Inovasi hijau: Start-up Hong Kong memelihara triliunan ganggang kecil sebagai teknologi penangkapan karbon untuk mengatasi perubahan iklim

Sebagian besar kehidupan tanaman di planet ini melakukan hal yang sama, menghasilkan oksigen dan energi untuk digunakan sendiri dalam prosesnya. Tetapi mikroalga memiliki kapasitas luar biasa untuk karbon dioksida relatif terhadap massa mereka, itulah sebabnya Alcarbo – dan banyak pesaing – berlomba untuk menunjukkan bahwa operasi mikroalga dapat ditingkatkan secara memadai untuk menjadi solusi penangkapan karbon yang hemat biaya dan membantu mengurangi perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia.

Tim Alcarbo yang terdiri dari enam orang mendirikan fasilitas di sebidang tanah seluas 150 meter persegi di San Tin di distrik Yuen Long selama lima bulan pada awal 2023. Situs ini menampung dua kontainer pengiriman yang berisi peralatan budidaya dan panen ganggang, serta sistem penyaringan air – semuanya didukung oleh panel surya. Di dekatnya ada “dinding” dari 12 fotobioreaktor ganggang, yang mampu menyerap setengah ton karbon dioksida per tahun bahkan setelah memperhitungkan jejak karbon dari konsumsi listrik dan konstruksi, kata Ng.

“Tapi itu bisa melakukan jauh lebih baik dari itu,” kata Ng, karena menambahkan lebih banyak kapasitas meningkatkan kapasitas penyerap karbon tanpa secara signifikan menambah jejak karbon. “Ketika kami meningkatkannya, kami hanya perlu membangun lebih banyak reaktor.”

Negara-negara dan perusahaan di seluruh dunia telah berjanji untuk mengurangi emisi karbon mereka sejalan dengan komitmen untuk membatasi pemanasan global, dan solusi inovatif termasuk penggunaan ganggang untuk menangkap karbon dioksida muncul untuk membantu mencapai tujuan tersebut.

Ganggang alami, termasuk makroalga multiseluler dan mikroalga sel tunggal, mengubah sekitar 95 miliar ton karbon dioksida setiap tahun menjadi molekul organik, terhitung 47,5 persen dari gas rumah kaca yang diserap melalui fotosintesis, menurut ENN Group, salah satu perusahaan energi swasta terbesar di China.

Satu ton mikroalga menyerap sekitar dua ton karbon dioksida sambil melepaskan 1,3 ton oksigen saat tumbuh, menurut ENN.

ENN meluncurkan proyek penelitian dan pengembangan untuk penyerapan karbon mikroalga pada tahun 2007, yang bertujuan untuk membuktikan potensi teknologi pada skala industri.

05:34

Bunga sakura Jepang yang dihadapkan dengan ancaman perubahan iklim mungkin hilang pada tahun 2100, kata studi

Bunga sakura Jepang yang dihadapkan dengan ancaman perubahan iklim mungkin hilang pada tahun 2100, kata studi

Sejak itu, ENN telah membangun basis demonstrasi mikroalga dengan luas total lebih dari tiga hektar di tanah gurun di Dalad Banner di Ordos di Mongolia Dalam Barat.

Bagi Alcarbo, Hong Kong telah terbukti menjadi basis operasi yang baik, sejauh ini.

“Ini tempat demonstrasi yang bagus,” kata Ng. “Untuk penelitian dan pengembangan, ini adalah tempat yang sangat bagus. Ini juga baik bagi kami untuk menunjukkan bukti konsep kami kepada orang-orang dari seluruh dunia sehingga mereka dapat melihat bahwa ini benar-benar berhasil. “

Alcarbo telah menerima HK $ 2,6 juta (US $ 332.000) dalam pendanaan dari Hong Kong Science and Technology Parks (HKSTP), dana HK Tech 300 City University of Hong Kong dan Dana Mikro Universitas Politeknik Hong Kong.

