Bedrifter som håper å dyrke karbon-sugende tare kan skynde seg foran vitenskapen

Getty

I slutten av januar, Elon Musk twitret at han planla å gi 100 millioner dollar til lovende teknologier for fjerning av karbon, noe som vekket håpet til forskere og gründere.

Noen uker senere, Arin Crumley, a filmskaper som fortsatte med å utvikle elektriske skateboards, annonsert at et lag ble dannet på Clubhouse, lydappen som er populær i Silicon Valley, for å konkurrere om en andel av Musk-finansiert XPrize .

En gruppe kunstnere, designere og ingeniører samlet seg der og diskuterte en rekke mulige naturlige og tekniske metoder for å suge karbondioksid ut av atmosfæren. Etter hvert som samtalene fortsatte og et kjerneteam slo seg sammen, dannet de et selskap, Pull To Refresh, og slo seg til slutt på å dyrke gigantisk blæretare i havet.

Så langt inkluderer virksomhetens hovedinnsats å dyrke tangen i en tank og teste kontrollsystemene deres på en liten fiskebåt på en innsjø i Nord-California. Men det er det allerede oppmuntre bedrifter for å ta kontakt hvis de er interessert i å kjøpe tonnevis med sekvestrert CO2, som en måte å balansere ut klimagassutslippene deres.

Crumley sier at enorme flåter av semi-autonome fartøyer som dyrker tare kan suge opp rundt en billion tonn karbondioksid og lagre det i havets dyp, og effektivt reversere klimaendringene. Med en liten mengde åpent hav, sier han, kan vi komme tilbake til førindustrielle nivåer av atmosfærisk karbondioksid.

'Ingen vet'

Tallrike studier viser at verden kan trenge å fjerne milliarder av tonn karbondioksid i året fra atmosfæren innen midten av århundret for å forhindre farlige nivåer av oppvarming eller bringe planeten tilbake fra dem. I tillegg leter flere og flere selskaper markedet etter karbonkreditter som lar dem kompensere for utslippene sine og kreve fremgang mot målet om karbonnøytralitet.

Alt dette har ansporet et økende antall selskaper, investorer og forskningsgrupper til å utforske karbonfjerningsmetoder som spenner fra å plante trær til male opp mineraler til bygge gigantiske C02-sugende fabrikker .

Tare har blitt et spesielt aktivt område for undersøkelser og investeringer fordi det allerede er en industri som dyrker det i stor skala – og det teoretiske potensialet for fjerning av karbon er betydelig. Et ekspertpanel satt sammen av Energy Futures Initiative Antatt at tare har kapasitet til å trekke ned rundt 1 milliard til 10 milliarder tonn karbondioksid per år.

Men forskere sliter fortsatt med grunnleggende spørsmål om denne tilnærmingen. Hvor mye tare kan vi dyrke? Hva skal til for å sikre at mesteparten av tangen synker til bunnen av havet? Og hvor mye av karbonet vil bli der lenge nok til å virkelig hjelpe klimaet?

I tillegg vet ingen hva den økologiske konsekvensen av å deponere milliarder av tonn død biomasse på havbunnen vil være.

Vi har bare null erfaring med å forstyrre bunnen av havet med den mengden karbon, sier Steven Davis, en førsteamanuensis ved University of California, Irvine, som analyserer økonomien ved ulike bruksområder for tare. Jeg tror ikke noen har en god idé om hva det vil bety å aktivt gripe inn i systemet i den skalaen.

De vitenskapelige ukjente har imidlertid ikke forhindret noen satsinger fra å skynde seg videre, avgi dristige løfter og sikte på å selge karbonkreditter. Hvis praksisen ikke binder så mye karbon som hevdet, kan det bremse eller overdrive fremgangen i klimaendringene, ettersom selskapene som kjøper disse kredittene fortsetter å slippe ut på det falske løftet om at havene balanserer ut den forurensningen, tonn for tonn.

For feltet som helhet tror jeg, å ha denne forskningen utført av universiteter i samarbeid med myndighetene og nasjonale laboratorier vil gå en lang vei mot å etablere et grunnleggende nivå av tillit før vi kommersialiserer noe av dette, sier Holly Buck, en assisterende professor ved universitetet i Buffalo, som studerer de sosiale implikasjonene av havbasert karbonfjerning.

