3 benefici delle alghe, tra mitigazione e alimentazione sostenibile
Green Tech Insight #13 - Qual è il ruolo delle alghe nella lotta al cambiamento climatico? Scopriamo limiti, sviluppi e 2 nuovi progetti interessanti.
Benvenuti e benvenute!
Nel mese di luglio si è parlato molto degli oceani, del loro ruolo e della loro importanza.
L’ultimo numero di Green Tech Insight è stato dedicato proprio a loro: gli oceani, infatti, stanno svolgendo un ruolo cruciale nel contenere il riscaldamento del pianeta, grazie alla loro capacità di assorbire calore e CO₂.
Secondo le stime, i mari hanno assorbito oltre il 90% del calore in eccesso e il 30% della CO₂ prodotta dall'uomo dagli anni '80 a oggi. Questo ha avuto un costo altissimo, portando a un aumento dell'acidità che ha danneggiato parte dell'ecosistema marino.
Se vuoi saperne di più sul ruolo degli oceani e su come stanno cambiando, ti consiglio di recuperare la scorsa pubblicazione “Oceani e cambiamento climatico: cosa sta succedendo”.
Oggi rimaniamo immersi nelle acque marine per parlare di organismi molto utili per far fronte al cambiamento climatico e alle sfide presenti e future: le alghe.
Le alghe offrono una serie di benefici che spaziano dalla mitigazione degli effetti del cambiamento climatico all'alimentazione sostenibile.
1. Stoccaggio di CO₂
Un recente studio pubblicato su Nature Geoscience ha messo in luce il ruolo delle macroalghe nei processi di immagazzinamento del carbonio sotto forma di biomassa.
Le alghe possiedono una straordinaria capacità di stoccare anidride carbonica, contribuendo così alla riduzione dei livelli di gas serra nell'atmosfera. Questi organismi intrappolano la CO₂ presente nell’atmosfera attraverso la fotosintesi.
Proprio in virtù di questa loro capacità, è possibile utilizzare le alghe per la cattura di CO₂ attraverso diversi metodi.
Il primo metodo consiste nel coltivare le alghe in grandi serbatoi o fotobioreattori, dove vengono alimentate con CO₂ proveniente da fonti industriali o da impianti di produzione di energia. Le alghe crescono quindi rapidamente, assorbendo la CO₂ e producendo biomassa.
Il secondo consiste nel coltivare le alghe in ambienti naturali, come paludi o laghi. In questo caso, le alghe assorbono la CO₂ dall'atmosfera e la rilasciano nell'acqua, dove viene poi sequestrata dal suolo o dai sedimenti.
La cattura della CO₂ attraverso le alghe presenta diversi vantaggi rispetto ad altre tecnologie. Innanzitutto, è un processo naturale che non richiede l'utilizzo di energia o di sostanze chimiche. In secondo luogo, le alghe possono essere utilizzate per produrre biomassa, che può essere utilizzata per produrre combustibili, bioplastiche o altri prodotti.
2. Biocarburante
Le alghe sono una fonte promettente di biocarburante, grazie alla loro capacità di crescere rapidamente, accumulare elevate quantità di lipidi (oli) e utilizzare ambienti acquatici per la coltivazione, che non competono con le colture alimentari terrestri.
I biocarburanti vengono prodotti a partire da materiali o rifiuti organici e svolgono un ruolo importante nella riduzione delle emissioni di gas a effetto serra. Inoltre sono una delle maggiori fonti di energia rinnovabile in uso a oggi.
Per questi motivi, gli scienziati stanno cercando nell’oceano nuove fonti di biocarburanti, che non richiedano un utilizzo intensivo di risorse. Una di queste è rappresentata proprio dalle alghe marine.
La coltivazione di alghe marine presenta numerosi vantaggi, dal momento che per crescere non necessitano di acqua dolce, suolo arabile o fertilizzanti. Questo offre numerosi benefici ambientali, come l’eliminazione di emissioni causate dall’irrigazione e dalla deforestazione messa in atto per dare spazio alle colture.
Tipi di biocarburanti derivati dalle alghe
Biodiesel: le microalghe sono particolarmente adatte per la produzione di biodiesel, grazie al loro alto contenuto di lipidi. Gli oli estratti dalle microalghe possono essere convertiti in biodiesel attraverso un processo di transesterificazione, una reazione chimica in cui un trigliceride reagisce con un alcool in presenza di un catalizzatore per formare esteri metilici (biodiesel) e glicerolo.
Bioetanolo: le macroalghe, come le alghe brune, verdi e rosse, contengono carboidrati che possono essere fermentati per produrre bioetanolo. Questo può essere utilizzato come additivo per benzina o come combustibile per motori modificati.
Biogas: le macroalghe possono essere utilizzate anche per la produzione di biogas mediante la digestione anaerobica, un processo in cui la biomassa delle alghe viene decomposta in assenza di ossigeno, producendo metano.
Si prevede, grazie all’avanzamento della ricerca e dello sviluppo, che la produzione di energia dalle alghe possa diventare sempre più promettente e utile ad accelerare il processo di decarbonizzazione.
3. Cibo per il futuro
Con l’aumento della popolazione globale e la crescente domanda di fonti alimentari sostenibili, le alghe rappresentano anche una grande risorsa alimentare.
La Commissione Europea, nel maggio 2020, ha presentato la strategia "Dal produttore al consumatore" come una delle azioni chiave del Green Deal europeo. Questa strategia, che contribuisce al raggiungimento della neutralità climatica entro il 2050, vuole far sì che l'attuale sistema alimentare dell'UE diventi un modello sostenibile.
