Sviluppi critici nella geoingegneria marina attraverso l'affondamento della biomassa
Lo scarico di biomassa come il legno o le alghe (definito anche come "affondamento della biomassa") negli ambienti marini come modalità di sequestro di carbonio è sempre più visto come una strategia di mitigazione del clima praticabile, anche se molte domande sui suoi impatti ecologici rimangono senza risposta. Numerose aziende affermano di poter garantire che il carbonio che affondano rimarrà nelle profondità marine per centinaia o migliaia di anni, ma queste affermazioni non sono supportate dalla ricerca scientifica attuale. I progetti di affondamento della biomassa stanno passando sempre più dalla fase di test alla
commercializzazione e stanno diventando sempre più estesi, come quelli della Seaweed Generation Ltd, che ha firmato contratti di compensazione del carbonio per affondare 50.000 tonnellate di biomassa, e della Seafields Solutions Ltd, che sta progettando un allevamento di alghe di 6.000 chilometri quadrati.
Un gran numero di progetti sta già vendendo crediti di carbonio attraverso progetti di affondamento della biomassa e i ricavi che possono essere generati in questo modo sono un importante incentivo per questi metodi.
La Running Tide Technologies Ltd ha recentemente affondato 1.000 boe ricoperte di alghe in cambio di crediti di carbonio venduti alla Shopify, nonostante il fatto che la Commissione Europea abbia affermato che "la scienza non è abbastanza solida per estendere i crediti di carbonio blu agli ecosistemi di alghe e all'allevamento di alghe". L'entità dei potenziali impatti negativi causati dai progetti di affondamento della biomassa è evidenziata dalla preoccupazione che la decomposizione della biomassa sul fondo marino possa provocare il rilascio di metano, un gas serra 84 volte più potente del CO2 su un arco temporale di 20 anni.
Affondare biomassa: le domande sull'impatto sugli ambienti in acque profonde vengono ignorate
Un numero crescente di aziende sta scaricando alghe e biomasse terrestri (come il legno) nell'oceano, in modo che si inabissino sul fondo con il carbonio in esse contenuto. Un numero crescente di progetti sta affondando la biomassa in questo modo su scala commerciale, nonostante i timori sull’impatto negativo sugli ecosistemi oceanici, sulla biogeochimica e sulle reti alimentari marine, soprattutto se realizzati su larga scala. L'affondamento della biomassa viene commercializzato come una strategia di rimozione dell'anidride carbonica (CDR) e le aziende affermano di poter sequestrare il carbonio a lungo termine per generare crediti di carbonio. Numerose aziende e progetti promettono che il carbonio che affondano rimarrà al sicuro sul fondo marino per 1.000 anni o più, tra cui:
Tuttavia, recenti ricerche suggeriscono che queste affermazioni sono infondate e mettono in evidenza preoccupazioni ambientali come la mancanza di conoscenze sull'impatto di questi metodi sugli ecosistemi marini profondi e per il fatto che non si sa come le comunità microbiche dei fondali marini reagiranno alle grandi quantità di biomassa scaricate. Queste preoccupazioni sono particolarmente vere per i progetti che prevedono di assorbire la biomassa su scala più ampia. Poiché solo il 5% dei fondali marini è stato esplorato dall'uomo, è impossibile avere una piena comprensione o monitorare efficacemente i potenziali impatti di questi progetti sugli ambienti marini profondi.
Inoltre, le aziende che coltivano e scaricano alghe non possono garantire che non si diffondano ulteriormente, ad esempio dopo le tempeste. Ciò potrebbe portare all'esaurimento dell'ossigeno e all'acidificazione dell'acqua di mare, soprattutto nelle zone costiere, e favorire la diffusione di specie di alghe marine invasive a crescita rapida come il Sargassum. Un'altra domanda senza risposta è se la coltivazione di alghe su larga scala esaurirà le riserve di nutrienti per altre forme di vita marina.