Havets lokkemiddel

Svaiende søyler av gigantiske tare langs de steinete kysten av Monterey Bay i California, og gir habitat og jaktområder for steinbit, sjøaure og kråkeboller. De brune makroalgene trekker på sollys, karbondioksid og næringsstoffer i det kjølige kystvannet for å vokse opp til to fot om dagen. Skogene kaster stadig blader og blader, og tangen kan slås helt løs av bølger og stormer.

På slutten av 1980-tallet begynte forskere ved Monterey Bay Aquarium en serie eksperimenter for å finne ut hvor all den tangen havner. De festet radiosendere til store flytende tareflåter og skannet havdypet med fjernstyrte ubåter.

Forskerne Antatt at skogene slapp ut mer enn 130 000 tonn tare hvert år. De fleste av tareflåtene skyllet opp på land i bukten i løpet av få dager. Men i undervannsobservasjonene fant de bunter av tang langs veggene og gulvet i en tilstøtende undervannssluk kjent som Carmel Submarine Canyon, hundrevis av meter under overflaten.

Forskere har sett lignende rester av tare på de dype havbunnene i kystlommer over hele verden. Og det er klart at noe av karbonet i biomassen holder seg nede i årtusener, fordi tare er en kjent kilde til oljeforekomster.

En artikkel fra 2016 publisert i Nature Geoscience Antatt at tang naturlig kan binde nesten 175 millioner tonn karbon rundt om i verden hvert år når den synker ned i dyphavet eller driver inn i ubåtkløfter.

Det tilsvarer godt under nivåene av karbondioksid som verden sannsynligvis vil trenge å fjerne årlig innen midten av århundret – enn si mengdene som Crumley og teamet hans så for seg. Det er derfor Pull To Refresh og andre selskaper utforsker måter å radikalt oppskalere veksten av tare, på offshorefartøyer eller andre steder.

Å nå de dype hav

Men hvor mye av karbonet vil forbli fanget under overflaten og hvor lenge?

Visse arter av tang, som gigantiske blæretare, har små gassblærer på bladene, noe som gjør at makroalgene kan samle mer av sollyset som er nødvendig for å drive fotosyntesen. Blærene kan også holde restene eller flåtene flytende i dager eller lenger avhengig av art , hjelper strømmer med å frakte løs tare til fjerne kyster.

Når karbonet i tare brytes ned på land, eller blir til oppløst uorganisk karbondioksid i grunt sjøvann, kan det gå tilbake til atmosfæren, sier David Koweek, vitenskapsdirektør ved Ocean Visions, en forskningsorganisasjon som samarbeider med institusjoner som MIT, Stanford og Monterey Bay Aquarium Research Institute. Karbonet kan også frigjøres hvis marine skapninger fordøyer taren i de øvre hav.

Men noe tare synker ned i dyphavet også. Blærer brytes ned. Stormer presser tangen ned så dypt at den tømmes. Enkelte arter er naturlig ikke flytende. Og en del som bryter seg løs under overflaten forblir der og kan drive ned i dypere vann gjennom undersjøiske kløfter, som den utenfor kysten av Monterey.

GETTY

Havsirkulasjonsmodeller antyder at mye av karbonet i biomassen som når store dyp i havene kan forbli der i svært lang tid, fordi veltende mønstre som bringer dypt vann mot overflaten fungerer så sakte. Under 2100 meter, for eksempel, vil median sekvestreringstiden overstige 750 år over store deler av Nord-Stillehavet, ifølge en fersk papir i miljøforskningsbrev.

Alt dette tyder på at bevisst synkende tang kan lagre bort karbon lenge nok til å lette noe av presset fra klimaendringene. Men det vil ha stor betydning hvor det gjøres, og hvilken innsats som gjøres for å sikre at mesteparten av biostoffet når dyphavet.

For-profit planer

Trekk for å oppdatere plan er å utvikle semi-autonome fartøyer utstyrt med flottører, solcellepaneler, kameraer og satellittantenner, slik at fartøyene kan justere styringen og hastigheten for å ankomme til angitte punkter i det åpne hav.

Hver av disse såkalte kanariøyene vil også taue en slags undervannsespalier laget av ståltråd, kjent som rumpetrollen, og binde sammen vaser der gigantiske blæretare kan vokse. Fartøyet vil mate tangen gjennom rør fra en ombord tank med mikronæringsstoffer.

Pull To Refresh har testet kontrollsystemene sine på en fiskebåt på en innsjø i Nord-California.

