碳农业 e 升级改造 – 缓解气候变化和赋予循环经济生命力 (1,2) 的关键词 – 在地球表面的藻类和微藻类中找到了无与伦比的表达方式。
这些原始生命形式不仅在大气中吸收了大量的碳，而且迅速将二氧化碳转化为有机物，从而转化为食物、饲料、肥料和生物燃料。
ABECCS（基于藻类的生物能源与碳捕获和储存) 是应用程序之一 蓝色生物经济 更有意思的。 通过吞噬二氧化碳产生蛋白质和能量。
1）减轻 气候变化 负排放系统。 国际植物保护公约
“减缓气候变化和, IPCC 2022 报告 (政府间气候变化专门委员会), 证实了 2014 年已经注意到的内容。(3) 将全球温度上升控制在 +2°C 范围内的可能性与 116 种可能的情景相关，其中：
- 87% 的假设是基于 BECCS 系统的采用（具有碳捕获和储存的生物能源),
- 这些情景中有 67% 假设到 2100 年这些系统将提供世界上至少 20% 的一次能源。
生产零排放的能源 根据 IPCC 的说法，（例如太阳能、生物甲烷）不足以缓解全球变暖。 我们还需要负排放系统，即能够吸收比排放更多碳的系统。
2) 碳储存。 陆地生态系统的局限性
树木和植物 （例如大麻、竹子）是通过碳储存应对气候变化的基本工具。 (4) 一项发表于 自然 （特雷尔 等., 2021) 还强调了植物生物量的发展与土壤中 CO2 的储存（SOC， 土壤有机碳）。 （5）
观察 108 项实验研究表明，当植物生物量受到 CO2 的强烈刺激时，土壤碳储量 (SOC) 会减少。 的减少 性能 土壤的肥力似乎与某些植物对养分的更多吸收有关，或许也与所采用的农艺措施有关。 因此，SOC 预测可能需要修改。
3）碳储存中的超级微藻
微藻 代表了生产高营养价值食品 (6,7) 和有助于缓解 气候变化. 由于以下原因，还可以通过创建可以克服陆地生态系统限制的碳储存系统。
3.1) 产生的生物能源与使用的空间之间的比率
生物能源的生产 通过微藻需要的表面比通过陆生植物产生相同能量所需的表面小十倍。
3.2) 用水量和生长条件
微藻的培养 比许多陆生作物耗水少。 有两个实质性的区别：
- 即使可能，也不需要使用淡水，
- 可以通过其他工业过程的废水来提供养分。
3.3) 增长速度
光合作用 微藻利用它吸收二氧化碳、水、阳光并产生能量。 但与许多植物不同，微藻不需要长出茎和/或根。
微藻的能量 因此，它主要致力于细胞分裂，这使其能够以比树木快得多的速度不断复制。
因此也是 水生微藻已被确定为快速生长的物种，其碳固定率高于陆生植物。
3.4) 在二氧化碳浓度高的环境中繁荣
一些物种 的微藻能够在高浓度二氧化碳的环境中茁壮成长，并以比陆生植物高 2 到 10 倍的速度有效去除二氧化碳。 一英亩（50 公顷）的藻类每天最多可去除 0,4 吨二氧化碳。
小球藻 它以其对恶劣环境条件的强大抵抗力而脱颖而出，在不同浓度的 CO2 (15%) 以及氮氧化物和硫氧化物（NOx、SOx）（造成烟雾的气体）的存在下表现出出色的生长速度。 (8)
4) 升级改造 CO2 用于藻类的工业生产。 的例子 池塘技术
池塘技术 （加拿大）开发了一个系统 升级改造 各种工厂（例如发电厂、炼油厂、水泥厂、食品工业、 等。）
常规生物反应器，与基础设施相连，将排放物从烟囱转移到水槽中，藻类在水槽中消耗二氧化碳并将氧气释放到大气中，同时为各个目的地生产生物质。
5) 微藻负排放的生物燃料
ABECCS系统 (基于藻类的生物能源与碳捕获和储存) 使用海洋微藻生产负排放能源，即能够满足 IPPC 指出的需求（见上文第 1 段）。
的优点 生物燃料 与其他虚假陈述的材料相比，这样生产的材料是：
- 有效的负碳足迹（不像，例如，棕榈油。见注释 9），
- 没有与粮食生产的竞争，在 输入 （例如淡水）和 产量 （相反，除其他外，用于使用的玉米作物 生物燃料）。 （10）
6) 农林海藻综合养殖系统
嵌入式系统 从各种经济和环境角度来看，农业、林业和藻类种植也有望用于生产食品、饲料和生物能源。 在这方面，一项研究（Beal 等., 2018) 在一个 ABECCS 项目中，该项目将 121 公顷的藻类植物与 2.680 公顷的桉树林相结合。 (11)
