Hoe zeewierplantages de wereld kunnen voeden en het klimaat kunnen redden

Bren Smith, vroeger een industriële trawlvisser, beheert nu een boerderij in Long Island Sound, nabij New Haven in Connecticut, Verenigde Staten. Niet vis, maar kelp en kostbare schelpdieren zijn de focus van zijn nieuwe onderneming. Het zeewier en de mosselen groeien op drijvende touwen, waaraan manden gevuld met sint-jakobsschelpen en oesters hangen. Deze methode brengt jaarlijks ongeveer 40 ton kelp en een miljoen schelpdieren per hectare op.

Door een teveel aan CO₂ in de oceanen wordt het zeewater zuurder. Zeewier neemt CO₂ op uit het water zoals een plant CO₂ uit de lucht opneemt, waardoor het zeewater minder zuur wordt. Zo wordt de omgeving weer een ideale plek voor schelpdieren om te groeien. Bovendien kan de kelp zelf gebruikt worden als basismateriaal in de landbouw en heeft het verschillende industriële toepassingen.

Sinds hij in 2011 zijn boerderij opstartte, heeft Smith al twee keer 90 procent van zijn gewassen verloren toen de regio getroffen werd door de orkanen Irene en Sandy. Toch heeft hij doorgezet, en runt hij nu een winstgevende onderneming.

Omdat ze bij zijn team van 3D Ocean Farming zo sterk in de voordelen voor het milieu en de economie geloven, hebben ze de non-profit organisatie Green Wave opgericht. Zo willen ze anderen helpen om gelijkaardige projecten op te starten. Hun doel is om clusters van boerderijen te creëren die de hele waterkolom gebruiken om kelp en schelpdieren te kweken. Die willen ze dan op een strategische plek plaatsen, dichtbij centra waar zeevruchten getransporteerd of verwerkt worden.

Naar China's voorbeeld

In China worden de algemene principes van 3D Ocean Farming al veel langer in de praktijk gebracht. Daar nemen zeewierplantages meer dan 500 km² van de Gele Zee in. Ze treden op als buffer voor de toenemende zuurtegraad van de oceanen en voorzien de ideale omstandigheden om verscheidene schelpdiersoorten te kweken. Maar ondanks de groeiende populariteit van aquacultuur en de ervaring opgedaan in de Verenigde Staten en China, staat deze zeebouwmethode nog steeds in zijn kinderschoenen.

Toch is het onvermijdelijk dat de nieuwe generatie van zeebouw zich verder op de ervaringen van die vroegere ondernemingen zal baseren. Zo zullen we een aquacultuur kunnen ontwikkelen die niet enkel de mensheid zal kunnen voeden, maar ook een belangrijke rol zal spelen in de oplossing van een van onze grootste problemen – de klimaatsverandering.

Wereldwijd wordt er jaarlijks ongeveer 12 miljoen ton zeewier geteeld en geoogst, en ongeveer driekwart daarvan komt uit China. De huidige marktwaarde van de wereldwijde opbrengst ligt tussen de 4 en 4,5 miljard euro; 4 miljard daarvan is afkomstig van de verkoop voor menselijk gebruik. En de productie neemt zienderogen toe.

De milieuvoordelen van kelp

Zeewier groeit erg snel – meer dan 30 keer sneller dan de planten op land. Ze zijn essentieel voor de productie van zeevruchten omdat ze het zeewater minder zuur maken, waardoor schelpdieren gemakkelijker kunnen groeien. Bovendien helpen ze om de klimaatsverandering tegen te gaan, want als er meer CO₂ uit het zeewater gehaald wordt, kunnen de oceanen meer CO₂ uit de atmosfeer absorberen.

