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Cambio Climático

Retos e incógnitas contra la fiebre de secuestrar carbono con algas

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A medida que la demanda de créditos de carbono se dispara, el mundo busca opciones capaces de compensar las emisiones. Una de ellas consiste en usar plantas marinas para atrapar CO2 y secuestrarlo en el fondo marino cuando mueren, pero no se sabe cuánto pueden absorber ni cuánto tiempo, ni si la biomasa podría tener usos más rentables que acabar sumergida en el océano

  • por James Temple | traducido por Ana Milutinovic
  • 24 Septiembre, 2021

A finales de enero, Elon Musk tuiteó que planeaba donar 100 millones de dólares (852 millones de euros) a tecnologías prometedoras para eliminar carbono, lo que despertó las esperanzas de muchos investigadores y empresarios.

Unas semanas más tarde, el cineasta y desarrollador de patinetes eléctricos Arin Crumleyanunció que se estaba formando un equipo en Clubhouse, la popular app de audio en Silicon Valley (EE. UU.), para competir por una parte de este premio XPrize, financiado por Musk.

El grupo de artistas, diseñadores e ingenieros se reunió en la sala virtual para comentar una variedad de posibles medios naturales y técnicos para extraer dióxido de carbono de la atmósfera. Mientras las conversaciones avanzaban, se unió el equipo central, formando la empresa Pull To Refresh, y finalmente se decidió cultivar las algas pardas gigantes en el océano.

Hasta ahora, los principales esfuerzos de la empresa incluyen cultivar estas algas en un acuario y probar sus sistemas de control en un pequeño bote pesquero en un lago del norte de California (EE. UU.). Pero el grupo ya está animando a otras empresas a "ponerse en contacto" si están interesadas en comprar toneladas de CO2 secuestrado para compensar sus emisiones de gases de efecto invernadero.

Crumley asegura que las enormes flotas de embarcaciones semiautónomas que cultivan estas algas podrían absorber alrededor de un billón de toneladas de dióxido de carbono y almacenarlo en las profundidades del mar, revirtiendo efectivamente el cambio climático. Y añade: "Con una pequeña cantidad de mar abierto podríamos volver a los niveles preindustriales" de dióxido de carbono atmosférico.

'Nadie lo sabe'

Numerosos estudios muestran que, a mediados de siglo tendremos que eliminar miles de millones de toneladas de dióxido de carbono al año de la atmósfera para evitar los niveles peligrosos de calentamiento y recuperar el planeta. Además, cada vez más corporaciones recorren el mercado en busca de créditos de carbono que les permitan compensar sus emisiones y avanzar hacia el objetivo de la neutralidad de carbono.

Todo eso ha impulsado a un creciente número de empresas, inversores y grupos de investigación a explorar distintos enfoques de eliminación de carbono que van desde plantar árboles hasta triturar minerales y construir fábricas gigantes que absorben CO2.

Las algas marinas se han convertido en un de investigación e inversión área especialmente activa porque ya existe una industria de su cultivo a gran escala, y su potencial teórico para capturar carbono es significativo. Un grupo de expertos reunido por Energy Futures Initiative estimó que las algas marinas tienen la capacidad de reducir entre 1.000 millones y 10.000 millones de toneladas de dióxido de carbono al año.

Créditos: GETTY

Pero los científicos todavía están lidiando con algunas preguntas fundamentales de este enfoque. ¿Cuántas algas podemos cultivar? ¿Qué se necesitará para asegurar que las algas se hundan en el fondo del océano? ¿Y cuánto carbono permanecerá allí el tiempo suficiente para ayudar de verdad al medio ambiente?

Además, nadie sabe cuál sería el impacto ecológico de depositar miles de millones de toneladas de biomasa muerta en el fondo del mar. El profesor asociado de la Universidad de California en Irvine Steven Davis, que analiza la economía de distintos usos de las algas, explica: "Simplemente no tenemos ninguna experiencia en perturbar el fondo del océano con esa cantidad de carbono. No creo que nadie tenga mucha idea de lo que significará intervenir activamente en el sistema a esa escala".