TREKK FOR Å OPPDATERE

Til slutt, sier Crumley, vil taren dø, falle av og naturlig nok gå ned til bunnen av havet. Ved å sette fartøyene langt fra kysten, mener selskapet, kan man adressere risikoen for at den døde tangen skyller opp på land.

Pull To Refresh har allerede begynt diskusjoner med selskaper om å kjøpe taretonn fra tangen den til slutt vil vokse.

Vi trenger en forretningsmodell som fungerer nå-ish eller så snart som mulig, sier Crumley. De vi snakker med er tilgivende; de forstår at det er i sin spede begynnelse. Så vi vil være på forhånd om alt vi ikke vet om. Men vi fortsetter å distribuere disse kanariøyene til vi har nok tonn til å avslutte bestillingen din.

Crumley sa i en e-post at selskapet vil ha to år på seg til å få karbonregnskapet for prosessen godkjent av en tredjeparts godkjenner, som en del av enhver overgang. Han sa at selskapet driver internt arbeid med miljøpåvirkning, snakker med minst ett karbonfjerningsregister og at det håper å motta innspill fra eksterne forskere som jobber med disse problemene.

Vi kommer aldri til å selge et tonn som ikke er tredjepartsverifisert rett og slett fordi vi ikke ønsker å være en del av noe som til og med bare kan høres lyssky ut, skrev han.

'Skala utover alle andre'

Andre virksomheter tar flere skritt for å sikre at taren synker, og for å koordinere med vitenskapelige eksperter på området.

Running Tide, et akvakulturselskap basert i Portland, Maine, utfører felttester i Nord-Atlanteren for å finne ut hvor og hvordan ulike typer tare vokser best under en rekke forhold. Selskapet er primært fokusert på ikke-flytende arter av makroalger og har også utviklet biologisk nedbrytbare flottører.

Selskapet tester ikke å synke ennå, men det grunnleggende konseptet er at flottørene vil brytes ned når tangen vokser i havet. Etter omtrent seks til ni måneder bør det hele lett synke til bunnen av havet og bli der.

Marty Odlin, administrerende direktør i Running Tide, understreker at selskapet jobber med forskere for å sikre at de evaluerer karbonfjerningspotensialet til tare på strenge og hensiktsmessige måter.

Ocean Visions hjalp til med å etablere et vitenskapelig rådgivende team for å veilede selskapets feltforsøk, bestående av forskere fra Monterey Bay Aquarium Research Institute, UC Santa Barbara og andre institusjoner. Selskapet koordinerer også med Senter for klimareparasjon i Cambridge på forsøk på å mer presist bestemme hvor mye karbon havene kan ta opp gjennom denne typen tilnærminger.

Running Tide planlegger å gjennomføre tester i minst to og et halvt år for å utvikle et robust datasett om effekten av disse praksisene.

På det tidspunktet kan konklusjonen være at vi trenger mer data eller at dette ikke fungerer eller det er klart til å gå, sier Odlin.

Selskapet har store forhåpninger til hva det kan oppnå, oppgir på sin hjemmeside: Å dyrke tare og senke den i dyphavet er en karbonbindingsløsning som kan skalere utover alle andre.

Running Tide har samlet inn millioner av dollar fra Venrock, Lowercarbon Capital og andre investorer. Teknologiselskapene Shopify og Stripe har også gitt midler, og kjøpt fremtidig fjerning av karbondioksid til høye priser ($250 per tonn i Stripes sak ) for å bidra til å finansiere forsknings- og utviklingsinnsats.

Flere andre selskaper og ideelle organisasjoner utforsker også måter å binde karbondioksid fra tang. Det inkluderer Klimastiftelsen , som er selge en blokkjede-sikret 'taremynt' på $125 for å støtte den bredere forskningsinnsatsen for å øke tareproduksjonen til mat og andre formål.

Risikoene

Noen eksperter på fjerning av karbon frykter at markedskreftene kan drive taresenking fremover, uansett hva forskningen finner om effektiviteten eller risikoen. Selskapene eller ideelle organisasjonene som gjør det vil ha økonomiske insentiver til å selge kreditter. Investorer vil ønske å tjene pengene tilbake. Bedrifters etterspørsel etter kilder til karbonkreditter skyter i været. Og offset-registre, som tjener penger ved å gi et godkjenningsstempel for karbonkredittprogrammer, har en klar eierandel i å legge til en ny kategori til karbonmarkedet.

