Las empresas que esperan cultivar algas que succionan carbono pueden estar adelantándose a la ciencia

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A fines de enero, Elon Musk tuiteó que planeó dar $100 millones a tecnologías prometedoras de eliminación de carbono, despertando las esperanzas de investigadores y empresarios.

Unas semanas más tarde, Arin Crumley, una cineasta quien pasó a desarrollar patinetas eléctricas, Anunciado que se estaba formando un equipo en Clubhouse, la aplicación de audio popular en Silicon Valley, para competir por una parte del XPrize financiado por Musk .

Un grupo de artistas, diseñadores e ingenieros se reunieron allí y discutieron una variedad de posibles medios naturales y técnicos para extraer dióxido de carbono de la atmósfera. A medida que continuaron las conversaciones y se unió un equipo central, formaron una empresa, Pull To Refresh, y finalmente se decidieron por cultivar algas vesicales gigantes en el océano.

Hasta ahora, los principales esfuerzos de la empresa incluyen cultivar algas en un tanque y probar sus sistemas de control. en un pequeño barco de pesca en un lago del norte de California. pero ya es alentar a las empresas para ponerse en contacto si están interesados ​​en comprar toneladas de CO2 secuestrado, como una forma de equilibrar sus emisiones de gases de efecto invernadero.

Crumley dice que enormes flotas de embarcaciones semiautónomas que cultivan algas podrían absorber alrededor de un billón de toneladas de dióxido de carbono y almacenarlo en las profundidades del mar, revirtiendo efectivamente el cambio climático. Con una pequeña cantidad de océano abierto, dice, podemos volver a los niveles preindustriales de dióxido de carbono atmosférico.

'Nadie sabe'

Numerosos estudios muestran que el mundo puede necesitar eliminar miles de millones de toneladas de dióxido de carbono al año de la atmósfera para mediados de siglo para evitar niveles peligrosos de calentamiento o recuperar el planeta de ellos. Además, cada vez más corporaciones exploran el mercado en busca de créditos de carbono que les permitan compensar sus emisiones y reclamar avances hacia el objetivo de la neutralidad de carbono.

Todo eso ha estimulado a un número creciente de empresas, inversionistas y grupos de investigación a explorar enfoques de eliminación de carbono que van desde plantar árboles hasta moliendo minerales a construyendo fábricas gigantes de succión de C02 .

Las algas marinas se han convertido en un área especialmente activa de investigación e inversión porque ya existe una industria que las cultiva a gran escala, y el potencial teórico de eliminación de carbono es significativo. Un panel de expertos reunido por Energy Futures Initiative estimado que las algas marinas tienen la capacidad de extraer alrededor de 1000 millones a 10000 millones de toneladas de dióxido de carbono por año.

Pero los científicos todavía están lidiando con preguntas fundamentales sobre este enfoque. ¿Cuántas algas marinas podemos cultivar? ¿Qué se necesitará para asegurar que la mayoría de las algas marinas se hundan en el fondo del océano? ¿Y cuánto del carbono permanecerá allí el tiempo suficiente para ayudar realmente al clima?

Además, nadie sabe cuál sería el impacto ecológico de depositar miles de millones de toneladas de biomasa muerta en el fondo del mar.

Simplemente no tenemos experiencia en perturbar el fondo del océano con esa cantidad de carbono, dice Steven Davis, profesor asociado de la Universidad de California, Irvine, que está analizando la economía de varios usos de las algas marinas. No creo que nadie tenga una gran idea de lo que significará intervenir activamente en el sistema a esa escala.

Sin embargo, las incógnitas científicas no han impedido que algunas empresas se apresuren, hagan promesas audaces y apunten a vender créditos de carbono. Si la práctica no secuestra tanto carbono como se afirma, podría retrasar o exagerar el progreso sobre el cambio climático, ya que las empresas que compran esos créditos continúan emitiendo con la falsa promesa de que los océanos están equilibrando esa contaminación, tonelada por tonelada.

Para el campo en su conjunto, creo que tener esta investigación realizada por universidades en asociación con científicos gubernamentales y laboratorios nacionales contribuiría en gran medida a establecer un nivel básico de confianza antes de comercializar algunas de estas cosas, dice Holly Buck, profesor asistente en la Universidad de Buffalo, que está estudiando las implicaciones sociales de la eliminación de carbono en los océanos.

El atractivo del océano

Columnas oscilantes de algas marinas gigantes se alinean en las costas rocosas de la Bahía de Monterey en California, lo que brinda hábitat y cotos de caza para peces de roca, nutrias marinas y erizos. La macroalga parda aprovecha la luz solar, el dióxido de carbono y los nutrientes de las frías aguas costeras para crecer hasta dos pies por día. Los bosques mudan continuamente sus briznas y frondas, y las olas y las tormentas pueden desprender por completo las algas marinas.

A fines de la década de 1980, los investigadores del Acuario de la Bahía de Monterey comenzaron una serie de experimentos para determinar dónde terminan todas esas algas. Conectaron transmisores de radio a grandes balsas flotantes de algas y escanearon las profundidades del océano con submarinos operados por control remoto.

Los científicos estimado que los bosques liberaron más de 130.000 toneladas de algas cada año. La mayoría de las balsas de algas llegaron a la orilla de la bahía en cuestión de días. Pero en las observaciones submarinas, encontraron montones de algas que recubren las paredes y el suelo de un barranco submarino adyacente conocido como el Cañón Submarino Carmel, a cientos de metros por debajo de la superficie.

Los científicos han descubierto restos similares de algas marinas en los fondos oceánicos profundos en las zonas costeras de todo el mundo. Y está claro que parte de ese carbono en la biomasa se mantiene durante milenios, porque las algas marinas son una fuente conocida de depósitos de petróleo.

Un artículo de 2016 publicado en Nature Geoscience estimado que las algas marinas pueden secuestrar naturalmente casi 175 millones de toneladas de carbono en todo el mundo cada año a medida que se hunden en las profundidades del mar o se desplazan hacia los cañones submarinos.

Eso se traduce en niveles muy por debajo de los niveles de dióxido de carbono que el mundo probablemente necesitará eliminar anualmente para mediados de siglo, por no hablar de las cantidades previstas por Crumley y su equipo. Es por eso que Pull To Refresh y otras compañías están explorando formas de escalar radicalmente el crecimiento de algas marinas, en embarcaciones en alta mar o en otros lugares.

Llegando a los mares profundos

Pero, ¿cuánto carbono permanecerá atrapado debajo de la superficie y por cuánto tiempo?

Ciertas especies de algas, como las algas marinas gigantes, tienen pequeñas vejigas de gas en sus hojas, lo que permite que las macroalgas recolecten más luz solar necesaria para impulsar la fotosíntesis. Las vejigas también pueden mantener los restos o las balsas a flote durante días o más. dependiendo de la especie , ayudando a las corrientes a llevar algas marinas desprendidas a costas lejanas.

Cuando el carbono de las algas marinas se descompone en la tierra, o se convierte en dióxido de carbono inorgánico disuelto en agua de mar poco profunda, puede regresar a la atmósfera, dice David Koweek, director científico de Ocean Visions, una organización de investigación que se asocia con instituciones como MIT, Stanford y el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey. El carbono también puede liberarse si las criaturas marinas digieren las algas en los océanos superiores.

Pero algunas algas también se hunden en las profundidades del océano. Las vejigas se degradan. Las tormentas empujan las algas tan profundamente que se desinflan. Ciertas especies son naturalmente no flotantes. Y una parte que se libera debajo de la superficie permanece allí y puede descender a aguas más profundas a través de cañones submarinos, como el de la costa de Monterey.

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Los modelos de circulación oceánica sugieren que gran parte del carbono en la biomasa que llega a grandes profundidades de los océanos podría permanecer allí durante mucho tiempo, porque los patrones de inversión que traen aguas profundas hacia la superficie funcionan muy lentamente. Por debajo de los 2100 metros, por ejemplo, el tiempo medio de secuestro superaría los 750 años en la mayor parte del Pacífico Norte, según un artículo reciente en Cartas de Investigación Ambiental.

Todo lo cual sugiere que hundir deliberadamente las algas marinas podría almacenar carbono el tiempo suficiente para aliviar algunas de las presiones del cambio climático. Pero importará mucho dónde se haga y qué esfuerzos se tomen para garantizar que la mayor parte de la biomateria llegue a las profundidades del océano.

Planes con fines de lucro

Tirar para actualizar plan es desarrollar embarcaciones semiautónomas equipadas con flotadores, paneles solares, cámaras y antenas satelitales, que permitan a las embarcaciones ajustar su dirección y velocidad para llegar a puntos designados en mar abierto.

Cada uno de estos llamados canarios también remolcará una especie de enrejado submarino hecho de alambre de acero, conocido como el renacuajo, que unirá jarrones en los que pueden crecer algas marinas gigantes. El barco alimentará las algas a través de tubos desde un tanque de micronutrientes a bordo.

Pull To Refresh ha probado sus sistemas de control en un barco pesquero en un lago del norte de California.

TIRAR PARA REFRESCAR

Eventualmente, dice Crumley, las algas marinas morirán, se caerán y naturalmente descenderán al fondo del océano. Al colocar los barcos lejos de la costa, la compañía cree que puede abordar el riesgo de que las algas marinas muertas lleguen a la costa.

Pull To Refresh ya ha iniciado conversaciones con empresas sobre la compra de toneladas de algas marinas que eventualmente crecerá.

Necesitamos un modelo de negocio que funcione ahora o lo antes posible, dice Crumley. Aquellos con los que estamos hablando son indulgentes; entienden que está en su infancia. Por lo tanto, seremos sinceros sobre cualquier cosa que no sepamos. Pero seguiremos desplegando estas Canarias hasta que tengamos suficientes toneladas para cerrar su pedido.

Crumley dijo en un correo electrónico que la compañía tendrá dos años para que un tercero acreditador apruebe la contabilidad de carbono para su proceso, como parte de cualquier transición. Dijo que la compañía está realizando esfuerzos internos de impacto ambiental, hablando con al menos un registro de eliminación de carbono y que espera recibir aportes de investigadores externos que trabajan en estos temas.

Nunca vamos a vender una tonelada que no esté verificada por un tercero simplemente porque no queremos ser parte de nada que pueda sonar sombrío, escribió.

'Escala más allá de cualquier otra'

Otras empresas están tomando medidas adicionales para garantizar que las algas se hundan y coordinarse con expertos científicos en el campo.

Running Tide, una empresa de acuicultura con sede en Portland, Maine, está realizando pruebas de campo en el Atlántico Norte para determinar dónde y cómo crecen mejor los distintos tipos de algas marinas en una variedad de condiciones. La empresa se centra principalmente en especies de macroalgas no flotantes y también ha estado desarrollando flotadores biodegradables.

La compañía aún no está probando el hundimiento, pero el concepto básico es que los flotadores se romperán a medida que crezcan las algas en el océano. Después de unos seis a nueve meses, todo debería hundirse fácilmente en el fondo del océano y permanecer allí.

Marty Odlin, director ejecutivo de Running Tide, enfatiza que la compañía está trabajando con científicos para garantizar que evalúen el potencial de eliminación de carbono de las algas marinas de manera rigurosa y adecuada.

Ocean Visions ayudó a establecer un equipo de asesoramiento científico para guiar las pruebas de campo de la compañía, compuesto por investigadores del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey, UC Santa Barbara y otras instituciones. La empresa también está coordinando con el Centro para la Reparación del Clima en Cambridge en los esfuerzos para determinar con mayor precisión cuánto carbono pueden absorber los océanos a través de este tipo de enfoques.

Running Tide planea realizar pruebas durante al menos dos años y medio para desarrollar un conjunto de datos sólido sobre los efectos de estas prácticas.

En ese momento, la conclusión podría ser que necesitamos más datos o que esto no funciona o está listo para funcionar, dice Odlin.

La empresa tiene grandes esperanzas en lo que podría lograr, declarando en su sitio web: Cultivar algas marinas y hundirlas en las profundidades del océano es una solución de secuestro de carbono que puede escalar más allá de cualquier otra.

Running Tide ha recaudado millones de dólares de Venrock, Lowercarbon Capital y otros inversores. Las empresas tecnológicas Shopify y Stripe también han proporcionado fondos, comprando la futura eliminación de dióxido de carbono a precios elevados (250 dólares la tonelada en el caso de rayas ) para ayudar a financiar los esfuerzos de investigación y desarrollo.

Varias otras empresas y organizaciones sin fines de lucro también están explorando formas de secuestrar el dióxido de carbono de las algas marinas. Eso incluye el Fundación Clima , cual es venta una 'moneda de algas marinas' asegurada por blockchain de $125 para apoyar sus esfuerzos de investigación más amplios para aumentar la producción de algas marinas para alimentos y otros fines.

Los riesgos

Algunos expertos en eliminación de carbono temen que las fuerzas del mercado puedan impulsar los esfuerzos de hundimiento de algas marinas, independientemente de lo que descubra la investigación sobre su eficacia o riesgos. Las empresas u organizaciones sin fines de lucro que lo hagan tendrán incentivos financieros para vender créditos. Los inversores querrán recuperar su dinero. La demanda corporativa de fuentes de créditos de carbono se está disparando. Y los registros de compensación, que ganan dinero proporcionando un sello de aprobación para los programas de créditos de carbono, tienen un claro interés en agregar una nueva categoría al mercado del carbono.

Un registro voluntario de compensación, Verra, ya está desarrollo de un protocolo para la eliminación de carbono a través del cultivo de pastos marinos y está observando activamente el espacio de algas marinas, según Yale Environment 360.

Ya hemos visto cómo estas presiones se manifiestan con otros enfoques para compensar los créditos, dice Danny Cullenward, director de políticas de CarbonPlan, una organización sin fines de lucro que evalúa la integridad científica de los esfuerzos de eliminación de carbono.

CarbonPlan y otros grupos de investigación han resaltó la acreditación excesiva y otros problemas con los programas diseñados para incentivar, medir y verificar emisiones evitada o remoción de carbono lograda a través de bosques y prácticas de manejo del suelo . Sin embargo, los mercados de créditos de carbono continúan creciendo a medida que las naciones y las corporaciones buscan formas de compensar sus emisiones en curso, en papel, si no en la atmósfera.

Hundir algas en el fondo del océano crea desafíos especialmente complicados para verificar que la eliminación de carbono realmente está sucediendo. Después de todo, es mucho más fácil medir árboles que rastrear el flujo de carbono disuelto en las profundidades del océano. Eso significa que cualquier sistema de contabilidad de carbono para algas marinas se basará en gran medida en modelos que determinen cuánto carbono debe permanecer bajo la superficie durante cuánto tiempo en ciertas partes del océano, bajo ciertas circunstancias. Obtener los supuestos correctos será fundamental para la integridad de cualquier programa de compensación eventual, y cualquier cálculo corporativo de carbono que se base en ellos.

Algunos investigadores también se preocupan por el impacto ecológico del hundimiento de las algas.

Wil Burns, profesor visitante centrado en la eliminación de carbono en la Universidad Northwestern y miembro del consejo asesor de Running Tide, señala que cultivar suficientes algas marinas para lograr mil millones de toneladas de eliminación de carbono podría requerir millones de boyas en los océanos.

Esos bosques flotantes podrían bloquear las rutas de migración de los mamíferos marinos. Las criaturas también podrían engancharse a bordo de las boyas o de los barcos que las entregan, lo que podría introducir especies invasoras en diferentes áreas. Y los mismos bosques de algas marinas podrían crear gigantescas barras de sushi nuevas, dice Burns, tal vez inclinando las cadenas alimenticias de maneras que son difíciles de predecir.

Un bosque submarino de algas en la costa de California.

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La adición de tanta biomateria y carbono en las profundidades del océano también podría alterar la bioquímica de las aguas, y eso podría tener efectos en cascada en la vida marina.

Si está hablando de un enfoque que podría alterar masivamente los ecosistemas oceánicos, ¿lo quiere en manos del sector privado? dice Burns.

Odlin de Running Tide enfatiza que no tiene interés en trabajar en métodos de eliminación de carbono que no funcionan o que dañan los océanos. Él dice que la razón por la que comenzó a investigar el hundimiento de algas marinas fue que fue testigo de primera mano de cómo el cambio climático estaba afectando los ecosistemas marinos y poblaciones de peces .

Estoy tratando de arreglar ese problema, dice. Si esta actividad no soluciona ese problema, trabajaré en otra cosa que lo haga.

Ampliar

Aumentar la eliminación de carbono basada en algas marinas de la cientos de millones de toneladas que se estima que ocurrirá naturalmente a los miles de millones de toneladas necesarias también enfrentará algunos desafíos logísticos obvios, dice John Beardall, profesor emérito de la Universidad de Monash en Australia, quien ha estudió el potencial y los desafíos del cultivo de algas marinas.

Por un lado, solo ciertas partes del mundo ofrecen un hábitat adecuado para la mayoría de las algas marinas. Las algas marinas crecen en gran medida en aguas relativamente poco profundas, frías y ricas en nutrientes a lo largo de las costas rocosas.

La expansión del cultivo de algas marinas cerca de la costa se verá limitada por los usos existentes, como el transporte marítimo, la pesca, las áreas marinas protegidas y los territorios indígenas, señala Ocean Visions en un estado de la tecnología. evaluación . Moverlo mar adentro, con balsas o boyas, creará desafíos de ingeniería y agregará costos.

Además, las empresas pueden tener que superar complicaciones legales si su objetivo principal es hundir algas marinas a gran escala comercial. Existen conjuntos de reglas complejos y en evolución en virtud de tratados como la Convención de Londres y el Protocolo de Londres que evitan el vertido en los océanos abiertos y regulan las actividades de geoingeniería marina diseñadas para contrarrestar el cambio climático.

Los esfuerzos comerciales para seguir adelante con las algas que se hunden en ciertas áreas podrían estar sujetos a requisitos de permisos en virtud de una resolución de la Convención de Londres, o entrar en conflicto al menos con el espíritu de la regla si avanzan sin evaluaciones ambientales, dice Burns.

El cambio climático en sí ya está devastando los bosques de algas en ciertas partes del mundo, señaló Beardall en un correo electrónico. El calentamiento de las aguas junto con una explosión demográfica de erizos de mar que se alimentan de algas han diezmado los bosques de algas a lo largo de la costa de California. Los bosques de algas gigantes a lo largo de Tasmania también se han reducido alrededor del 95% en años recientes.

Esto no quiere decir que no debamos considerar la cosecha de algas marinas y la acuicultura como una enfoque para el secuestro de CO2, escribió Beardall. Pero simplemente quiero señalar que no va a ser una ruta importante.

Otros usos mejores

Otra pregunta es simplemente si hundir las algas marinas es el mejor uso.

Es una fuente fundamental de alimentos e ingresos para los agricultores en partes significativas de Asia, y ya está bajo creciente presión a medida que se acelera el cambio climático. Se utiliza en productos farmacéuticos, aditivos alimentarios y la alimentación animal . Y podría emplearse en otras aplicaciones que retengan el carbono, como los bioplásticos o el biocarbón que enriquece los suelos.

Las algas marinas cultivadas de forma sostenible son un producto valioso con una amplia gama de usos... y una baja huella ambiental, dijo Dorte Krause-Jensen, profesora de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, quien ha estudió secuestro de carbono de algas marinas, en un correo electrónico. En mi opinión, sería un desperdicio terrible arrojar la biomasa a las profundidades del mar.

Davis, de UC Irvine, ha estado realizando un análisis económico comparativo de varias formas de utilizar las algas marinas, incluido hundirlas, convertirlas en biocombustibles potencialmente neutrales en carbono o usarlas como alimento para animales. Los resultados preliminares muestran que incluso si todos los costos estuvieran en el extremo más bajo de los rangos, el hundimiento de algas marinas podría costar alrededor de $ 200 por tonelada, que es más del doble de las estimaciones de costos bajos a largo plazo para las fábricas de absorción de carbono.

Davis dice que esos costos probablemente impulsarían a los cultivadores de algas hacia usos con mayor valor económico. Cada vez estoy más convencido de que los mayores beneficios climáticos de las algas cultivadas no implicarán hundirlas, dice.

'Hazlo'

Crumley de Pull To Refresh dice que él y su equipo esperan comenzar a probar un barco en el océano este año. Si funciona bien, planean unir algas marinas al renacuajo y enviarlo en su viaje, dice.

Cuestionó el argumento de que las empresas deberían abstenerse de vender toneladas ahora con la promesa de una eventual eliminación de carbono. Él dice que las empresas necesitan los recursos para desarrollar y ampliar estas tecnologías, y que las subvenciones del gobierno no llevarán el campo donde debe estar.

Acabamos de decidir hacerlo, dice. Si, al final, nos equivocamos, nos haremos responsables de cualquier error. Pero creemos que este es el movimiento correcto.

Sin embargo, no está claro cómo una startup de este tipo podría asumir la responsabilidad de los errores si las actividades dañan los ecosistemas marinos. Y al menos por ahora, no existen mecanismos claros que responsabilicen a las empresas por sobrestimar la eliminación de carbono a través de las algas marinas.

En esta etapa, es crucial llevar a cabo pruebas de campo controladas para proporcionar más información sobre la escala, la durabilidad y los riesgos ambientales del hundimiento de las algas marinas, dice Koweek de Ocean Vision. Llenar estos vacíos de conocimiento será esencial para establecer métodos confiables de contabilidad de carbono para cualquier programa de compensación voluntario o regulado por el gobierno que eventualmente permita a las empresas comprar y comercializar créditos de carbono de algas marinas.

Él cree que las empresas pueden desempeñar un papel útil en eso, trabajando con científicos e ingenieros en todo el mundo académico y sin fines de lucro para entregar más rápidamente la información necesaria para producir estándares confiables y determinar las mejores prácticas. Pero sin dirigirse a ninguna empresa específica, también dice que la ciencia es demasiado prematura para comenzar a comercializar créditos de carbono de algas marinas.

En general, todo el campo (los empresarios, las nuevas empresas, los inversionistas, las organizaciones filantrópicas, los científicos y los ingenieros) nos beneficiaríamos si dedicamos tiempo y recursos a construir juntos la base de evidencia, antes de apresurarnos y comenzar a vender créditos de carbono, dice.

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