再生可能エネルギー源の需要と供給が増大しているにもかかわらず、私たちは依然として世界のエネルギーの多くを化石燃料に依存しています。しかし、海の奥深くには、収穫を待っているクリーンな炭素エネルギー源があり、石油、ガス、石炭への依存を減らすのに大いに役立ちます。それは海藻です。
Nature Geoscience の最近の研究 深海に漂う海藻は、毎年 1 億 7,300 万トンの炭素を自然に隔離していると推定されており、これはニューヨーク市が排出する量とほぼ同じであり、企業はこの未利用のエネルギーを回収する独創的な方法を探しています.
これは、新しい書籍 After Geoengineering:Climate Tragedy, Repair, and Restoration で探求されている並外れたプロジェクトの 1 つです。 Holly Jean Buck 著。気候変動と戦うために採用されている革新的な方法を調べています。
この本からの抜粋で、彼女は巨大な昆布養殖場を使用してバイオ燃料を製造している企業の 1 つに話しかけています。このバイオ燃料は、いつの日か、地球の再生に役立つ再生可能エネルギー技術のリストに追加される可能性があります。
海洋食品とエネルギー ファーム
太陽光を取り込み、それを燃料に変える：未来的な公式のように聞こえます。しかし、ケルプ養殖の先駆的な取り組みの 1 つである Ocean Food and Energy Farm プロジェクト (OFEF) は、1972 年に米海軍の資金注入によって開始されました。 OFEF はまた、米国エネルギー研究開発局 (エネルギー省の前身)、全米科学財団、および米国ガス協会から資金を集めました。米国ガス協会は、大規模なメタン生産が国家ガス供給に貢献できることを期待していました。 . (今日、海藻燃料に興味を持っているこのようなプレーヤーの集まりを想像してみてください。)
「この技術がうまく実現されれば、地球の海は、人類の利益のために、固定炭素と固定窒素の飼料、食料、燃料、化学物質の巨大な新しい供給源になるでしょう」と、プロジェクトリーダーのハワード・ウィルコックス博士は書いています。 、主な問題は経済的な実現可能性であることに注意してください。 「しかし」彼は付け加えた、「問題は、コンセプトが最終的に報われるかどうかではなく、いつになるかということです。」
Wilcox のコンセプトは、巨大なケルプ Macrocystis を育てることでした。 外洋の表層水で。これらの地表水のほとんどは栄養的に砂漠であるため、彼は約 300 メートル下にある栄養豊富な水から水をくみ上げることを提案しました。しかし、ケルプが育つ構造物や水を汲み上げるメカニズムを構築することは、この流動的な地形を耕すための人間の多大な工学的努力を示しました。潮や海流に流されずに、どのようにしてケルプを 1 つの農場ユニットにまとめることができるでしょうか?
ジオエンジニアリングの詳細:
- ジオエンジニアリングは気候戦争を引き起こす可能性がありますか?
- 地球温暖化を逆転させる 7 つの大胆なアイデア
- 火山を止める方法
これらの問題を解決するために、ウィルコックスは、推進システムを使用して海の巨大な渦パターンの周りを循環し続ける自由浮遊農場を想像しました。規模も問題でした。昆布から燃料を作るには、大量の昆布が必要でした。ウィルコックス博士の計算によると、コスト競争力のあるエネルギー源となるには、農場が 100,000 エーカー以上に拡張する必要があることが示されました。さらに、1970 年代の終わりには、ガス部門が規制緩和され、石油の禁輸が終了しました。そして 1982 年までに、資金提供者はもはや関心を持っていませんでした。
しかし、1970 年代以降、海洋環境におけるエンジニアリング、およびより広い範囲での技術において目覚ましい進歩がありました。ロボット工学の進歩は、ケルプ養殖場の規模拡大に役立つでしょうか?スタートアップの Marine BioEnergy は、Howard Wilcox 博士の息子である Brian Wilcox と彼の妻である Cindy によって設立されたため、ある意味で OFEF の子孫と見なすことができます。
Marine BioEnergy はロボット養殖場での延縄昆布の栽培を調査しています。この研究は、Fast Company などから報道機関の関心を集めています。 、国営公共ラジオ 、ニューヨーク タイムズ .新しいケルプ養殖場のコンセプトはシンプルです。ケルプ養殖場全体は、夜は深海から養分を受け取るために下に移動し、日中は日光に到達するために上に移動します。これは 1970 年代の概念との大きな違いです。大規模なポンプ インフラストラクチャを構築するのではなく、昆布を水中に沈めることは、養殖場を小さくできることを意味するため、多くの費用を節約できます。
ドローン潜水艦は、これらのケルプ養殖場を新しい水域に牽引し、衛星で収穫者と通信することで、人件費を節約します。ドローンは、大きな嵐や船の通過を避けるために、農場を水没させることもできます。これは野心的ですが、よく考え抜かれたプロジェクトであり、多くの協力者が関与し、ARPA-E (高度なエネルギー技術の研究開発の促進と資金提供を任務とする米国政府機関) によってサポートされています。 ).