Un recente studio pubblicato sulla rivista Nature Communications Earth & Environment ha stimato che ci vorrebbero circa un milione di chilometri quadrati delle regioni oceaniche più produttive, un'area delle dimensioni dell'Etiopia, per far crescere abbastanza alghe da rimuovere una giga tonnellata [1.000.000.000 tonnellate] di carbonio dall'atmosfera ogni anno. Al di fuori delle acque marine più produttive, quest'area dovrebbe essere triplicata. Quantità così grandi di alghe avrebbero un'elevata domanda di nutrienti, che potrebbe avere un impatto negativo sull'ecologia oceanica e sulle catene alimentari marine, come la crescita del fitoplancton. La ridotta produttività del fitoplancton a causa dell'esaurimento dei nutrienti significherebbe a sua volta che meno carbonio potrebbe essere sequestrato nell'oceano attraverso processi naturali.
Altre pubblicazioni recenti hanno sollevato ulteriori dubbi sull’affondamento della biomassa come strategia di mitigazione del clima. Ad esempio, il rapporto Blue Bioeconomy (2023) della Commissione europea ha concluso che "l'affondamento delle alghe marine a fini di sequestro del carbonio finora non ha dato prova di benefici ambientali, climatici o economici positivi. Pertanto, allo stato attuale delle conoscenze, non dovrebbe essere considerata un'opzione politica valida [...] La scienza non è abbastanza solida da estendere i crediti di carbonio blu agli ecosistemi delle alghe e all'allevamento di alghe".
Nello stesso anno, il rapporto dell'UNEP sull'allevamento di alghe (2023) ha rilevato che "l'allevamento di alghe presenta vari rischi ambientali, tra cui la competizione con gli habitat selvatici per i nutrienti e la luce, la diffusione di malattie e specie invasive, l'inquinamento genetico dalle coltivazioni all'ambiente e l'impigliamento della grande fauna marina nelle infrastrutture di allevamento di alghe come le corde".
Recenti sviluppi nei progetti di affondamento della biomassa a livello globale
Seaweed Carbon Solutions: un progetto industriale congiunto al largo delle coste norvegesi
Seaweed Carbon Solutions è un progetto industriale congiunto triennale guidato dalla Foundation for Industrial and Technical Research (SINTEF) in Norvegia.
Il progetto ha l'obiettivo di verificare il potenziale di rimozione delle alghe, monitorare gli impatti ambientali e ottimizzare le strategie di coltivazione, le rese e la tecnologia di raccolta delle alghe. Nel 2023, le piantine di alghe sono state coltivate in laboratorio e seminate su corde, e la loro coltivazione è iniziata a novembre al largo della costa di Trøndelag, vicino all'isola di Frøya, a Storflua nella zona marittima di Frohavet. L'azienda agricola offshore di 20 ettari è costituita da una rete di 55 chilometri di linee di alghe ancorate al fondale marino. Il primo raccolto era previsto per l’estate del 2024, così come l'affondamento delle alghe raccolte sul fondo marino a profondità superiori ai 1.000 metri, o la trasformazione in biochar.
La produzione di biochar è ad alta intensità energetica e le alghe devono essere trasportate a terra ed essiccate prima della pirolisi, dove vengono bruciate a circa 600°C in un ambiente privo di ossigeno. Le alghe pirolizzate vengono mescolate con alghe compostate e terreno e testate come ammendante del suolo. SINTEF stima che un allevamento di alghe di un chilometro quadrato possa produrre 20 tonnellate di alghe all'anno, equivalenti a tre tonnellate di CO2. Si prevede di espandere l'azienda agricola a 65 ettari entro il 2030.
Running Tide Technologies Inc: affondare boe e vendere crediti di carbonio nonostante sia un sistema non provato
Questa azienda con sede negli Stati Uniti affonda la biomassa terrestre e algale e il carbonio in essa contenuto nell'oceano profondo, e per farlo vende crediti di carbonio. Le boe a forma di pallone da basket sono realizzate con biomassa terrestre (legno), rivestite con carbonato di calcio (CaCO3) e seminate con alghe come le laminarie.
Le boe inizialmente galleggiano sulla superficie dell'oceano man mano che le alghe crescono e il carbonato di calcio alcalino si dissolve, aumentando l'alcalinità dell'oceano. In teoria, dopo circa tre mesi, le alghe diventeranno troppo pesanti e le boe affonderanno, portando con sé le alghe sul fondo dell'oceano.