Sin embargo, las incógnitas científicas no han impedido que algunas empresas avancen, haciendo promesas audaces con el objetivo de vender créditos de carbono. Si esta práctica no logra capturar tanto carbono como afirman, podría ralentizar o exagerar el progreso relacionado con el cambio climático, ya que las empresas que compren esos créditos seguirán emitiendo con la falsa promesa de que los océanos están compensando su contaminación, tonelada por tonelada.

La profesora asistente de la Universidad de Buffalo (EE. UU.) Holly Buck, que estudia las implicaciones sociales de la eliminación de carbono en el océano, señala: "Para el campo en su conjunto, creo que tener esta investigación realizada por las universidades en asociación con científicos gubernamentales y laboratorios nacionales ayudaría en gran medida a establecer un nivel básico de confianza antes de empezar a comercializarlo".

El reclamo del océano

Muchas columnas oscilantes de algas gigantes bordean las costas rocosas de la bahía de Monterey en California (EE. UU.), proporcionando hábitat y zonas de caza para peces de roca, nutrias marinas y erizos. Las macroalgas pardas aprovechan la luz solar, el dióxido de carbono y los nutrientes de las frías aguas costeras para crecer hasta 60 centímetros al día. Los bosques de algas pierden sus hojas y frondas continuamente, y las algas marinas se pueden romper por completo a causa de las olas y las tormentas.

A finales de la década de 1980, investigadores del Acuario de la Bahía de Monterey iniciaron una serie de experimentos para determinar dónde acaban todas esas algas. Conectaron transmisores de radio a grandes balsas flotantes de algas marinas y escanearon las profundidades del océano con submarinos operados a distancia.

Los científicos estimaron que los bosques de algas desprendían más de 130.000 toneladas de algas marinas cada año. La mayoría de las balsas de algas marinas llegaban a la costa dentro de la bahía en cuestión de días. Pero, en las observaciones submarinas, encontraron montones de algas marinas que recubrían las paredes y el suelo de un barranco submarino adyacente conocido como el Cañón Submarino Carmel, a cientos de metros bajo de la superficie.

Los científicos han descubierto restos similares de algas marinas en los fondos oceánicos profundos en las zonas costeras de todo el mundo. Y está claro que parte de ese carbono en la biomasa permanece sumergido durante milenios, porque las algas marinas son una conocida fuente de biocombustible.

Un artículo de 2016 publicado en Nature Geoscience estimó que las algas marinas podrían secuestrar de forma natural casi 175 millones de toneladas de carbono en todo el mundo cada año a medida que se hundían en las profundidades del mar o se desplazaban hacia los cañones submarinos.

Eso se traduce en niveles de dióxido de carbono muy por debajo de los que el mundo probablemente tendrá que eliminar anualmente a mediados de siglo, y mucho menos que las cantidades previstas por Crumley y su equipo. Es por eso que Pull To Refresh y otras empresas exploran las formas de aumentar radicalmente el crecimiento de las algas marinas, en embarcaciones en alta mar o en otros lugares.

Alcanzar mares profundos

Pero ¿cuánto carbono quedará atrapado bajo de la superficie y cuánto tiempo? Ciertas especies de algas, como las pardas gigantes, tienen pequeñas vejigas de gas en sus hojas, lo que les permite recolectar más luz solar necesaria para impulsar la fotosíntesis. También pueden mantener a flote los restos o las balsas durante unos días o más, en función de la especie, lo que ayuda a que las corrientes se lleven los desechos de algas a costas distantes.

Cuando el carbono de las algas marinas se descompone en tierra o se convierte en dióxido de carbono inorgánico disuelto en agua de mar poco profunda, puede regresar a la atmósfera, explica el director científico de la organización de investigación Ocean Visions, David Koweek, que se asocia con las instituciones como el MIT, la Universidad de Stanford (EE. UU.) y el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey. El carbono también se puede liberar si las criaturas marinas digieren las algas en las capas superiores de los océanos.

