Les technologies rentables d'élimination du dioxyde de carbone jouent un rôle clé dans la lutte contre le changement climatique. Une équipe de chercheurs de l'Université du Maine, en collaboration avec Conscience Bay Research, a développé un modèle d'aquaculture de varech pour le golfe du Maine qui maximise la séquestration du carbone et la rentabilité de ce puits de carbone naturel.

Les macroalgues sauvages sont l'un des stocks de biomasse végétative les plus étendus et les plus productifs, mais elles poussent principalement dans les zones rocheuses proches du rivage qui ne sont pas propices à une séquestration localisée à long terme, qui ne se produit que lorsque les macroalgues sont incorporées dans les sédiments océaniques profonds à plus de 1 000 mètres de profondeur ou reminéralisé à des profondeurs sous la thermocline permanente dans les zones de l'océan où le carbone est empêché de retourner dans l'atmosphère.

L'aquaculture de macroalgues, comme l'élevage de varech dans le golfe du Maine, pourrait potentiellement être exploitée pour reproduire ce processus de séquestration du carbone en cultivant de grandes quantités de varech sur un site offshore, en transportant le varech vers un "site de puits" en eau profonde, puis en le déposant profondément dans l'océan où le carbone peut être séquestré.

"L'élevage de varech à des fins d'élimination à grande échelle du dioxyde de carbone est une idée qui a récemment attiré l'attention de la communauté des chercheurs, du secteur privé et de l'industrie de l'aquaculture. Le but de notre analyse était d'attribuer un certain réalisme à la conversation concernant les coûts et impact environnemental de cette technologie émergente. Beaucoup considèrent le golfe du Maine non seulement comme un leader national de la production durable de fruits de mer, mais aussi comme un puits de carbone potentiel. Plus d'informations sont indispensables pour aider à orienter le développement potentiel de l'élimination du dioxyde de carbone dans les océans ", déclare Struan Coleman, auteur principal de l'étude et associé de recherche à l'UMaine.

Une équipe de chercheurs dirigée par l'UMaine a cherché à comprendre comment l'aquaculture de varech peut optimiser la séquestration du carbone et la rentabilité.

"La culture du varech pour la séquestration du carbone n'est pas compétitive en ce moment, mais il existe des voies importantes pour réduire le coût de production du varech, ce qui est bon pour tout le monde", déclare Damian Brady, co-auteur de l'étude et professeur agrégé d'océanographie à l'UMaine. "Nous nous sommes concentrés sur le coût de production, car s'il n'est pas compétitif par rapport à d'autres approches de séquestration du carbone, comme la capture directe de l'air, cela peut dicter où les futurs financements de la recherche seront engagés."

Les chercheurs ont créé un modèle détaillé pour l'aquaculture de varech dans la région. En bricolant avec 18 variables différentes - y compris les hypothèses sur les besoins en main-d'œuvre de la récolte, la provenance de l'électricité et la taille des bobines de PVC dans la pépinière où les spores de varech ou les gamétophytes se fixent et se développent - ils ont pu réduire le coût de la séquestration du carbone grâce à l'aquaculture de varech de 17 048 $ par tonne d'équivalent en dioxyde de carbone à 1 257 $.

Les résultats représentent une diminution significative des coûts pour l'élimination du dioxyde de carbone dans l'aquaculture de varech ; cependant, l'objectif de coût de l'industrie pour ces technologies est d'environ 100 $ par tonne d'équivalent dioxyde de carbone afin d'être économiquement viable.

« Cela signifie que l'industrie devra innover au-delà de la façon dont les fermes sont gérées actuellement si l'élimination du dioxyde de carbone des macroalgues doit être économiquement viable », déclare Adam St. Gelais, co-auteur de l'étude et spécialiste de l'innovation en aquaculture à l'UMaine Aquaculture Research Institute. . "De plus, et tout aussi important en ce qui concerne la mise à l'échelle, ce modèle fournit des voies pour réduire les coûts de production et réduire les émissions liées à la production pour la culture du varech, quelle que soit son utilisation finale. Les informations du modèle peuvent être appliquées maintenant pour aider les producteurs à augmenter le rendement et à augmenter les marges. grâce à l'optimisation à mesure qu'ils cherchent à se développer."

Même s'il n'est pas possible d'optimiser tous les paramètres décrits, les scientifiques ont identifié six étapes qui auront le plus d'impact sur les coûts de production, la consommation d'énergie et la surveillance dans l'aquaculture de varech. Premièrement, les fermes devraient avoir la possibilité de se déplacer vers des sites offshore plus grands et contigus afin d'utiliser plus efficacement l'espace océanique et de réduire le risque que les agriculteurs assument lorsqu'ils acceptent un bail pour une ferme aquacole de varech. Les agriculteurs devraient également automatiser le processus d'ensemencement et de récolte, tirer parti de la sélection sélective pour augmenter les rendements et évaluer le rapport coût-bénéfice des cultures en pépinière de gamétophytes par opposition aux spores, car elles sont moins chères et permettent une meilleure sélection sélective.

"Nos résultats sont conformes à de nombreux besoins en recherche et développement sur lesquels l'industrie de l'aquaculture de varech travaille depuis des décennies. Je pense que la valeur réelle de notre approche consistait à examiner la manière dont des variables telles que le rendement, la consommation d'énergie dans le la conception des pépinières et des fermes a un impact sur la structure des coûts des fermes de varech à une échelle relativement importante. Si cette industrie doit continuer à se développer, qu'elle contribue aux chaînes d'approvisionnement alimentaires ou à l'élimination du dioxyde de carbone, nous devrons nous attaquer à ces problèmes ", déclare Coleman .

Les fermes de varech dans le golfe du Maine peuvent également se décarboniser en s'approvisionnant en électricité à partir de sources renouvelables et en utilisant des matériaux à faible impact sur les gaz à effet de serre avec une longue durée de vie. Enfin, ils doivent développer des techniques de surveillance peu coûteuses et précises pour l'élimination du dioxyde de carbone dans les océans afin de réduire l'incertitude de la budgétisation du carbone.

"Notre équipe est ravie de poursuivre ce travail au cours des deux prochaines années et espère accélérer la culture du varech le long de la courbe des coûts technologiques. Nous nous sommes fortement appuyés sur notre analyse initiale pour identifier les leviers les plus percutants que nous pourrions tirer pour répondre aux questions urgentes de recherche et développement. . Grâce à une combinaison d'études sur le terrain et de modélisation, nous espérons éliminer les risques liés aux conceptions et technologies prometteuses", déclare Coleman.

L'étude a été publiée en août 2022 dans Frontiers of Marine Science . + Explorer plus loin

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