Ett frivillig offset-register, Verra, er allerede utvikle en protokoll for karbonfjerning gjennom havgressdyrking og ser aktivt på tarerommet, ifølge Yale Environment 360.

Vi har allerede sett dette presset utspille seg med andre tilnærminger for å kompensere for kreditter, sier Danny Cullenward, policy-direktør ved CarbonPlan, en ideell organisasjon som vurderer den vitenskapelige integriteten til karbonfjerningsarbeid.

CarbonPlan og andre forskningsgrupper har fremhevet overdreven kreditering og andre problemer med programmer utviklet for å stimulere, måle og verifisere utslipp unngått eller karbonfjerning oppnådd gjennom skog og praksis for jordforvaltning . Likevel fortsetter karbonkredittmarkedene å vokse ettersom nasjoner og selskaper ser etter måter å kompensere for sine pågående utslipp, på papiret om ikke i atmosfæren.

Å synke tang til bunnen av havet skaper spesielt vanskelige utfordringer for å bekrefte at karbonfjerningen virkelig skjer. Tross alt er det mye lettere å måle trær enn det vil være å spore strømmen av karbon oppløst i dyphavet. Det betyr at ethvert karbonregnskapssystem for tare vil stole sterkt på modeller som bestemmer hvor mye karbon som skal holde seg under overflaten hvor lenge i visse deler av havet, under visse omstendigheter. Å få riktige forutsetninger vil være avgjørende for integriteten til et eventuelt offsetprogram – og enhver bedrifts karbonmatematikk som er avhengig av dem.

Noen forskere bekymrer seg også for den økologiske effekten av at tang synker.

Wil Burns, en gjesteprofessor med fokus på karbonfjerning ved Northwestern University og medlem av Running Tides rådgivende styre, bemerker at å dyrke nok tare til å oppnå en milliard tonn karbonfjerning kan kreve millioner av bøyer i havene.

De flytende skogene kan blokkere migrasjonsveiene til sjøpattedyr. Skapninger kan også hake ombord i bøyene eller fartøyene som leverer dem, og potensielt introdusere invasive arter i forskjellige områder. Og tareskogene i seg selv kan skape gigantiske nye sushibarer, sier Burns, og kanskje gir matkjedene tips på måter som er vanskelig å forutse.

En undervanns tareskog utenfor kysten av California.

GETTY

Tilsetningen av så mye biomateriale og karbon i dyphavet kan også endre biokjemien i vannet, og det kan ha kaskadeeffekter på livet i havet.

Hvis du snakker om en tilnærming som kan endre havets økosystemer massivt, vil du ha det i hendene på den private sektoren? sier Burns.

Running Tides Odlin understreker at han ikke har noen interesse i å jobbe med karbonfjerningsmetoder som ikke fungerer eller som skader havene. Han sier at grunnen til at han begynte å undersøke taresenkning var at han var vitne til hvordan klimaendringer påvirket marine økosystemer og fiskebestander .

Jeg prøver å fikse det problemet, sier han. Hvis denne aktiviteten ikke løser det problemet, vil jeg jobbe med noe annet som vil gjøre det.

Oppskalering

Oppskalering av tarebasert karbonfjerning fra hundrevis av millioner tonn estimert å forekomme naturlig til de milliarder av tonn som trengs, vil også møte noen åpenbare logistiske utfordringer, sier John Beardall, emeritusprofessor ved Monash University i Australia, som har studert potensialet og utfordringene med tangdyrking.

For det første tilbyr bare visse deler av verden passende habitat for de fleste tare. Tang vokser stort sett i relativt grunt, kjølig, næringsrikt vann langs steinete kystlinjer.

Utvidelse av taredyrking nær kysten vil bli begrenset av eksisterende bruk som skipsfart, fiske, marine beskyttede områder og urfolks territorier, bemerker Ocean Visions i en teknologisk tilstand. evaluering . Å flytte den til havs, med flåter eller bøyer, vil skape tekniske utfordringer og øke kostnader.

Dessuten kan selskaper måtte overvinne juridiske komplikasjoner hvis deres primære formål vil være å senke tare i store, kommersielle skalaer. Det er komplekse og utviklende sett med regler under traktater som London-konvensjonen og London-protokollen som forhindrer dumping i det åpne hav og regulerer marine geoingeniøraktiviteter designet for å motvirke klimaendringer.

Kommersiell innsats for å gå videre med synkende tang i visse områder kan være underlagt tillatelseskrav i henhold til en resolusjon i London-konvensjonen, eller gå i strid med i det minste regelens ånd hvis de går videre uten miljøvurderinger, sier Burns.