Pero algunas algas de este tipo también se hunden en las profundidades del océano. Sus vejigas se degradan. Las tormentas las empujan tan profundamente que se desinflan. Ciertas especies no son flotantes por naturaleza. Y una parte de ellas que se suelta bajo la superficie permanece allí y puede bajar hacia aguas más profundas a través de los cañones submarinos, como el de la costa de Monterey.

Los modelos de circulación oceánica sugieren que gran parte del carbono en la biomasa que alcanza las grandes profundidades de los océanos podría permanecer allí durante mucho tiempo, porque los patrones de reversión que llevan las aguas profundas hacia la superficie son muy lentos. Por debajo de los 2.100 metros, por ejemplo, el tiempo medio de secuestro excedería los 750 años en las mayores partes del Pacífico Norte, según un artículo recientemente publicado en Environmental Research Letters.

Todo eso sugiere que las algas hundidas deliberadamente podrían almacenar carbono el tiempo suficiente para aliviar algunas de las presiones del cambio climático. Pero importa y mucho dónde se haga y qué esfuerzos se tomen para garantizar que la mayor parte de la biomateria llegue a las profundidades del océano.

Planes lucrativos

El plan de Pull To Refresh consiste en desarrollar embarcaciones semiautónomas equipadas con balsas, paneles solares, cámaras y antenas satelitales, para ajustar su dirección y velocidad para llegar a los puntos designados en mar abierto.

Cada una de estas embarcaciones, llamadas Canarias, también remolcará una especie de enrejado submarino de alambre de acero, conocido como Tadpole, para conectar los lugares en los que las algas pardas gigantes pueden crecer. La embarcación alimentará las algas a través de unos tubos de un depósito de micronutrientes a bordo.

drone y barco al atardecer

Foto: Pull To Refresh ha probado sus sistemas de control en un barco de pesca en un lago en el norte de California. Créditos: Pull To Refresh

Con el tiempo, según Crumley, las algas marinas morirán, caerán y, naturalmente, llegarán hasta el fondo del océano.  La compañía cree que al tener las embarcaciones lejos de la costa, se podrá abordar el riesgo de que las algas muertas regresen.

Pull To Refresh ya ha iniciado conversaciones con empresas sobre la compra de "toneladas de algas marinas" que cultivarían algún día. Crumley señala: "Necesitamos un modelo de negocio que funcione ya o tan pronto como sea posible. Los clientes con los que hablamos son tolerantes; entienden que es el inicio. Así que seremos francos sobre todo lo que no sepamos. Pero seguiremos desplegando las Canarias hasta que tengamos suficientes toneladas para cada pedido".

Crumley escribió en un correo electrónico que la empresa tendría dos años para que la contabilidad de carbono de su proceso fuera aprobada por un tercer acreditador, como parte de cualquier transición, y que estaban llevando a cabo esfuerzos internos de impacto ambiental, hablando con al menos un registro de eliminación de carbono y que esperaban recibir los datos de los investigadores externos que trabajaban en estos temas. Y apostilló: "Nunca vamos a vender una tonelada no verificada por un tercero simplemente porque no queremos formar parte de nada que pueda sonar sospechoso".

'Una escala mayor que cualquier otra'

Otras empresas están tomando medidas adicionales para garantizar que las algas se hundan y para coordinarse con los expertos científicos en el campo.

La empresa de acuicultura Running Tide está llevando a cabo pruebas de campo al norte del Atlántico para determinar dónde y cómo crecen mejor los diferentes tipos de algas en una variedad de condiciones. La empresa se centra principalmente en especies de macroalgas no flotantes y también ha estado desarrollando balsas biodegradables.

La compañía aún no ha probado hundirlas, pero el concepto básico es que las balsas se romperían a medida que las algas crezcan en el océano. Después de unos entre seis y nueve meses, todo debería hundirse fácilmente en el fondo del océano y permanecer allí.

