כשאקליפטוסים ואצות נפגשים

אקליפטוסים ידועים בקצב גידולם המהיר וביכולתם לשגשג במגוון אזורי גידול, צילום: דורון לב

הכריתה הנרחבת של יערות גשם ברחבי הגלובוס, מאגן האמזונס ועד איי אינדונזיה, נמשכת כל העת. שטחי יער בעלי מגוון ביולוגי עשיר נכרתים בעבור גידולים חקלאיים כגון שדות סויה או דקלים לייצור שמן דקל, וזאת תוך ניצול והרס של יערות הגשם העשירים במגוון אדיר של בעלי חיים.

» רוצים לקבל עדכונים נוספים  הצטרפו אלינו לפייסבוק

כעת דמיינו שבמקום שדות סויה שמשתרעים מאופק לאופק, את הנוף המיוער משבצות חורשות אקליפטוסים קטנות, ובלבן חממות גידול מוריקות ובהן צינורות שקופים המתפקעים מאצות. זהו חזונם של מספר הולך וגדל של חוקרים, אשר בוחנים פתרונות למחסור הגדל בשטחי אדמה חקלאיים, לבעיית הביטחון התזונתי בעולם וכן לשינוי האקלים.

כחלק מהמאמץ הגלובלי למציאת פתרונות בני-קיימא, נערכים מחקרים המנסים לשלב באופן יעיל טכנולוגיות לייצור מזון ואנרגיה, ובתוך כך להפחית את טביעת הרגל הפחמנית שלהן לערכים שליליים, כלומר – לייצר מזון ואנרגיה בתהליך שבו נקלט יותר פחמן דו-חמצני (CO2) מהאטמוספירה מאשר זה שמשתחרר בחזרה אליה.

השילוב של גידולי אצות ואקליפטוס נמצא כעת בלבו של מחקר השואף להחליף חלק משדות הסויה העצומים ברחבי יבשת אמריקה הדרומית והצפונית במערכת משולבת שכוללת מטעי אקליפטוס, מתקנים להפקת חשמל וגידול אצות למאכל. על פי החוקרים, שביצעו ניתוח כלכלי למודל של מערכת משולבת כזאת, מערכת מסוג זה תהיה בעלת ישימות כלכלית במגוון תנאי שוק.

יותר מזון בפחות משאבים

בשנים האחרונות מאחדות מדינות העולם מאמצים במטרה להגביל את עליית הטמפרטורה העולמית הממוצעת אל רף שאינו מעבר לשתי מעלות צלזיוס מעל הממוצע בתקופה הטרום-תעשייתית. על פי הפאנל הבין-ממשלתי בנושא שינוי האקלים (IPCC), כדי לעשות זאת, אין די במעבר לאנרגיות בעלות פליטה אפסית של פחמן דו-חמצני, כמו אנרגיה סולארית או אנרגיית הרוח, אלא יש צורך גם בפיתוח תהליכים שבהם מתקיימת קליטה של פחמן דו-חמצני מהאטמוספירה, כפי שמתרחש בתהליכי קיבוע פחמן במערכות טבעיות על ידי צמחים ואצות.

אקליפטוסים ידועים בקצב גידולם המהיר, בנוסף ליכולתם לשגשג במגוון אזורי גידול ובפרט באזורים יובשניים עם כמות משקעים נמוכה, כגון ישראל. האקליפטוס הינו צמח רב-שנתי שמתחדש לאחר הכריתה. יחד עם גודלו המאסיבי וקצב צמיחתו המהיר, הוא בעל יכולת קליטה וקיבוע של פחמן דו-חמצני גדולה לאין שיעור מצמחים עונתיים אחרים. תהליך ניצול חומר הגלם של האקליפטוס כמקור אנרגיה הוא פשוט וזול בהרבה מאשר האלטרנטיבות הקיימות. היתרונות הללו מאפשרים הפקת אנרגיה רבה יותר לתא שטח נתון וצמצום השטחים הנדרשים להפקת אנרגיה.

במקביל, בשנים האחרונות מהוות אצות מוקד למחקר כמקור מזון ראשון במעלה, עקב קצב גידולן המהיר ויכולתן לייצר תוצרת רבה יותר (ועשירה בחלבונים) מתא שטח קטן בהרבה בהשוואה לגידולים יבשתיים אחרים. זאת מכיוון שאצל אצות, כל החומר הביולוגי שגדל יכול להפוך לתוצר חקלאי, בניגוד לצמחי יבשה שבהם בחלק גדול מהמקרים רק השורש, הפרי או הזרעים של הצמח מהווים חלק מהתוצר החקלאי, בעוד שהענפים, הגזע, העלים והגבעולים נזרקים.



לדברי ד"ר עדי לוי, המנהל המדעי של האגודה לאקולוגיה ולמדעי הסביבה, כיום עולם חקלאות האצות נע לכיוון של גישה המכונה "ביורפיינרי" (בית זיקוק ביולוגי), השואפת לעשות שימוש ברכיבים שונים של האצות (כגון פיגמנטים חומרים נוגדי חימצון, חלבונים, חומצות שומן, פחמימות ועוד) על מנת להפיק מגוון מוצרים מאותה אצה ובכך לנצל עד תום את מרכיבי האצה ואת המשאבים המושקעים בגידולה.

