Într-un hambar de lemn de la marginea campusului de la Universitatea din California, Davis, vitele se aliniază la sloturile de hrană alocate pentru a smulge guri de fân de lucernă.

algele

În primăvara trecută, mai multe dintre aceste vaci de lapte Holstein au participat la un studiu pentru a testa o cale promițătoare către reducerea emisiilor de metan de la animale, o sursă imensă de gaze cu efect de seră care determină schimbările climatice. Prin adăugarea unei cantități mici de alge marine în hrana animalelor, cercetătorii au descoperit că ar putea reduce producția de metan a vacilor cu aproape 60%.

În fiecare an, producția de animale pompează gaze cu efect de seră cu efect echivalent de încălzire a mai mult de 7 gigatone de dioxid de carbon, aproximativ același impact global ca și industria transporturilor. Aproape 40% din aceasta este produsă în timpul digestiei: bovinele, caprele și oile eructează și trec metanul, un gaz cu efect de seră foarte puternic, deși relativ de scurtă durată.

Nu vă mulțumiți cu jumătate din poveste.
Obțineți acces gratuit la știrile tehnologice de aici și acum, fără paravane.

MIT Technology Review oferă un filtru inteligent și independent pentru fluxul de informații despre tehnologie.

Dacă reducerile obținute în studiul UC Davis ar putea fi aplicate în întreaga industrie zootehnică din întreaga lume, ar elimina anual aproape 2 gigatone din aceste emisii - aproximativ un sfert din poluarea climatică totală a Statelor Unite în fiecare an.

Ermias Kebreab, profesor de știință animală la UC Davis, care conduce lucrarea, se pregătește să întreprindă un studiu mai ambițios în lunile următoare, evaluând dacă cantități mai mici dintr-o formă mai puternică de alge marine pot reduce și mai mult emisiile de metan. Între timp, unele companii au fugit pentru a explora care ar putea fi provocarea mai grea: creșterea ei la scară masivă.

„Reduceri foarte, foarte mari”

Problema este procesul digestiv al bovinelor și al altor rumegătoare, cunoscut sub numele de fermentație enterică. Microbii din tractul lor digestiv se descompun și extrag energia din carbohidrații din ierburile fibroase. Dar același proces generează și hidrogen, pe care un set separat de microorganisme îl hrănesc, producând metan.

Aproximativ 95% din gaz scapă prin gură și nări, în timp ce restul iese în cealaltă direcție.

Cercetătorii au explorat o serie de căi potențiale de reducere a emisiilor de animale, inclusiv reproducerea selectivă (unele animale sunt mai puțin gazoase decât altele), vaccinuri, transferuri de microbiomi, diverse suplimente alimentare și furaje mai eficiente - toate cu rezultate variate, spune Dan Blaustein-Rejto ., analist senior în agricultură la Breakthrough Institute, un centru de cercetare axat pe soluții tehnologice la problemele de mediu.

Dar există un impuls din ce în ce mai mare în spatele abordării algelor marine, datorită rezultatelor aproape șocant de eficiente din studiile științifice inițiale. În 2014, cercetătorii australieni au descoperit că dozele mici de alge roșii cunoscute sub numele de Asparagopsis taxiformis au eliminat practic producția de metan în experimentele de laborator. Testele de teren cu oi vii au redus emisiile cu până la 80%, în timp ce experimentul UC Davis, primul pe bovinele vii, a arătat o reducere cu 58% în medie, atunci când o algă asociată reprezenta 1% din dieta lor.

Mai mult lapte și carne

Kebreab a crescut în Eritreea, o țară din Africa de Est de pe coasta Mării Roșii, care se luptă cu secete recurente și foamete. Lipsa continuă de lapte sau carne l-a inspirat să studieze efectivele de animale, în speranța de a găsi modalități durabile de a produce mai mult din ambele. Profesorul UC Davis, Ermias Kebreab, hrănește manual o vacă în campus.

Kebreab a început cercetarea problemei metanului cu mai mult de un deceniu în urmă. Dar lucrările recente privind algele marine au fost determinate, parțial, de adoptarea unei legi din 2016 în California care solicita reducerea emisiilor de metan ale statului cu 40%. Acest lucru pune o presiune reală asupra companiilor pentru a găsi modalități eficiente și accesibile de a face acest lucru, în special în rândul fermierilor de bovine și lactate din Valea Centrală. Statutul se concentrează în primul rând pe problema conexă, dar mai mică, a reducerii metanului din gunoiul de grajd al animalelor - pentru care există unele mijloace disponibile pentru a realiza și măsura progresul. Dar reducerea emisiilor provenite de la eructații de vaci ar conta și pentru îndeplinirea acestui mandat.

„De îndată ce SB-1383 a intrat online, nivelul dobânzii a crescut enorm - și este concentrat în California”, spune Kebreab.

Un efect secundar negativ în studiul inițial al UC Davis este că vitele au scăzut cantitatea pe care o consumau în fiecare zi. Este o mare problemă, deoarece cu cât vacile mănâncă mai mult, cu atât produc mai mult lapte sau carne. Kebreab suspectează că problema a fost pur și simplu gust: algele marine sunt foarte sărate. Cercetătorii au amestecat-o în cele din urmă cu melasă pentru a ajuta medicamentul să scadă.