El director ejecutivo de Running Tide, Marty Odlin, resalta que su empresa está trabajando con científicos para asegurarse de calcular el potencial de eliminación de carbono de las algas marinas de manera rigurosa y apropiada.

Ocean Visions ayudó a establecer un equipo asesor científico para guiar las pruebas de campo de la compañía, compuesto por investigadores del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey, UC Santa Bárbara y otras instituciones. La empresa también está coordinando con el Centro para la Reparación del Clima de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) los esfuerzos para determinar con mayor precisión cuánto carbono podrían absorber los océanos a través de este tipo de métodos.

Running Tide planea realizar pruebas durante al menos dos años y medio para desarrollar un "conjunto de datos sólido" sobre los efectos de estas prácticas. Odlin detalla: "En ese momento, la conclusión podría ser que necesitamos más datos o esto no funciona o está listo para ponerse en marcha".

La compañía tiene grandes esperanzas sobre lo que podría lograr. En su página web afirma : "Cultivar algas y hundirlas en las profundidades del océano es una solución de secuestro de carbono que puede escalar más allá que cualquier otra".

Running Tide ha recaudado millones de dólares de Venrock, Lowercarbon Capital y otros inversores. Las empresas de tecnología Shopify y Stripe también han proporcionado fondos, comprando la futura eliminación de dióxido de carbono a precios elevados (250 dólares -213 euros-) la tonelada en el caso de Stripe) para ayudar a financiar los esfuerzos de investigación y desarrollo.

Varias otras empresas y organizaciones sin ánimo de lucro también están explorando formas de secuestrar el dióxido de carbono con algas marinas. Eso incluye la Fundación del Clima (Climate Foundation), que vende una "moneda de algas marinas" asegurada por blockchain a 125 dólares (106 euros) con el objetivo de respaldar sus esfuerzos de investigación más amplios para aumentar la producción de algas marinas como alimentos y con otros fines.

Riesgos

Algunos expertos en captura y almacenamiento de carbono temen que las fuerzas del mercado impulsen los esfuerzos de hundir las algas marinas, independientemente de lo que la investigación descubra sobre su eficacia o sus riesgos. Las empresas u organizaciones sin ánimo de lucro que lo hagan tendrán incentivos económicos para vender los créditos. Los inversores querrán recuperar su dinero. La demanda empresarial de fuentes de créditos de carbono se está disparando. Y los registros de compensación, que ganan dinero al proporcionar un sello de aprobación para los programas de crédito de carbono, tienen un claro interés en añadir una nueva categoría al mercado de carbono.

El registro de compensación voluntario, Verra, ya está desarrollando un protocolo para la eliminación de carbono a través del cultivo de pastos marinos y está "vigilando activamente" el terreno de las algas marinas, según Yale Environment 360.

Ya hemos visto este tipo de presiones con otros enfoques de créditos de compensación, recuerda el director de Políticas de la organización sin ánimo de lucro CarbonPlan, Danny Cullenward, que evalúa la integridad científica de los esfuerzos de la eliminación de carbono.

CarbonPlan y otros grupos de investigación han advertido sobre la excesiva tendencia hacia los créditos y otros problemas con programas diseñados para incentivar, medir y verificar las emisiones evitadas o la eliminación de carbono lograda a través de las prácticas de gestión de suelos y bosques. No obstante, los mercados de créditos de carbono siguen creciendo a medida que los países y las corporaciones buscan formas de compensar sus emisiones actuales, por lo menos sobre el papel, si no pueden lograrlo en la atmósfera.

Sumergir algas marinas en el fondo del océano crea desafíos especialmente complicados para verificar si realmente están secuestrando carbono. Al fin y al cabo, es mucho más fácil contar árboles que rastrear el flujo de carbono disuelto en las profundidades del océano. Eso significa que cualquier sistema de contabilidad de carbono para las algas marinas dependerá en gran medida de modelos que determinen cuánto carbono debería permanecer bajo la superficie durante cuánto tiempo en qué partes del océano, bajo qué circunstancias. Será fundamental acertar con las suposiciones para la integridad de cualquier programa de compensación posible, y cualquier cálculo corporativo de carbono que se base en eso.

