随着亚马逊地区山火肆虐,人们纷纷引用“亚马逊是地球之肺”这一说法。法国总统埃马纽埃尔·马克龙警告称:“我们的家园正在燃烧”。从莱昂纳多·迪卡普里奥到瓦妮莎·哈金斯等名人纷纷为支持亚马逊筹集资金,并使话题标签 #PrayforAmazonia 迅速走红。
人们对亚马逊的哀痛有两方面原因:一是目睹这一标志性地区被焚毁,这是环境与文化上的悲剧;二是这片600万至800万平方公里的森林在将导致全球变暖的二氧化碳从空气中清除方面发挥着至关重要的作用。大火燃烧得越久,地球的天然空气过滤能力就越弱。
尽管亚马逊在全球碳吸收中发挥着至关重要的作用(我们仍应继续努力保护它),但在1994年至2007年间,我们的海洋通过藻类、植被和珊瑚吸收了340亿吨全球碳。换言之,树木或许无法拯救我们,但海洋可以。
自然界的解决方案将有助于扭转人类世界造成的变暖之失。据一项新分析(由生态学家托马斯·克劳瑟与瑞士大学苏黎世联邦理工学院的同事完成)显示,全球现有公园、森林和废弃土地的空间足以再种植1.2万亿棵树。这些森林的二氧化碳储存能力足以抵消十年的二氧化碳排放量。
但其他科学家并不那么乐观。他们认为,这些新植物需要数百年时间才能将二氧化碳浓度降至该研究所预测的水平。针对当前气候危机种树的最佳时机是几十年前。
据世界研究所(WRI)的一篇工作论文,造林作为应对气候变化的方案还存在其他挑战,包括占用农耕用地、测量与监测方面的科技困难,以及用于有利于碳储存的土地管理的公共资金有限。尽可能多、尽可能快地种树,每年可减少90亿吨碳,但也会使到2050年的粮食价格上涨80%。
因此,仅靠树木无法让我们摆脱当前危机。我们必须将目光投向海洋,寻找更有效且可扩展的解决方案。让我们来认识一下藻类固碳。
藻类可以通过多种方式减少大气中的碳。除了它是储存二氧化碳最高效的方案之一外,它还可轻松用于多种其他可持续及商业产品或材料,从网球鞋到钢材替代品,再到素食汉堡。
藻类固碳
藻类与人工智能驱动的生物反应器结合使用时,清除大气中二氧化碳的效率最高可达树木的400倍。这意味着,在我们学习减少碳排放、调整消费模式的同时,也能开始大幅减少大气中的碳。若运用得当,它可以让一座城市在不改变其现有生产或消费模式的情况下实现负碳排放。
树木和藻类都能自然地固定二氧化碳。树木通过光合作用“消耗”二氧化碳,将碳“吸收”进树干和根部,并向空气中释放氧气。藻类以相同的过程运作,但将碳“吸收”为更多的藻类本身。由于藻类覆盖面积更大、生长更快,且相对其体积而言更易被生物反应器控制,因此它能消耗比树木更多的二氧化碳。生物反应器可以容纳大量藻类,并以比树木更简便的方式优化其生长(及相关固碳)周期,将过度生长的藻类脱水,最终将其用作燃料或生物质。
藻类作为食物
丽贝卡·怀特(Rebecca White)是该领域的新兴“藻类创业者”之一。她任职于iWi,这是一家营养公司,在德克萨斯州和新墨西哥州经营藻类养殖场。其使命是加速藻类作为地球粮食安全解决方案的潜力。人口预测显示,到2050年我们需要将粮食供应提高70%才能养活全球人口,而近期一份联合国报告警告了迫近的粮食危机。
人口预测显示,到2050年我们需要将粮食供应提高70%才能养活全球人口。
iWi的两座农场设有48个池塘,每个池塘的大小约相当于一个足球场。他们收获藻类并将其加工成藻油,作为膳食补充剂出售。他们正致力于将剩余的蛋白质和碳水化合物转化为具有商业可行口感的蛋白质产品。
曼谷诺富特酒店(Novotel Hotel)在其屋顶运营一座城市藻类农场,并与藻类初创企业EnerGaia合作,后者是螺旋藻类食品和补充剂的生产商。创始人兼首席执行官Saumil Shah最初在泰国为GE从事一个基于藻类的生物燃料项目,之后才创办了EnerGaia。当他看到更直接的商业化机会时,便离开GE,创办了一家以藻类作为鱼饲料的公司。之后他迁至曼谷,并在其鱼饲料工厂于2011年泰国洪灾中被毁后,转向人类食品领域。