桉树生物质 为热电联产提供动力（热电联产厂, CHP) 以及随后的碳捕获和储存 (碳捕集与封存, 中国船级社). 部分捕获的 CO2 用于藻类培养，其余部分被封存。 生物质燃烧提供二氧化碳、热能和电力，同时促进藻类培养。
6.1）集成系统， 产量 蛋白质和能量
综合系统 分析对象（Beal 等., 2018) 产生的蛋白质量与大豆相当，同时产生 61,5 TJ 的电力并封存 29.600 吨/年的二氧化碳。 产生的能量大于消耗的能量，水足迹（淡水）几乎与大豆相当。
经济成果 结果与大豆单一栽培的结果相同，这要归功于产品组合的可用性，这些产品可以包括藻类生物质的供应——具有替代鱼粉或大豆的功能——以及相应的碳信用。 以及尊重森林地区生物多样性的可观环境价值。
7) 临时结论
藻类和微藻类 代表了用于生产具有不同用途（食品、饲料、肥料和生物刺激素， 生物燃料) 和生物能源，具有负碳足迹。
整合 农业和工业系统中微藻生产的前景也看起来很有希望 升级改造 横向流程（例如 联产品) 在食品配料中。
达里奥·东戈和朱莉娅·皮特罗里尼
备注
(1) 达里奥·东戈、朱利亚·皮特罗里尼。 碳农业，欧盟委员会对农业碳信用认证的绿灯. GIFT（伟大的意大利食品贸易）。 21.12.22
(2) 达里奥·东戈。 升级再造，研究和创新的主要途径. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 1.1.23
(3) IPPC，第五次评估报告的综合报告，(2014) AR5 综合报告：气候变化 2014 — IPCC
(4) 玛尔塔·斯特里纳蒂。 大麻在 Hemp-30 核心固碳的能力. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 10.1.23
(5) Terrer, C., Phillips, RP, Hungate, BA 等。 (2021)。 在二氧化碳浓度升高的情况下植物和土壤碳储存之间的权衡。 https://www.nature.com/articles/s41586-021-03306-8 自然 591，599-603。 https://doi.org/10.1038/s41586-021-03306-8
(6) 达里奥·东戈。 ProFuture，微藻养活地球。 欧盟研究项目. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 18.6.19
(7) 达里奥·东戈、安德里亚·阿德尔莫·德拉·佩纳。 欧洲用于食品的藻类和微藻类，ABC. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 14.11.22
(8) SP 辛格，普里扬卡辛格 (2014)。 CO2 浓度对藻类生长的影响：综述。 可再生和可持续能源评论. 38 年第 2014 卷，第 172-179 页，ISSN 1364-0321， https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.05.043.
(9) 达里奥·东戈，朱莉娅·卡迪奥。 棕榈油生物柴油。 反垄断谴责埃尼. 平等。 8.2.20
(10) 玛尔塔·斯特里纳蒂。 战争时期价格上涨和粮食危机。 iPES FOOD 报告的背景. 礼物（伟大的意大利食品贸易）。 10.5.22
(11) 比尔，科林 M.； 阿奇博尔德，伊恩； 亨特利，马克 E.； 格林，查尔斯 H.； 约翰逊，Zackary I. (2018)。 将藻类与生物能源碳捕获和储存 (ABECCS) 相结合可提高可持续性。 地球的未来. 内政部：10.1002/2017EF000704
(12) 达里奥·东戈。 升级再造，研究和创新的主要途径. GIFT（伟大的意大利食品贸易）。 1.1.23