A algunos investigadores también les preocupa el impacto ecológico de sumergir tantas algas. El profesor visitante dedicado a la eliminación de carbono de la Universidad Northwestern (EE. UU.) y miembro de la junta asesora de Running Tide, Wil Burns, señala que cultivar suficientes algas para conseguir 1.000 millones de toneladas de carbono secuestradas podría requerir millones de boyas en los océanos.

Esos bosques flotantes podrían bloquear las rutas de migración de los mamíferos marinos. Las criaturas también podrían engancharse en las boyas o en los barcos que las transportan, lo que podría introducir especies invasoras en diferentes áreas. Y los propios bosques de algas podrían crear "nuevas y gigantescas barras de sushi", según Burns, quizás modificando las cadenas alimentarias de maneras difíciles de predecir.

Foto: Un bosque de algas submarino frente a la costa de California. Créditos: GETTY

Añadir tanta biomateria y carbono a las profundidades del océano también podría alterar la bioquímica de las aguas, y eso tendría efectos en cascada sobre la vida marina. "Si se trata de un enfoque que podría alterar enormemente los ecosistemas oceánicos, ¿cree que eso debería estar en manos del sector privado?" pregunta Burns.

Odlin destaca que no tiene ningún interés en trabajar en métodos de eliminación de carbono que no funcionan o que dañan los océanos, y que la razón por la que comenzó a investigar el proceso de hundir las algas marinas fue porque fue testigo de primera mano de cómo el cambio climático afectaba los ecosistemas marinos y las poblaciones de peces. Y añade: "Estoy intentando solucionar el problema. Si esta actividad no lo soluciona, trabajaré en otra cosa que sí lo haga".

A mayor escala

Ampliar la escala del secuestro de carbono basado en algas desde los cientos de millones de toneladas que se estima que ocurren de forma natural a los miles de millones de toneladas necesarias también tendrá desafíos logísticos, sostiene el profesor emérito de la Universidad de Monash en Australia John Beardall, que ha estudiado el potencial y los desafíos del cultivo de algas.

Por un lado, solo algunas partes del mundo ofrecen un hábitat adecuado para la mayoría de las algas marinas, ya que crecen, sobre todo, en aguas relativamente poco profundas, frías y ricas en nutrientes, a lo largo de las costas rocosas.

La expansión del cultivo de algas cerca de la costa será restringida por los usos existentes como el transporte marítimo, la pesca, las áreas marinas protegidas y los territorios indígenas, señala Ocean Visions en una evaluación del "estado de la tecnología". Trasladar el cultivo hacia alta mar, con balsas o boyas, creará desafíos de ingeniería y aumentará los costes.

Además, es posible que las empresas tengan que superar algunas complicaciones jurídicas si su objetivo principal es hundir las algas marinas a gran escala comercial. Existen reglas complejas y en evolución en los tratados como el Convenio y el Protocolo de Londres (Reino Unido) que previenen los vertidos al mar abierto y regulan las "actividades de geoingeniería marina" creadas para contrarrestar el cambio climático.

Los esfuerzos comerciales para avanzar con el hundimiento de algas marinas en ciertas áreas podrían estar sujetos a requisitos de permisos bajo la resolución del Convenio de Londres, o, como mínimo, violarían el espíritu de la normativa si siguen adelante sin evaluaciones ambientales, advierte Burns.

Beardall señaló en un correo electrónico que el cambio climático en sí mismo ya está devastando los bosques de algas marinas en algunas partes del mundo. El calentamiento de las aguas junto con la explosión demográfica de erizos de mar que se alimentan de algas marinas han diezmado los bosques de algas a lo largo de la costa de California. Los bosques de algas gigantes en Tasmania (Australia) también se han reducido en aproximadamente un 95 % en los últimos años.