Running Tide Technologies Inc. ha sede nel Maine e finora ha raccolto più di 70 milioni di dollari. Sta anche vendendo i crediti di carbonio generati attraverso la biomassa che affonda, nonostante le preoccupazioni che sono state sollevate sui potenziali impatti del suo programma sugli ecosistemi marini. L'azienda sta effettuando test in diverse località:
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Bacino della Cascadia: I test nel bacino della Cascadia sono condotti in collaborazione con Ocean Networks Canada (ONC) presso l'osservatorio NEPTUNE del fondale marino dell'ONC nel sito di Clayoquot Slope, al largo della costa occidentale canadese, a una profondità di circa 1.250 metri. Questo test iniziale ha la durata di un anno e mira a studiare cosa succede alla biomassa affondata e i potenziali impatti che ha sull'ambiente marino profondo di questo sito.
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Stretto di Fram: Un altro test di affondamento della biomassa si sta svolgendo nell'area dello Stretto di Fram nel Mar Glaciale Artico, a circa 150 chilometri a ovest dell'arcipelago delle Svalbard. Il tasso di degradazione della biomassa terrestre e algale sul fondo marino sarà valutato a una profondità di 3.483 metri. Lo studio è condotto presso l'osservatorio Hausgarten dell'Alfred Wegener Institute (AWI) in collaborazione con Seafields Solutions Ltd, e il team di ricerca prevede di tornare per dispiegare un dispositivo che catturerà immagini della biomassa affondata e preleverà campioni.
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Islanda: Running Tide gestisce un ufficio a Reykjavik, un sito di ricerca sulle macroalghe ad Akranes e un sito di lavorazione e dispiegamento delle boe a Grundartangi. Nel 2023, l'azienda ha ottenuto un permesso per i test in mare aperto di quattro anni per affondare 50.000 tonnellate di biomassa al largo della costa islandese e 450.000 tonnellate in acque internazionali. Nello stesso anno 1.000 tonnellate di boe di legno trattate con carbonato di calcio sono state affondate al largo della costa islandese per soddisfare parte di un acquisto di crediti di carbonio da parte di Shopify. Non è ancora stato annunciato pubblicamente dove e quando le prossime biomasse saranno affondate.
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Portland, Stati Uniti: L'azienda sta conducendo test pilota di affondamento della biomassa di alghe a Casco Bay, al largo della costa di Portland e nelle comunità limitrofe.
Phykos PBC: allevamento di alghe ad energia solare e scarico
La società californiana Phykos PBC ha sviluppato una nave robotica ad energia solare che trascina le linee di alghe sotto di sé, e sta vendendo crediti di carbonio in base alla quantità di alghe che affonda. Una volta che le alghe sono state piantate sulle linee, la nave naviga verso l'oceano aperto ed è controllata da un software per evitare aree come le rotte di navigazione. Secondo Phykos, la nave ha un meccanismo per raccogliere le alghe, che dovrebbero affondare naturalmente. La nave ha anche una bilancia per pesare le alghe dopo ogni raccolto per calcolare la quantità di carbonio che è stata affondata. Un prototipo di nave è in fase di test nell'Oceano Pacifico.
Arbon Earth AB: bambù e alghe che affondano nell'Atlantico
L'azienda svedese mira a trasferire la biomassa terrestre e algale nelle profondità oceaniche e a vendere crediti di carbonio. Produce "baccelli oceanici" fatti di bambù, corda e alghe. Le corde di semi di alghe vengono attaccate a baccelli di bambù e rilasciate in mare, dove ci si aspetta che affondino sul fondo marino dopo diversi mesi di crescita delle alghe. Secondo il mercato del carbonio Onsets, l'azienda sta affondando la biomassa nell'Oceano Atlantico. Arbon Earth menziona una collaborazione con l'Università delle Azzorre, con sede nell'arcipelago portoghese, ma non ci sono informazioni pubbliche sulla posizione esatta e sulla scala del progetto.
King Tide Carbon Canada Ltd: coltivare e affondare alghe nel Golfo del Maine
L'obiettivo dell'azienda è quello di collaborare con i produttori di alghe per la coltivazione di biomassa algale e la vendita di crediti di carbonio. Le alghe raccolte (kelp) saranno trasformate in biochar o scaricate nelle profondità dell'oceano. Nel 2023, l'azienda ha stipulato una joint venture con Springtide Seaweed LLC, un produttore di alghe nello stato del Maine, negli Stati Uniti. Secondo i termini della collaborazione, Springtide sarà principalmente responsabile della coltivazione e della raccolta delle alghe, mentre King Tide sarà principalmente responsabile della quantificazione del carbonio catturato e della vendita di crediti di carbonio. Il sito di produzione di alghe di Springtide si estende su 22 ettari e si trova a Frenchman Bay, nel Golfo del Maine.