该公司于2019年完成了365万美元的A轮融资,推动了他的愿景:将螺旋藻市场转变为可持续、可获取且有利可图的解决方案,以应对世界因依赖高耗水、高耗地的食品生产而导致的未来资源短缺。他寄望于螺旋藻成为一种主食,从保健食品市场走进普通超市。
藻类作为材料
荷兰设计师埃里克·克拉伦贝克(Eric Klarenbeek)和马尔特·德罗斯(Maartje Dros)利用藻类制造可用于3D打印的聚合物,以替代塑料。“原则上,我们可以用这种本地藻类聚合物制造任何东西:从洗发水瓶到餐具或垃圾桶,”该公司项目协调员约翰娜·韦格拉尔(Johanna Weggelaar)表示。“我们的最终目标是将一种工业制造过程(即导致全球变暖的污染源)转变为从大气中减除二氧化碳的方式。将藻类用作原材料,将使任何生产模式都成为有助于环境的方式。”
许多其他公司已在将藻类纤维的产出商业化。其中领先的创新者之一是Bloom,这是一家以藻类制作泡沫材料的公司。该材料用于制造鞋类和冲浪板,而这些产品的鞋底通常由石油制成。使用藻类泡沫制作鞋子的部分客户包括Merrill、Adidas和H&M。在收获藻类的过程中,Bloom技术还会净化水体并将其放回淡水生态系统,从而实现225瓶过滤水回归环境,并阻止了相当于21个气球容量的二氧化碳进入大气。
藻类作为燃料
藻类还可用于生产生物燃料,即直接来源于生物质的燃料。这意味着它可以为石油等产生碳排放的化石燃料提供更可持续的替代品。事实上,据称藻类的产量可多达单英亩土地产出5000加仑生物燃料,按一年计算。
美国政府最早在1970年代能源危机期间探索将藻类作为石油替代品。它放弃了该项目(于1990年代),因无法使其在石油价格上具有竞争力。然而,随着油价上涨以及寻找清洁能源解决方案的迫切需要,包括埃克森美孚(Exxon)在内的石油公司和风险投资者正纷纷投入资金,攻克藻类燃料难题。
尽管进展正在取得,但该行业意识到通往盈利之路仍十分漫长。藻类油提取是一个成本高昂且难以规模化的过程。伯克利能源生物科学研究所(EBI)预测,开发具有成本竞争力的藻类生物燃料生产将需要长期研究、开发与示范。何不现在就开始?
藻类面临的挑战
我们需要考虑的替代方案应对地球有效,而不仅仅是具有成本效益。
藻类用于生物燃料生产的规模化并非没有挑战。其一,藻类生长迅速,且历来难以管理和优化。这可以通过机器学习和人工智能等新技术加以解决,这些技术有助于管理生长过程,以确保生长以可管理且可预测的节奏进行。另一个限制因素是实施成本,以及许多此类技术通往盈利的道路艰难。历来很难说服人们为一种可以花更少钱购买的东西支付更多费用,而埃克森和壳牌等公司在其噱头十足的藻类燃料概念上正直面这一问题。
然而,便宜的时代已经过去。我们需要考虑的替代方案应对地球有效,而不仅仅是具有成本效益。我们需要更多可投资资本投向能够帮助解决重大问题的长期解决方案。目前,大多数风险投资支持的公司五年投资周期过短,无法应对气候变化这类重大的“登月式”难题。要使这些解决方案奏效,我们需要允许利润实现更为渐进、并支持更长远规划、思考和执行的投资方案。
下一步是什么?
对于许多代价高昂的气候变化解决方案而言,藻类正日益成为一种可行的替代选择。新一代企业正认识到这一机遇并已开始投资,但普通民众在努力减少对环境的影响时,同样可以考虑这一点。
点滴行动都有帮助。除了亲自去种树、参与海洋清理,或为推动世界进步变革的企业工作外,还可将藻类视为一种潜在的食物资源,考虑购买藻类制成的产品,并支持地方和联邦层面采用藻类的碳吸收与固碳方法的努力。
世界的问题可以通过两件事来解决:集体行动,以及以人为本、改进陈旧做法的技术。每个人都可以成为变革的一部分,并支持那些引领潮流的企业。