Beardall señala: "Esto no quiere decir que no debamos considerar el cultivo de algas y la acuicultura como un enfoque para el secuestro de CO2. Pero simplemente quiero dejar claro que no va a ser la vía principal".

Otros usos mejores

Otra pregunta es simplemente si hundir las algas es el mejor uso que se les puede dar.

Se trata de una fuente fundamental de alimento e ingresos para los agricultores de algunas partes considerables de Asia, y ya está sometida a crecientes tensiones a medida que el cambio climático se acelera. Las algas se utilizan en distintos productos farmacéuticos, en los aditivos alimentarios y como comida para animales. También se podrían usar en otras aplicaciones que retienen el carbono, como los bioplásticos o biocarbón para enriquecer el suelo.

En un correo electrónico, la profesora de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) Dorte Krause-Jensen, que ha estudiado el secuestro de carbono de las algas marinas, escribió: "Las algas cultivadas de forma sostenible son un producto valioso con una amplia variedad de usos... y una huella ambiental baja. En mi opinión, sería un desperdicio terrible arrojar la biomasa a las profundidades del mar".

Davis ha estado realizando un análisis económico comparativo de varias formas de utilizar las algas marinas, como hundirlas, convertirlas en biocombustibles potencialmente neutros en carbono y usarlas como alimento para animales. Los resultados preliminares muestran que, incluso si todos los costes estuvieran en el extremo más bajo de los rangos, sumergir las algas marinas podría costar alrededor de 170 euros por tonelada, más del doble de las estimaciones de costes bajos a largo plazo para las fábricas de succión de carbono.

Davis cree que esos costes probablemente impulsarían a los cultivadores de algas marinas hacia otros usos con mayor valor económico: "Estoy cada vez más convencido de que los mayores beneficios climáticos de las algas de cultivo no implicarán hundirlas".

'Llevarlo a cabo'

Crumley asegura que él y su equipo esperan poner a prueba una embarcación en el océano este año. Si funciona bien, planean colocar algas pequeñas al Tadpole y "enviarlo de viaje", resalta.

Además, rebatió el argumento de que las empresas deberían dejar de vender las toneladas con la promesa de una eventual eliminación de carbono. Destaca que las compañías necesitan recursos para desarrollar y ampliar estas tecnologías, y que las subvenciones del Gobierno no llevarán el campo a donde debe estar. Y subraya: "Acabamos de decidir llevarlo a cabo. Si, al final, nos equivocamos, asumiremos la responsabilidad de cualquier error. Pero creemos que hemos acertado".

Sin embargo, no está claro cómo una start-up de este tipo podría asumir la responsabilidad de los errores si sus actividades dañan los ecosistemas marinos. Y, al menos por ahora, no existen mecanismos claros que responsabilicen a las empresas por sobrestimar la eliminación de carbono mediante las algas marinas.

En esta etapa, resulta crucial realizar pruebas de campo controladas para proporcionar más información sobre la escala, la durabilidad y los riesgos ambientales del hundimiento de las algas marinas, opina Koweek. Llenar estas lagunas de conocimiento será esencial para establecer métodos fiables de contabilidad de carbono para cualquier programa de compensación voluntario o regulado por el Gobierno que algún día permita a las empresas comprar y comercializar créditos de carbono de algas marinas.

Koweek cree que las empresas pueden tener un papel útil en ese proceso, trabajando con científicos e ingenieros de universidades y organizaciones sin ánimo de lucro para acelerar los hallazgos necesarios para generar estándares fiables y determinar las mejores prácticas. Pero también señala, sin referirse a ninguna empresa específica, que la ciencia es demasiado prematura para empezar a comercializar créditos de carbono de las algas marinas.

Y concluye: "En general, todo el campo (emprendedores, start-ups, inversores, organizaciones filantrópicas, científicos e ingenieros) nos beneficiaríamos si dedicáramos nuestro tiempo y recursos a la construcción conjunta de la base de pruebas, antes de adelantarnos y empezar a vender los créditos de carbono".

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