Dar, în mod esențial, în studiul inițial, au folosit o formă de alge marine care nu este la fel de puternică ca algele roșii folosite în experimentele inițiale de laborator australiene. Kebreab intenționează să utilizeze această tulpină în studiul ulterior și consideră că ar putea reduce mai multe emisii chiar și la o doză mai mică.

În lunile următoare, Kebreab va supraveghea un experiment de șase luni cu 24 de bovine de vită. El intenționează să evalueze îndeaproape dacă efectul asupra metanului persistă la același nivel pe o perioadă mai lungă de timp, precum și dacă suplimentul afectează sănătatea, greutatea și calitatea cărnii.

Teoretic, atâta timp cât vitele nu observă gustul (sau nu se obișnuiesc cu el), algele ar trebui să le ajute să se îngrașe. Blocarea producției de metan ar trebui să însemne că mai mulți carbohidrați consumați sunt direcționați către sarcina de a construi țesuturi. În acest caz, fermierii ar putea obține o rentabilitate economică a costului inițial al acestui supliment - deși poate fi sau nu cea mai rentabilă opțiune pentru ambalarea în greutate.

Dar există o altă preocupare: cum să obțineți cele 200 de kilograme de alge roșii de care au nevoie pentru studiu. Nu a fost încă produs la scară comercială, iar acest lucru s-ar putea dovedi dificil.

A ajunge la scară

Australis Aquaculture, un producător de bas de mare asiatic crescut în ocean, cu sediul în Greenfield, Massachusetts, încearcă să găsească o cale printr-un proiect de cercetare din Vietnam, denumit Greener Grazing.

Algele roșii cresc natural în sălbăticie, dar va fi nevoie de o mână umană grea pentru a le produce la viteza și scara necesare pentru a servi chiar și o fracțiune din industria zootehnică globală. Și până acum, algele au rezistat încercărilor de a-l reproduce, spune Josh Goldman, fondatorul companiei. Huynh Thi Khanh la locul de muncă în banca de semințe a Greener Grazing.

Greener Grazing și colaboratorii săi urmăresc mai multe căi pentru a rezolva problema. Dacă o vor sparge, compania va trece la următorul pas al încercării de a crește alge marine în largul coastei Vietnamului. Plantele ar fi plasate în interiorul tipului de plasă de tuburi din plastic folosită pentru creșterea stridiilor și suspendate la câțiva metri sub apă - suficient de adâncă pentru a fi protejată de valuri, dar suficient de aproape de soare pentru ca fotosinteza să stimuleze creșterea.

Între timp, DSM, gigantul conglomerat olandez, lucrează la un aditiv sintetic pentru vaci. O lucrare pe care cercetătorii săi a coautorat-o a descoperit că un inhibitor de metan cunoscut sub numele de 3-nitrooxipropanol sau 3NOP reduce emisiile cu 30% în holsteinurile care alăptează. Studiul a menționat că producția de lapte nu a fost afectată în timpul experimentului de 12 săptămâni și, ca bonus, „energia metanului economisită” a ajutat la generarea de țesuturi, rezultând greutăți corporale mai mari.

DSM Nutritional Products speră să comercializeze furajele pentru animale și a solicitat deja aprobarea Administrației SUA pentru alimente și medicamente pentru a le vinde în Statele Unite.

În timp ce reducerile nu sunt aproape la fel de dramatice ca cele observate la primele teste ale algelor marine, o companie mare cu fabrici și canale de distribuție existente ar putea crește producția mai repede și reduce costurile mai departe decât abordarea acvaculturii, spune Kebreab.

DSM nu a răspuns la o solicitare din partea MIT Technology Review.

Dincolo de California

Kebreab colaborează cu Joan Salwen, un bursier din Stanford care a fondat Elm Innovations, o societate socială care lucrează pentru a strânge bani pentru eforturile de cercetare a algelor marine și pentru a colabora cu industria zootehnică.

Salwen recunoaște cu ușurință că trebuie făcute mai multe cercetări cu privire la efectele asupra sănătății algelor - atât la animale, cât și la oameni - și că încă nu este clar dacă aceste tulpini pot fi extinse într-un mod fezabil din punct de vedere economic. Mai mult decât atât, câștigul produsului într-un stat precum California, unde fermierii se confruntă cu mandate de reglementare, va fi destul de diferit de vânzarea acestuia în părți sărace ale lumii, care contribuie și la emisiile de metan.

Dar dacă totul merge bine, speră Salwen, piețele timpurii încurajate de politici climatice puternice ar putea contribui la extinderea producției și la reducerea costurilor în altă parte.

Mergând înapoi de la hambar, Kebreab menționează că capitaliștii de risc au vizitat campusul pentru a afla mai multe despre cercetare și oportunități. A fost nerăbdător să împărtășească, având în vedere cantitatea de investiții care ar fi necesară pentru a obține o industrie a algelor roșii.

„Cu cât aveți mai mulți bani, cu atât îi putem scoate mai repede pe piață”, spune el.

Dar Kebreab însuși nu are nicio ambiție antreprenorială.

„Îmi place să lucrez cu animalele”, spune el.