Marine BioEnergy コンソーシアムの最初のステップは、昆布養殖の仕組みを解明することです。 Cindy Wilcox が私に言ったように、「現在、生物学の問題が支配的な問題になっています。急速に成長するケルプは、養分を吸収するために深く沈められ、日光を吸収するために日中に浮上したときに成長しますか?」
この機能を楽しんでいる場合は、先見の明のある科学者であり環境思想家でもあるジェイム ラブロックと話をした、サイエンス フォーカス ポッドキャストの最近のエピソードもお楽しみください。
Marine BioEnergy は、南カリフォルニア大学の海洋生物学者や科学ダイバーと協力して、このパズルのピースをよりよく理解しています。さまざまな種が、カタリナ島の近くにある「昆布エレベーター」としても知られる、固定された研究ブイでテストされます。ブイには、この環境でどの種が繁栄しているかを調べるために、日中に浮上し、夜間に水没するブームがあります。
対象の昆布、マクロシスチス 、十分な栄養素で 1 日 1 フィート (30 cm) 成長します。さらに、これらのケルプ植物のいくつかは、近隣のケルプ植物よりも最大 3 倍速く成長することが判明しており、一部の植物がより生産的である理由について、さらに多くのことを学ぶ必要があることを意味しています (他の研究者も取り組んでいることです)。
2 番目のステップは、昆布を収穫してバイオクルードを作ることです。パシフィック ノースウェスト国立研究所の研究者は、ケルプをバイオ原油に変換するプロセス (水熱液化および触媒熱水ガス化プロセス) を考案しました。このプロセスは、リアクターで約 1 時間かかり、発酵を必要としません。理論的には、プロセス自体からのメタン出力を動力源として使用できます。
次に、未解決の問題は、収穫された昆布を陸上に持ち帰って処理する方が理にかなっているのか、それとも外洋で処理してタンカーに来て埋めてもらう方が理にかなっているのかということです. Marine BioEnergy の最新のアイデアは、年に 4 回ドローンをハーベスターとランデブーすることです。
これらすべてのテクノロジーは存在しますが、この新しいアプリケーションのために統合する必要があると Cindy Wilcox 氏は言いました。 「現在、サブシステムを実装し、エンドツーエンドのプロセスを開始するための最も費用対効果の高い方法を決定するために取り組んでいます。」
この燃料は、液体燃料とメタンの両方を供給して、再生可能エネルギーを補完することもできます。Cindy Wilcox が示唆するように、グリッドに電力を供給するための風や太陽がない日には、カーボンニュートラルなメタンがタービンに燃料を供給することができます。 「蓄電池や揚水発電が、コスト競争力のある価格で必要な規模の十分な貯蔵を提供できるとは考えていません。現在のパイプラインを介して汲み上げられる昆布ベースのメタンは、必要性を満たし、送電網を安定させるでしょう」と彼女は説明します。
これは After Geoengineering:Climate Tragedy, Repair, and Restoration からの抜粋を編集したものです Holly Jean Buck 作、現在入手可能 (£16.99、Verso)