Selve klimaendringene ødelegger allerede tareskoger i visse deler av verden også, bemerket Beardall i en e-post. Varmende vann kombinert med en bestandseksplosjon av kråkeboller som lever av tang har desimert tareskogene langs Californias kystlinje. De gigantiske tareskogene langs Tasmania har også krympet forbi ca 95 % i de senere år.

Dette er ikke å si at vi ikke bør se på tanghøst og akvakultur som en tilnærming til CO2-binding, skrev Beardall. Men jeg vil rett og slett påpeke at det ikke kommer til å bli en stor rute.

Andre, bedre bruksområder

Et annet spørsmål er rett og slett om synkende tang er den beste bruken av den.

Det er en kritisk mat- og inntektskilde for bønder over betydelige deler av Asia, og en som allerede er under økende belastning ettersom klimaendringene akselererer. Det brukes i legemidler, mattilsetningsstoffer og dyrefôr . Og det kan brukes i andre applikasjoner som binder karbonet, som bioplast eller biokull som beriker jord.

Bærekraftig oppdrettet tang er et verdifullt produkt med et veldig bredt spekter av bruksområder ... og et lavt miljøavtrykk, sa Dorte Krause-Jensen, professor ved Aarhus Universitet i Danmark som har studert tare karbonbinding, i en e-post. Etter min mening vil det være forferdelig bortkastet å dumpe biomassen i dyphavet.

UC Irvine's Davis har utført en komparativ økonomisk analyse av ulike måter å ta tare i bruk, inkludert å senke den, konvertere den til potensielt karbonnøytrale biodrivstoff eller bruke den som dyrefôr. De foreløpige resultatene viser at selv om hver kostnad var i den laveste enden av områdene, kunne tangsynking koste rundt 200 dollar per tonn, som er mer enn det dobbelte av langsiktige, lave kostnadsestimater for karbonsugende fabrikker.

Davis sier at disse kostnadene sannsynligvis vil drive tarekultivatorer mot bruk med høyere økonomisk verdi. Jeg er mer og mer overbevist om at de største klimafordelene med oppdrettstare ikke vil innebære å senke den, sier han.

'Få det gjort'

Pull To Refreshs Crumley sier at han og teamet hans håper å begynne å teste et fartøy i havet i år. Hvis det fungerer bra, planlegger de å feste babytare til rumpetrollen og sende den på ferden, sier han.

Han bestred argumentet om at selskaper burde vente med å selge tonn nå på løftet om eventuell karbonfjerning. Han sier at bedrifter trenger ressursene til å utvikle og skalere opp disse teknologiene, og at offentlige tilskudd ikke vil få feltet der det skal.

Vi har nettopp bestemt oss for å få det gjort, sier han. Hvis vi til slutt tar feil, tar vi ansvar for eventuelle feil. Men vi tror dette er riktig grep.

Det er imidlertid ikke klart hvordan en slik oppstart kan ta ansvar for feil hvis aktivitetene skader marine økosystemer. Og i det minste for nå er det ingen klare mekanismer som vil holde selskaper ansvarlige for å overvurdere karbonfjerning gjennom tare.

På dette stadiet er det avgjørende å utføre kontrollerte felttester for å gi mer informasjon om omfanget, holdbarheten og miljørisikoen ved at tare synker, sier Ocean Visions Koweek. Å fylle ut disse kunnskapshullene vil være avgjørende for å sette opp pålitelige karbonregnskapsmetoder for eventuelle frivillige eller statlig regulerte offsetprogrammer som til slutt lar selskaper kjøpe og handle tarekarbonkreditter.

Han tror at selskaper kan spille en nyttig rolle i det, ved å samarbeide med forskere og ingeniører på tvers av akademia og ideelle organisasjoner for raskere å levere informasjonen som trengs for å produsere pålitelige standarder og bestemme beste praksis. Men uten å ta opp noe spesifikt selskap, sier han også at vitenskapen er for tidlig til å begynne å markedsføre karbonkreditter fra tare.

Hele feltet stort sett – gründere, startups, investorer, filantropier, vitenskapsmenn og ingeniører – ville vi alle ha nytte av å bruke tid og ressurser på å bygge ut bevisgrunnlaget sammen, før vi hopper av og begynner å selge karbonkreditter, sier han.

gjemme seg