Een team onderzoekers, onder leiding van Dr. Antoine De Ramon N’Yeurt van de University of the South Pacific, heeft in 2012 gewezen op het gigantische potentieel van zeewierplantages als hulpmiddel om de klimaatsverandering te bestrijden. Uit hun analyse blijkt namelijk dat als 9 procent van de oceanen gebruikt zou worden om zeewier te verbouwen, de plantages jaarlijks 12 gigaton biogas kunnen opleveren. Dat zou op zijn beurt dan weer als een substituut voor natuurlijk gas gebruikt kunnen worden. Het zeewier zou tijdens zijn groei 19 gigaton CO₂ opnemen. Bovendien zou er nog 34 gigaton CO₂ extra uit de atmosfeer gehaald kunnen worden als het biogas verbrand wordt om elektriciteit op te wekken, en de vrijgekomen CO₂ opgevangen en opgeslagen zou worden. Dat zou volgens hen…

“genoeg biomethaan kunnen produceren om fossiele brandstoffen volledig te vervangen als energiebron, waardoor 58 miljard ton CO₂ uit de atmosfeer gehouden wordt. Die hoeveelheid biomassa zou ook de duurzame visproductie bevorderen, zodat die voor 10 miljard mensen 200 kg vis per persoon per jaar kan opbrengen. Bovendien zal de zuurtegraad van de oceanen dalen, wat hun primaire productie en biodiversiteit zal bevorderen.”

Negen procent van het hele oceaanoppervlak is niet niks; het is gelijk aan ongeveer vierenhalve keer de oppervlakte van Australië. Maar zelfs op een kleinere schaal kunnen zeewierplantages het CO₂-gehalte in de atmosfeer beduidend verlagen. Dat besef heeft een stimulerend effect op het onderzoek naar en de commerciële ontwikkeling van duurzame aquacultuur. Maar bij kelp telen gaat het niet alleen om CO₂ verlagen. Het is ook voordelig vanuit commercieel perspectief, omdat het een duurzame bron voor proteïnen van hoge kwaliteit is.

Een model om zeewierplantages op grote schaal uit te bouwen

Hoe zou zo’n zeewierplantage van de toekomst er dan uitzien? Dr. Brian von Hertzen van Climate Foundation heeft een model uitgewerkt. 

Hij ziet het als een soort van rooster, waarschijnlijk gemaakt van koolstofpolymeren, dat ongeveer een vierkante kilometer groot is en zo’n 25 meter onder water ligt, diep genoeg zodat het de scheepvaart niet kan hinderen. Het zou vol geplant worden met kelp, en verspreid over het hele frame zouden manden voor schelpdieren en andere vissoorten geplaatst worden. Er zouden geen netten aan te pas komen; in de plaats daarvan zou de aquacultuur een habitat voorzien zodat de vissen nog vrij kunnen rondzwemmen en er uit vrije wil verblijven. Korstorganismen, zoals korstsponzen of zeepokken, zouden door een robot verwijderd worden. De mariene permacultuur zou zo ontworpen zijn dat het ruwe golven afzwakt. Onder het frame zou een buis tot 200 à 300 meter diep gaan om koud, voedingsrijk water naar en door het netwerk van de groeiende kelp te pompen.

Von Herzens doel is om permacultuur op een grote schaal te creëren. Hij wil een habitat voor vissen opbouwen dat ook voedsel, veevoeder, meststoffen en biobrandstof produceert. Hij hoopt ook dat hij met zijn plan uitgeputte vispopulaties er weer bovenop kan helpen en jobs kan creëren. “Door de potentiële impact die permacultuur kan hebben op de oceaan, is er een grote kans dat een hele reeks permaculturen een belangrijke rol zal spelen om de hoeveelheid koolstof weer in evenwicht te brengen.” Zo wil hij een positieve impact op het klimaat teweegbrengen.

Een drijvend platform met zonnepanelen zou het mogelijk maken om huisvesting (als de kwekerij niet volautomatisch is), een koelinstallatie en verwerkingsapparatuur te voorzien. Die kunnen dan aan het drijvende frame vastgemaakt worden om de installatie nog efficiënter en gebruiksvriendelijker te maken. Het zou zelfs mogelijk zijn om een scheepsdok te installeren, zodat de opbrengst meteen naar de markt getransporteerd kan worden.