Seafields Solutions Ltd: migliaia di chilometri quadrati di allevamenti di sargassum
Questa azienda con sede nel Regno Unito prevede di coltivare Sargassum in mare aperto, pressarlo in balle e affondarlo nelle profondità dell'oceano per vendere crediti di carbonio. Per nutrire le alghe coltivate, l'acqua ricca di sostanze nutritive verrà pompata dalle acque profonde alla superficie attraverso tubi lunghi diverse centinaia di metri. Dal 2021 l'azienda sta testando l'allevamento di alghe, le attrezzature agricole, la degradazione della biomassa e la risalita artificiale [di acque profonde] in mare aperto in diversi siti, tra cui al largo di St. Vincent e Grenadine, la costa del Messico, nello Stretto di Fram e al largo della costa meridionale del Regno Unito.
L'azienda prevede di aumentare le proprie attività non appena cominceranno a fluire gli introiti attraverso la vendita di crediti di carbonio e prodotti a base di alghe come i fortificanti per piante. Questi piani includono:
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Nel 2024 ha previsto una sperimentazione di un anno nei Caraibi, a nord-ovest di Isle à Quatre, un'isola tra St Vincent e Grenada, che mira a confermare la fattibilità operativa e commerciale, finalizzare la sua metodologia di crediti di carbonio e condurre una valutazione ambientale.
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Entro il 2025, Seafields prevede di avere tre fattorie commerciali nei Caraibi e, entro il 2030, fino a 100 fattorie nella regione, coprendo 6.000 chilometri quadrati di oceano.
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A partire dal 2026, l'azienda prevede di creare una "Giga Farm" nel South Atlantic Gyre, che consisterà in componenti agricoli modulari a copertura di un'area di circa 95.000 chilometri quadrati.
Seafields non fornisce informazioni sul potenziale impatto sull'ambiente marino del suo metodo e non ha rilasciato alcun dettaglio sulle tipologie e le quantità di attrezzature che verranno utilizzate.
UC Santa Barbara: imballare la biomassa di alghe o pomparla a profondità comprese tra 50 e 100 metri
Gli scienziati dell'Università della California di Santa Barbara e le istituzioni partner stanno studiando come affondare le alghe nelle profondità dell'oceano, cosa accadrà e i probabili effetti sugli ecosistemi marini. Sono in fase di valutazione quattro metodi di affondamento: (1) rilascio della biomassa nell'oceano ("affondamento naturale"); (2) Triturazione della biomassa per rilasciarla con affondamento naturale o pomparla in profondità; (3) pompaggio della biomassa a profondità comprese tra 50 e 100 metri, dove si prevede che la pressione idrostatica la mantenga in fondo; e (4) imballaggio delle alghe per affondarle. I metodi (3) e (4) sono in fase di sperimentazione nel Canale di Santa Barbara, al largo della costa della California nell'Oceano Pacifico. L'UC Santa Barbara sta anche conducendo un progetto biennale per studiare i metodi per il miglioramento dell'alcalinità oceanica con roccia alcalina, in laboratorio e nei mesocosmi nel Canale di Santa Barbara.
SOS Carbon: raccogliere le alghe con le barche
Sargassum Ocean Sequestration of Carbon (SOS Carbon), uno spin-off del Massachusetts Institute of Technology, sta cercando di commercializzare una strategia per raccogliere e affondare le alghe brune sargassum galleggianti prima che raggiungano le spiagge dei Caraibi, utilizzando un dispositivo azionato manualmente chiamato Littoral Collection Module (LCM).
