能食用又能吸碳 重視海藻救暖化與糧荒

汪中和 / 中央研究院研究員 2020/04/07 16:18 點閱 2558 次

由於中南半島的乾旱導致稻米減產,以及新型冠狀病毒疫情擴大,各國都提高米糧的囤積與惜售心理,泰國及越南的稻米價格本週飆到6年來的新高,世界稻米市場發生供不應求、價格上漲的情形。許多人開始擔心,在疫情過後,我們是否接續迎接飢荒的新威脅?

嚴防糧食危機

實際上,全球暖化帶來的極端天氣變化,加上高溫、乾旱、病蟲害侵襲及水資源缺乏,近年來全球的糧食一直承受極大的減產壓力,聯合國不斷呼籲各國要嚴加防範飢荒的衝擊。從去年夏天至今發生在中南半島的乾旱,以及今年肆虐全球的新冠病毒,只是促發這個危機加速到來的點火點;我們確實需要超前佈署,預防可能的糧荒危機。

最近美國能源部的高等研究計劃署(Advanced Research Projects Agency)大力推動有關海洋巨型藻類農場的研發,主要目的是希望提供更多的生質能源原料。目前,美國有5%能源來自玉米和木質等材料的生質能源,由於它能夠提供航太和其他交通工具所需的燃料,運用十分靈活,因此許多專家認為生質能源的佔比重應該提高到總能源的20%~25%,以取代高碳排的化石燃料。

海藻轉化生質能源

然而生質能源的生產過程需要大量土地、肥料和淡水,不但容易造成汙染,還相當耗費生產糧食的資源,形成彼此競爭的負面效應。為了滿足生質能源增長的需求,又不傷害寶貴糧食的生產,海藻就成了科學家追尋的答案。海藻不需要土地、施肥和淡水,僅需要利用地球上廣闊的海洋來種植,再通過不同的化學過程轉化為生質能源。

很多亞洲國家有悠久的海藻利用歷史,主要是為了食用,也都是近岸的小規模種植。如果要讓巨型海藻成為生物能源的主要來源,需要以低成本的方式將海藻轉化為商業化的能源;也需要開發出在遠洋大範圍種植大型藻類的技術,以克服遠洋的種種不利環境,如颱風等。另外,大洋的海藻農場距離陸地較遠,如果要高效率地運營,需要以最少的人力進行自動化生產。

建造大型海藻農場

然而在太洋中間建造巨大的海藻農場,有個基本的障礙要克服:大洋表層陽光充足但缺乏營養鹽,較深海水有足夠的營養鹽但陽光卻不足;因此海藻難以自然生長。

學者提出的解決方案相當有創意:把養殖海藻的浮筒固定在由太陽能板提供能源的無人潛航器上,在晚上、有風暴或船舶經過時,無人潛航器可把海藻拉到海面下吸收養分;白天及環境安全時,則上浮接受陽光充分照射。養殖成熟後,無人潛航器還可把整個農場拖拉到收割的地點進行採收。

多元化用途

海藻不僅可供食用,又是生質能源的原料,並能在生長過程中通過光合作用從大氣中吸收大量二氧化碳,因此還有吸碳的功能,在降低大氣層二氧化碳的濃度,以及緩解氣候暖化的效益上,扮演十分正面的多元腳色。

我們臺灣也正面臨減碳及糧食生產的巨大挑戰,又有豐富的養殖經驗,海藻農場的概念值得深入研發推動;但其對於生態系統可能存在的影響,以及對食物鏈會帶來的連鎖反應,仍需要我們警慎的去因應防範。