Aangezien kelp fenomenaal snel groeit, kan het in cycli van 90 dagen geoogst worden. Misschien zal het enkel nodig zijn om de kelp van de drijvende platformen los te snijden en om de stengels overboord te gooien, zodat ze kunnen zinken. De diepe wateren in het centrale deel van de Stille Oceaan zijn immers uitzonderlijk rustig. Zo had een wetenschapper die met een duikboot oceaanruggen onderzoekt, op een avond het afval van een gefileerde vis overboord gegooid. De volgende ochtend trof hij diezelfde resten vier kilometer diep onder zijn schip aan. 

Het is dus goed mogelijk dat de zeewierstengels ook zullen zinken, of toch in het begin. Als ze niet snel genoeg opgegeten worden, zouden er ontbindingsgassen kunnen ontstaan waardoor een deel terug naar de oppervlakte zou stijgen. Het zeewier kan ook omgezet worden tot biochar om energie op te wekken. Het roet kan dan in pellets overboord gegooid worden. Roet heeft een gemineraliseerde koolstofstructuur en zal waarschijnlijk grotendeels op de zeebodem blijven liggen. Schelpen en korstorganismen zouden op dezelfde manier als koolstofopslag naar de bodem zinken.

Eens op de zeebodem, drie à vier kilometer diep, zal de kelp en in een bepaalde mate ook biochar waarschijnlijk dienen als voedselbron voor bacteriën en grotere organismen zoals zeekomkommers. Enkel als het dieper dan een kilometer gezonken is, zal de koolstof in die materialen voor minstens 1.000 jaar effectief uit de atmosfeer verwijderd zijn.

Nu bereikt kelp vooral op natuurlijke manieren de zeebodem. Stormen in de Noordelijke Atlantische Oceaan kunnen bijvoorbeeld naar schatting tot wel 7 gigaton zeewier op de oceaanbodem van de Bahama’s afzetten (1,8 kilometer diep). En diepzeeravijnen zouden op een meer regelmatige basis hetzelfde doen. De Carmel Canyon bijvoorbeeld, nabij de kust van Californië, vervoert grote hoeveelheden reuzenkelp naar de oceaandieptes. Wereldwijd zijn er 660 diepzeeravijnen gedocumenteerd, wat erop kan wijzen dat ze een belangrijke rol spelen in het transport van koolstof in de oceanen. 

Die natuurlijke manieren om kelp naar de oceaandiepten te vervoeren, bieden ons veel mogelijkheden om het lot van kelp en de koolstof die het bevat, te onderzoeken. Dat zou ons voldoende moeten voorbereiden om zowel positieve als negatieve effecten van zeewierplantages in volle zee te voorspellen.

De oceaan als globaal gemeengoed

Enkel ondernemers met een visie en een groot budget zullen dergelijke zeewierplantages in het midden van de oceanen kunnen verwezenlijken. Grote winst wordt natuurlijk vaak vergezeld door grote risico’s, maar één obstakel dat potentiële ondernemers niet moeten vrezen, is de bureaucratie. Grote delen van de volle zee zijn namelijk globaal gemeengoed. En als een globale koolstoftaks ooit werkelijkheid wordt, dan zal de oefening om koolstof via zeewier weg te werken in plaats van een kleine kost een grote bron van winst worden. Maar zelfs zonder koolstoftaks zijn er genoeg motieven om te investeren in zeewierplantages: ze kunnen gigantische volumes van kwaliteitsvol voedsel produceren en tegelijkertijd een aanzienlijke impact op de klimaatcrisis uitoefenen.

Dit is een aangepast (en nu ook vertaald) fragment uit  Sunlight and Seaweed: An Argument for how to Feed, Power and Clean Up the World door Tim Flannery, uitgegeven door Text Publishing. Tim Flannery is Professorial fellow aan de Melbourne Sustainable Society Institute aan de Universiteit van Melbourne.