La LCM è costituita da lunghe reti tubolari attaccate a un cerchio che viene utilizzato per raccogliere le alghe e può essere attaccato a piccole imbarcazioni. Cinquanta o più reti possono essere riempite e poi trasferite su una barca più grande, dopodiché il sargassum viene trasportato in un'area di acque profonde e pompato a una profondità compresa tra 150 e 200 metri. A questa profondità l'alga viene compressa dalla pressione dell'acqua e, una volta rilasciata, si prevede che affondi sul fondo marino. SOS Carbon mira a vendere crediti di carbonio basati sulla biomassa che affonda, ma propone anche di raccogliere il sargassum per venderlo, o di trainarlo nelle correnti oceaniche che lo porteranno in mare aperto in modo che non raggiunga la terraferma.
Seaweed Generation Ltd: sviluppo di un robot per la raccolta e l'affondamento delle alghe
Questa azienda registrata nel Regno Unito ha sviluppato un robot, AlgaRay, che raccoglie le alghe sargassum, le immerge a una profondità di 200 metri e le rilascia. La tecnologia è stata testata al largo di Antigua e Barbuda nel 2023, ma non sono ancora state rilasciate informazioni sul numero, la durata e la portata dei test. L'azienda sta già generando entrate dalla vendita di crediti di carbonio su diversi mercati del carbonio e ha annunciato l'intenzione di affondare 50.000 tonnellate di sargassum nel 2024. Secondo i resoconti della stampa, alla Seaweed Generation è stata concessa una licenza di 49 anni per gli esperimenti ad Antigua e Barbuda. Non è ancora noto al pubblico se questo includa o meno l'affondamento commerciale del sargassum. Un rapporto dell'Antigua News Room e i commenti fatti sull'articolo suggeriscono che i test non sono stati ben comunicati e che ci sono preoccupazioni riguardo agli impatti a lungo termine sulla biodiversità dei fondali marini, che sono condivise dai ricercatori.
Carboniferous Inc e Rewind: l'affondamento della biomassa nelle aree anossiche dell'oceano pone seri rischi
La società californiana Carboniferous Inc e la società israeliana Rewind stanno entrambe pianificando di scaricare biomassa agricola e forestale su larga scala in aree anossiche dell'oceano (aree povere di ossigeno disciolto) e generare crediti di carbonio dal processo. Carboniferous Inc è particolarmente interessata al bacino dell'Orca nel Golfo del Messico, e Rewind al Mar Nero. Entrambe le società stanno attualmente conducendo test per determinare il tasso di decomposizione della biomassa come legni duri, bagassa di canna da zucchero, steli di mais, foglie e paglia.
Rewind sta già vendendo crediti di carbonio, ma i ricercatori sottolineano che "la ricerca è urgentemente necessaria per comprendere meglio i potenziali tassi di degradazione della biomassa e la miscelazione e il trasporto dei prodotti di degradazione".
Evidenziano inoltre le lacune nelle conoscenze sui potenziali rischi ambientali e sui potenziali impatti se il metodo viene applicato su una scala rilevante per il clima. Anche i processi metabolici metanogenici sono citati come un potenziale rischio, per cui gli organismi che non richiedono ossigeno rilasciano metano quando scompongono la biomassa, un gas serra 84 volte più potente del CO2 su un arco temporale di 20 anni.
Alti tassi di decomposizione della biomassa possono anche aggiungere energia termica allo strato anossico dell'acqua, alterando potenzialmente la stratificazione dell'acqua e portando al rilascio di gas serra. Non è noto nemmeno come le comunità microbiche risponderanno a un aumento significativo della disponibilità di biomassa. Nel bacino dell'Orca, ad esempio, la biomassa deve essere affondata a una profondità di oltre 2.000 metri: una volta lì, può essere rimossa solo con grande difficoltà.
Carboniferous Inc: L'azienda prevede di raccogliere la biomassa e trasportarla in un punto di raccolta, prepararla per un ulteriore trasporto (triturazione e/o trasformazione in mattonelle), caricarla su una chiatta sul fiume Mississippi per il trasporto nel bacino dell'Orca e scaricarla nell'oceano a circa 130 chilometri a sud della Louisiana, a una profondità di 2.400 metri.
Le affermazioni di Carboniferous sulla stabilità del carbonio nella biomassa sono contraddittorie. Da un lato, l'azienda afferma che "nei fatti il 100% del carbonio da biomassa che raggiunge il bacino profondo rimane intrappolato per almeno 1.000 anni", e dall'altro afferma che sta ricercando "per quanto tempo sarà contenuto il carbonio in quella biomassa", e che sta "replicando le condizioni anossiche in laboratorio [per ottenere] una comprensione accurata di come si comporta la biomassa in condizioni anossiche".
