jaar te laten groeien - een 200-voudige verbetering in efficiënt gebruik van hulpbronnen.

Een schaalbare oplossing

De reactoren hebben een minimale ecologische voetafdruk. De reactoren van IJsland worden aangedreven geothermischen kan worden gecombineerd met elke vorm van hernieuwbare elektriciteit. Na de koolstofkosten van de productie zijn ze netto-absorbeerders van CO2. Ze elimineren de noodzaak van pesticiden en herbiciden. Ze kunnen op onproductieve gronden worden geplaatst en verticaal worden gestapeld, net als LEGO-stenen. Het modulaire ontwerp zou zelfs in stadscentra kunnen worden ingezet.

Cruciaal is dat de technologie kosteneffectief is. Dankzij de commercialisatie van cannabis is LED-technologie nu veel goedkoper en efficiënter dan voorheen, en andere recente technische innovaties hebben de kosten verder verlaagd. Als rekening wordt gehouden met de monetaire kosten van de milieu- en sociale schade veroorzaakt door de sojateelt, vertegenwoordigen microalgen nu veel betere prijs-kwaliteitsverhouding, zij het met een hogere initiële investering die vereist is voor producenten. Terwijl de verschuiving van conventionele landbouw naar technische vaardigheden een korte periode van intensieve training zou vergen, zouden deze kosten, zowel voor boeren als voor staten, ruimschoots gecompenseerd worden door grotere winsten en productiegemak.

Minder kleurrijk aan de buitenkant. Pétur Már Gunnarsson / auteur verstrekt, auteur voorzien

Verdere proeven zijn nodig om te bewijzen dat een volledig op microalgen gebaseerd dieet op de lange termijn niet schadelijk is voor de gezondheid van dieren, maar onderzoek wijst erop dat ze het potentieel hebben om zich te voeden kuikens, kippen, varkens en koeien. Foto-bioreactoren kunnen nu al worden gebruikt voor het kweken van microalgenstammen die ook geschikt zijn voor menselijke consumptie, zoals populaire spirulina voor gezonde voeding.

De veehouderij neigt, net als veel andere industrieën, resistent te zijn tegen verandering. Maar deze alternatieve voedselsystemen zijn nu haalbaar, en indien ondersteund door soja-afhankelijke regeringen, kan de technologie miljoenen hectaren regenwoud besparen en ruimte bieden voor de Rewilding van al ontboste gebieden. Omdat de druk op landen om de uitstoot terug te dringen oploopt, zal een dergelijke overstap waarschijnlijk steeds aantrekkelijker worden.

Het kan ook waardevolle land- en watervoorraden vrijmaken om een ​​populatie te voeden die naar verwachting zal toenemen helft in de volgende 80-jaren. Met meer extreme patronen van overstromingen, droogte en mislukte oogsten zoals verwacht de planeet verwarmt foto-bioreactoren zoals deze zouden hongersnood voor miljoenen mensen kunnen voorkomen. Zoals met veel van de existentiële problemen van de planeet, zijn de oplossingen die er zijn. We moeten ze gewoon implementeren.

Over de auteur

Asaf Tzachor, onderzoeksmedewerker en hoofdonderzoeker voor voedselzekerheid bij CSER, University of Cambridge

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon