As tecnologias econômicas de remoção de dióxido de carbono desempenham um papel fundamental no combate às mudanças climáticas. Uma equipe de pesquisadores da Universidade do Maine, em colaboração com a Conscience Bay Research, desenvolveu um modelo de aquicultura de algas para o Golfo do Maine que maximiza o sequestro de carbono e a relação custo-benefício desse sumidouro natural de carbono.
A macroalga selvagem é um dos estoques de biomassa vegetativa mais extensa e produtiva, mas cresce principalmente em áreas rochosas próximas à costa não propícias ao sequestro localizado de longo prazo, o que ocorre apenas quando as macroalgas são incorporadas em sedimentos oceânicos profundos a mais de 1.000 metros de profundidade ou remineralizado em profundidades abaixo da termoclina permanente em áreas do oceano onde o carbono é impedido de retornar à atmosfera.

A aquicultura de macroalgas, como o cultivo de algas no Golfo do Maine, poderia ser aproveitada para replicar esse processo de sequestro de carbono cultivando grandes quantidades de algas em um local offshore, transportando a alga marinha para um "local de sumidouro" de águas profundas e depois depositando-o nas profundezas o oceano onde o carbono pode ser sequestrado.

"Cultivar algas para fins de remoção de dióxido de carbono em grande escala é uma ideia que recentemente ganhou atenção significativa da comunidade de pesquisa, do setor privado e da indústria da aquicultura. O objetivo de nossa análise foi atribuir algum realismo à conversa sobre os custos e impacto ambiental desta tecnologia emergente. Muitos estão olhando para o Golfo do Maine não apenas como um líder nacional na produção sustentável de frutos do mar, mas também um potencial sumidouro de carbono. Struan Coleman, principal autor do estudo e pesquisador associado da UMaine.

Uma equipe de pesquisadores liderada pela UMaine teve como objetivo descobrir como a aquicultura de algas pode otimizar o sequestro de carbono e a relação custo-benefício.

“O cultivo de algas para o sequestro de carbono não é competitivo em termos de custos no momento, mas existem caminhos importantes para reduzir o custo de produção de algas, o que é bom para todos”, diz Damian Brady, co-autor do estudo e professor associado de oceanografia da UMaine. "Nós nos concentramos no custo de produção, porque se não for competitivo em termos de custo com outras abordagens de sequestro de carbono, como a captura direta do ar, isso pode ditar onde o financiamento de pesquisas futuras será comprometido".

Os pesquisadores criaram um modelo detalhado para a aquicultura de algas na região. Ao mexer com 18 variáveis ​​diferentes - incluindo as suposições para os requisitos de mão de obra da colheita, de onde a eletricidade era fornecida e o tamanho dos carretéis de PVC dentro do viveiro onde os esporos de algas ou gametófitos se fixam e crescem - eles foram capazes de reduzir o custo do sequestro de carbono por meio de aqüicultura de alga marinha de US$ 17.048 por tonelada de dióxido de carbono equivalente a US$ 1.257.

Os resultados representam uma redução significativa de custos para a remoção de dióxido de carbono na aquicultura de algas; no entanto, a meta de custo da indústria para essas tecnologias é de cerca de US$ 100 por tonelada de dióxido de carbono equivalente para ser economicamente viável.

"Isso significa que a indústria precisará inovar além da maneira como as fazendas são administradas agora, se a remoção de dióxido de carbono de macroalgas for economicamente viável", diz Adam St. Gelais, coautor do estudo e especialista em inovação em aquacultura do UMaine Aquaculture Research Institute . "Além disso - e igualmente importante em relação ao dimensionamento - este modelo fornece caminhos para reduzir os custos de produção e reduzir as emissões relacionadas à produção para o cultivo de algas, independentemente de seu uso final. As informações do modelo podem ser aplicadas agora para ajudar os produtores a aumentar o rendimento e expandir as margens através da otimização à medida que procuram crescer."

Mesmo que não seja possível otimizar todos os parâmetros descritos, os cientistas identificaram seis etapas que terão maior impacto nos custos de produção, uso de energia e monitoramento na aquicultura de algas. Primeiro, as fazendas devem ter a capacidade de se mudar para locais offshore maiores e contíguos, a fim de fazer um uso mais eficiente do espaço oceânico e diminuir o risco que os agricultores assumem ao arrendar uma fazenda de aquicultura de algas. Os agricultores também devem automatizar o processo de semeadura e colheita, alavancar a reprodução seletiva para aumentar os rendimentos e avaliar o custo-benefício das culturas de viveiros de gametófitos em oposição aos esporos, pois são mais baratos e permitem melhor reprodução seletiva.

"Nossas descobertas estão alinhadas com muitas das necessidades de pesquisa e desenvolvimento nas quais a indústria de aquicultura de algas vem trabalhando há décadas. Acho que o valor real de nossa abordagem foi analisar as maneiras pelas quais variáveis ​​como rendimento, uso de energia dentro do O projeto do viveiro e da fazenda afeta a estrutura de custos das fazendas de algas em uma escala relativamente grande. Se essa indústria continuar a se expandir, seja contribuindo para as cadeias de suprimentos de alimentos ou de remoção de dióxido de carbono, precisaremos lidar com esses problemas ", diz Coleman .

As fazendas de algas no Golfo do Maine também podem descarbonizar ao obter eletricidade de fontes renováveis ​​e empregar materiais de baixo impacto de gases de efeito estufa com longa vida útil. Finalmente, eles precisam desenvolver técnicas de monitoramento precisas e de baixo custo para a remoção de dióxido de carbono baseada no oceano para reduzir a incerteza do orçamento de carbono.

"Nossa equipe está animada para continuar este trabalho nos próximos dois anos e espera acelerar o cultivo de algas ao longo da curva de custo da tecnologia. Nos apoiamos fortemente em nossa análise inicial para identificar as alavancas mais impactantes que poderíamos usar para responder a perguntas urgentes de pesquisa e desenvolvimento . Por meio de uma combinação de estudos de campo e de modelagem, esperamos reduzir o risco de projetos e tecnologias promissores", diz Coleman.

O estudo foi publicado em agosto de 2022 em Frontiers of Marine Science . + Explorar mais

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