Rewind: L'azienda sta già generando crediti di carbonio scaricando biomassa agricola e forestale sul fondo del Mar Nero, sostenendo che "nelle acque anossiche, le piante si decompongono molto lentamente, immagazzinando efficacemente il carbonio molto più a lungo" e sostenendo che "immagazzinato sul fondo del mare, il carbonio sarà sequestrato per migliaia di anni". Nel 2022, Rewind ha iniziato a testare la sua proposta nel Mar di Galilea in Israele, nel Selker Noor in Germania e nel Mar Nero, al largo di Trebisonda, in Turchia.
Utilizza diversi tipi di biomassa, posandola sul fondo del mare per un massimo di 12 mesi e confrontando il peso a secco prima e dopo. Secondo un comunicato stampa, Rewind prevede di trasportare la biomassa fino ai fiumi che la porteranno al Mar Nero. L'azienda prevede di "sequestrare 50 Mt di carbonio nel Mar Nero e in altre località lungo la costa di Georgia, Turchia, Bulgaria e Romania".
GigaBlue SA: grandi investimenti nella fertilizzazione degli oceani senza valutazione dell'impatto ambientale
Questa azienda israeliana prevede di rilasciare particelle arricchite di sostanze nutritive nell'oceano per attirare il fitoplancton e stimolare la crescita del plancton. Dopo due settimane si prevede che le particelle e il fitoplancton che si è accumulato su di esse affondino nelle profondità dell'oceano. L'azienda sostiene che il carbonio raggiungerà una profondità minima di 1.000 metri prima che gli aggregati possano essere consumati da altri organismi nella catena alimentare marina, e che il carbonio rimarrà in profondità per oltre 1.000 anni.
GigaBlue Ltd non fornisce prove a sostegno di queste affermazioni, o informazioni sulla composizione delle particelle arricchite di sostanze nutritive, e non è stata effettuata una valutazione indipendente dell'impatto ambientale del sistema. Tuttavia, sono già in atto piani dettagliati per distribuire le particelle in collaborazione con le compagnie di navigazione e per vendere crediti di carbonio. L'azienda descrive il suo approccio come una "svolta", ma il concetto di aggiungere sostanze nutritive a un substrato per fertilizzare l'oceano non è nuovo, essendo stato sviluppato, ad esempio, 10 anni fa in Australia. Gli investitori hanno già versato almeno 2,5 milioni di dollari nella società, senza sapere se il concetto sia praticabile o conoscere i suoi probabili impatti sugli ecosistemi marini.
BlueGreen Water Technologies: utilizzo di pesticidi per generare crediti di carbonio
Questa azienda israeliana sta progettando di vendere crediti di carbonio affondando le fioriture algali dannose e ha lavorato in diverse località di acqua dolce. Ora prevede di espandere le sue operazioni nelle aree oceaniche dove distribuirà alghicidi per eliminare le alghe, tra cui solfato di rame, solfato di alluminio e percarbonato di sodio. Quest'ultimo rilascia perossido di idrogeno quando viene a contatto con l'acqua che, secondo l'Agenzia europea per le sostanze chimiche, "è dannoso per la vita acquatica con effetti di lunga durata".
→ Tratto da Geoengineering Monitor. Qui l’originale 
in inglese. Traduzione di Ecor.Network
Questo aggiornamento sulla geoingegneria marina riassume gli ultimi sviluppi riportati dalla Geoengineering Monitor Map.
Immagini:
Le immagini delle alghe riportate in questo articolo non sono riferite ai progetti citati.
In apertura foto di Klaus Stiefel, da Flickr.
Sargassum muticum Yendo Fensholt 1955 Lamiot WimmereuxHautsDeFrance Estran Juillet 2016a6, by Lamiot. Licenza: CC BY-SA 4.0.
Sargassum seaweed blob, by Symbiosis.Licenza: CC BY 2.0.
Measuring depth of Sargassum weed in rough water, by Johnmartindavies.Licenza: CC BY-SA 4.0.
Sargassum, by qnr. Licenza: CC BY-SA 2.0.
Sargassum weed diver's view, by Johnmartindavies.Licenza: CC BY-SA 4.0.