בלבו של המחקר החדש נמצאת שיטת ייצור משולבת, השואפת "ליהנות" מכמה עולמות. המערכת מתחילה בגידול העצים במטעי האקליפטוס. על פני שטח של 28 קמ"ר. משם נלקחים חומרי הגלם המעוצים למתקן אשר מהווה את תחנת הכוח, שם נשרפים חומרי הגלם על מנת לייצר חשמל. בתהליך השריפה נוצרים חום ופחמן דו-חמצני, שמועברים למתקן גידול האצות. שם הם מנוצלים על מנת להאיץ את תהליך גידול האצות, אשר בתנאים רגילים היו מתפתחות לאט יותר או שכלל לא היו גדלות (למשל באקלים קר או בתקופת החורף). עודפי הפחמן הדו-חמצני מתהליך הבעירה מוזרקים לעומק הקרקע, שם הם מגיבים כימית עם חלקיקי המסלע וכך לא משתחררים בחזרה לאטמוספירה.

תועלת סביבתית שמיתרגמת לתועלת כלכלית

על פי המחקר, מערכת תלת-שלבית זו מסוגלת לייצר עבור אותו תא שטח המשמש לגידול סויה את אותה כמות חלבון (באמצעות גידול האצות), להפיק חשמל (משריפת שבבי העצים) ולהביא לטביעת רגל פחמנית שלילית (בזכות קיבוע הפחמן ברקמות האצות ובשורשי האקליפטוסים והזרקת שאריות הפחמן הדו-חמצני לעומק הקרקע). השגת שלושת היעדים בו-זמנית הינה בבחינת חידוש משמעותי, מכיוון שכיום תהליכי ייצור המזון והאנרגיה מבזבזים משאבי מים, אנרגיה וקרקע רבים ופולטים גזי חממה רבים לאטמוספירה.

החוקרים ערכו ניתוח כלכלי לטווח ארוך של 30 שנות פעילות, הלוקח בחשבון מגוון רחב של מחירי סחורות ותרחישי שוק שונים, כמו גם השוואות למערכות דומות הפועלות כיום ומייצרות כל אחת בנפרד אצות, חשמל וקיבוע פחמן אטמוספרי. החוקרים הגיעו למסקנה שהמערכת רווחית במגוון תנאי שוק סבירים. ניתוח רגישויות כלכלי שנעשה הראה שעלויות ההחזר הממשלתיות עבור קיבוע פחמן אטמוספרי, יחד עם מחירי השוק של אצות, הם שיקבעו את מידת ההצלחה הכלכלית של הפרויקט.

מגבלות הפרויקט הן בעיקר הצורך בקרבה למקור מים מליחים עבור גידול האצות והצורך בהימצאות מבנה גיאולוגי מתאים להזרקה של פחמן דו-חמצני אל הקרקע. כמו כן, לא נידונו לעומקם השלכות סביבתיות שליליות של פרויקט מסוג זה, כגון השפעת הזרקת הפחמן הדו-חמצני לעומק הקרקע והשפעת גידול מסחרי של מטעי אקליפטוס על הסביבה המקומית.
אצות ודגים במעגל סגור

כיום פועלים בארץ כ-15 חברות ויזמים בתחום גידול האצות למגוון רחב של שימושים, החל ממקור איכותי של חלבונים לייצור מזון עשיר לבני אדם ולבעלי חיים, המשך ביצירת ג'לים לתעשיית הקוסמטיקה ולשימוש במחקר מדעי וכלה בייצור פיגמנטים נוגדי חמצון לתעשיות הקוסמטיקה ותוספי התזונה.

שיטות הממזערות למינימום את צריכת המשאבים ופליטת הפחמן אל האטמוספירה, למשל באמצעות גידול האצות בסמוך לבריכות דגים או לכלובי דגים בים, נבחנו גם הן במחקרים ישראליים בשנים האחרונות. מערכות משולבות אלו כוללות דגים ואצות, ולעתים אף חסרי חוליות כגון צדפות. הן מאפשרות ליצור מעגל כמעט סגור שבו האצות וחסרי החוליות ניזונים מהפרשות הדגים העשירות בחומרי הזנה, תוך טיהור המים שחוזרים לאחר מכן נקיים אל הדגים, ואילו הדגים ניזונים מהאצות שגדלות בסמוך אליהם במקום "קמח דגים", שמקורו מדיג של דגי ים והוא תורם את חלקו לניצול היתר של שדות הדיג בעולם.

אף שייתכן בהחלט שיזם ישראלי ירים את הכפפה ויאמץ את הפיתוח החדש, שעושה שימוש בעץ האקליפטוס הנפוץ בישראל ובאצות, נראה כי בינתיים, יישום המודל יהיה כלכלי בעיקר במרחבים האינסופיים של שדות הסויה והתירס של דרום וצפון אמריקה.

הכתבה התפרסמה באתר "זווית" - סוכנות ידיעות למדע וסביבה