Questa strategia sostiene il ruolo delle alghe nella transizione verso le proteine vegetali, contribuendo a un sistema alimentare più sostenibile. L'uso delle alghe, infatti, può ridurre la pressione sui vegetali derivati dall'agricoltura e dalla silvicoltura, offrendo un’ottima fonte di nutrimento alternativa che non compete per i terreni agricoli.
Le alghe sono una fonte eccellente di vitamine (A, C, E, K, e vitamine del gruppo B), minerali (ferro, calcio, magnesio, potassio), antiossidanti, proteine, fibre e acidi grassi omega 3.
Inoltre, la loro coltivazione e produzione richiede risorse limitate rispetto alle colture terrestri, e possono crescere rapidamente senza richiedere pesticidi o fertilizzanti chimici. Le alghe sono adattabili a vari metodi di coltivazione, dai sistemi aperti che utilizzano la luce solare, ai bioreattori chiusi, rendendole una risorsa altamente produttiva e sostenibile.
È fondamentale che la sostenibilità ambientale di queste coltivazioni rimanga centrale anche allo scalare della produzione e del consumo di alghe.
2 progetti interessanti
1. L’algovoltaico
L'Enea, insieme a Enel Green Power, ha realizzato a Portici (NA) il primo impianto algovoltaico in Italia, in grado di abbinare la produzione di energia elettrica da fotovoltaico con la produzione di microalghe per uso alimentare, cosmetico e farmaceutico.
Si tratta di un impianto che abbina i pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica a fotobioreattori dove poter coltivare alghe.
Le alghe, infatti, per crescere hanno bisogno della luce, e la stessa luce può essere sfruttata per la produzione di elettricità tramite i pannelli fotovoltaici.
In questo impianto le microalghe crescono in una soluzione acquosa che scorre all'interno dei fotobioreattori, che sono tubi trasparenti in vetro organizzati in due schiere verticali parallele, e collegati tra loro in modo da creare una serpentina continua in cui circola il fluido.
I fotobioreattori non sono esposti direttamente al sole, ma sono messi sotto i moduli fotovoltaici, e quando la biomassa delle alghe è adeguata viene raccolta, separandola dall'acqua grazie a una centrifuga.
Le alghe consentono di sfruttare l’energia proveniente dal sole meglio delle colture tradizionali poiché hanno una maggiore efficienza fotosintetica; inoltre, la soluzione tecnologica sviluppata si presta anche a essere applicata a impianti fotovoltaici esistenti.
Fonte: Enea
2. North Sea Farm 1
North Sea Farmers (NSF) è un'organizzazione non-profit dedicata a promuovere l'industria delle alghe in Europa, concentrandosi sul Mare del Nord. NSF lavora lungo l'intera catena del valore delle alghe, favorendo sostenibilità, ricerca e innovazione.
Fonte: North Sea Farmers
North Sea Farm 1 è un progetto innovativo di sistemi di coltivazione di alghe offshore, che prevede l’utilizzo di strutture galleggianti ancorate sul fondale marino per coltivare alghe. Queste strutture sono progettate per resistere alle condizioni del Mare del Nord, inclusi forti venti e mareggiate.
Solo alcuni giorni fa, il 22 luglio, North Sea Farmers ha annunciato che questo autunno, all'interno del parco eolico "Hollandse Kust Zuid" (HKZ), situato a circa 18 chilometri dalla costa di Scheveningen nel Mare del Nord, aprirà la prima coltivazione di alghe su scala commerciale al mondo.
North Sea Farm 1, creata da North Sea Farmers con finanziamenti del Right Now Climate Fund di Amazon, è una coltivazione galleggiante situata tra turbine eoliche dove la coltivazione di alghe può essere testata e migliorata. Verranno inoltre condotte ricerche scientifiche in loco sul potenziale delle coltivazioni di alghe di catturare l’anidride carbonica.
North Sea Farm 1 si propone come catalizzatore per l'espansione del settore delle alghe. Una volta completata, la coltivazione si estenderà su 5 ettari e si prevede che produrrà almeno 6.000 kg di alghe fresche nel primo anno.
Limitazioni e sviluppi futuri
Purtroppo nonostante il grande potenziale delle alghe, attualmente la maggior parte dei sistemi di produzione non è ancora economicamente sostenibile, soprattutto su larga scala.
Le limitazioni che ostacolano l'implementazione diffusa delle alghe riguardano soprattutto:
- Produttività sub-ottimale: la crescita delle alghe non è ancora abbastanza efficiente da giustificare l'investimento su vasta scala. Serve un miglioramento significativo nelle tecniche di coltivazione per aumentare i rendimenti.
- Costi elevati di installazione e raccolta: la configurazione e la manutenzione dei sistemi di coltivazione delle alghe possono essere costose. Inoltre, i metodi di raccolta attuali richiedono attrezzature sofisticate e costi operativi elevati.
La cooperazione internazionale e il sostegno governativo saranno cruciali per superare questi ostacoli. Con il progresso tecnologico, possiamo aspettarci miglioramenti nei rendimenti delle alghe e riduzioni dei costi operativi, rendendo queste soluzioni più praticabili su larga scala.
In conclusione, le alghe offrono soluzioni poliedriche che spaziano dalla nutrizione umana alla mitigazione del cambiamento climatico.
Con un impegno continuo e un approccio collaborativo, possiamo trasformare il potenziale delle alghe in realtà!
Consigli di lettura:
Qui puoi trovare un articolo molto interessante per approfondire il tema dei biocarburanti prodotti da micro e macroalghe.
Se vuoi saperne di più sull’oceano e sui cambiamenti che sta affrontando, leggi questo episodio.
Scopri di più sul progetto ALGADISK con questo breve e interessante video.
Qui puoi approfondire la strategia Farm to Fork di cui ho parlato nel testo.