在不远的将来,海藻可能会为飞机、卡车、汽车和船舶提供动力的生物燃料。利用海藻力量的技术正在大量发展中,WHOI的研究人员处于这一令人兴奋的新冒险的最前沿。这个想法是将生物燃料的主要来源从陆上作物转变为快速生长的海帶——也就是说,将能源部门从农业转向水产养殖。
这一研究始于2018年,当时美国能源部创建了MARINER项目:大藻类研究激励新能源资源。MARINER为研究人员提供资金,以调查提高海帶能量含量的方法,并确定产量最大化的耕作技术。目标是使海藻养殖具有成本效益。美国海岸线面积超过450万公顷,非常适合养殖海带,最终可以满足全国液体燃料需求的10%。
根据WHOI水产养殖研究专家Scott Lindell的说法,养殖海洋有几个好处。海洋是一个利用不足的空间;那里的农业可以腾出土地用于其他用途——例如,种植农作物作为食物,而不是生物燃料。水产养殖也为环境带来好处。它不需要使用不断减少的淡水资源,也不需要肥料或杀虫剂——沿海海水拥有海藻所需的所有营养物质和阳光。
更好的是,海带可以去除沿海地区的营养污染,净化水,同时将多余的营养物质转化为新组织。随着海藻的生长,海藻可以吸收二氧化碳,而不是像陆地牲畜那样产生二氧化碳。如果这还不够,海帶养殖场已被证明可以为各种海洋生物提供栖息地。
Lindell和他的WHOI团队与康涅狄格大学-斯坦福大学、美国农业部、康奈尔大学、新罕布什尔大学和GreenWave合作。每个组织在整个过程中都发挥着作用,WHOI专注于提高产量——每米(或英尺)可以种植的海带总量。Lindell和WHOI技术经济分析师Hauke Kite-Powell将作物产量确定为最具影响力的起点。
Lindell说:“我们专注于尝试选择性地培育出产量更高的菌株。”
为了实现这一目标,该团队收集了500个雄性和500个雌性品种的海带。从这个池子中,他们有选择地杂交个体来选择各种特征。传统上,这个过程是漫长而耗时的,但现代技术大大加快了进展。该团队对每个父母的整个基因组进行了测序,并将个体的基因组与其身体特征相匹配:其叶状叶片的长度和宽度、糖含量、碳和氮含量以及许多其他特征——总共约有50个特征。