Perusahaan berharap untuk meningkatkan kapasitasnya hingga 100 ton per tahun pada tahun depan. Itu akan membutuhkan 2.900 bioreaktor yang mencakup 3.500 meter persegi, sekitar setengah sie stadion sepak bola profesional, termasuk tangki penyimpanan air dan sistem penyaringan. Fasilitas seperti itu akan menyerap karbon dioksida setara dengan 90.000 meter persegi hutan, atau sekitar 13 lapangan sepak bola.

“Untuk peningkatan skala, saya pikir kita perlu mencari tempat lain, karena sewa dan tenaga kerja di Hong Kong terlalu mahal,” kata Ng. Lokasi potensial termasuk daratan Cina, Vietnam, Pakistan dan Timur Tengah.

“Kami berharap memiliki lokasi penangkapan karbon kami di berbagai wilayah di seluruh dunia, untuk setidaknya menangkap emisi yang kami hasilkan,” katanya.

Alcarbo bukan satu-satunya start-up di Hong Kong yang menggunakan mikroalga sebagai solusi dekarbonisasi.

Lainnya, AlGreen, menggabungkan penangkapan karbon dan pemurnian udara dalam satu sistem. Ini menjangkau perusahaan dan lembaga publik dengan harapan mencapai penyebaran tahun ini, kata Rehaan Lulla, salah satu pendiri dan chief technology officer.

Perusahaan ini diterima dalam program inkubasi HKSTP pada Mei 2022, dan telah menerima pendanaan HK$420.000 setelah melewati tiga penilaian tonggak sejarah.

Start-up berencana untuk menerapkan bioreaktor 1.000 liter yang hanya menggunakan tenaga surya untuk beroperasi akhir tahun ini.

“AlGreen saat ini sedang menjajaki peluang skala pilot di Hong Kong serta Greater Bay Area, yang merupakan sedikit tantangan,” kata Lulla. “Kota-kota Hong Kong dan Greater Bay Area memiliki pola iklim yang sama, memungkinkan pola pertumbuhan mikroalga paralel jika teknologi kami akan direproduksi di Greater Bay Area.”

Sebelum semua ini mungkin, AlGreen harus mereproduksi hasil laboratoriumnya pada skala percontohan, yang akan “sangat ditingkatkan dengan kemitraan strategis lokal”, kata Lulla.

Masalah utama mikroalga sebagai teknologi penangkapan karbon adalah pemanenan, yang membutuhkan fasilitas mahal, kata Li Ning, profesor divisi ilmu kehidupan di Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong.

“Ada begitu banyak jenis sistem produksi mikroalga di seluruh dunia,” katanya. “Kebanyakan dari mereka digunakan untuk tujuan penelitian dan pendidikan daripada untuk tujuan komersial. Itu berarti bahwa sistem ini mahal dan tidak layak secara ekonomi, terutama untuk tujuan fiksasi karbon dioksida. “

Perusahaan internasional yang bekerja pada mikroalga sebagai sarana untuk dekarbonisasi termasuk start-up Brilliant Planet yang berbasis di London, yang bertujuan untuk menghilangkan karbon dioksida dari atmosfer dengan menumbuhkan strain lokal ganggang laut di darat di daerah gurun pantai.

“Bisnis ini awalnya berfokus pada mikroalga laut untuk produksi stok pakan ternak,” kata Piers Mudd, chief operating officer Brilliant Planet. “Studi tentang kekuatan fotosintesis dan studi spesies alga kaya karbon kemudian melihat poros bisnis untuk fokus pada karbon.”

Fasilitas Brilliant Planet dapat menangkap karbon 30 kali lebih banyak per tahun daripada area hutan yang setara, tanpa bersaing untuk lahan produktif, kata perusahaan itu.

Pada bulan Juli, Brilliant Planet mengumumkan bahwa mereka akan menghilangkan 1.500 ton karbon pada tahun 2027 di fasilitas demonstrasi yang direncanakan di Maroko untuk perusahaan teknologi global Block.

Block membeli penghapusan karbon ganggang gurun dari Brilliant Planet melalui Watershed Marketplace, sebuah platform iklim perusahaan yang memungkinkan perusahaan untuk membeli opsi penghapusan karbon.

Brilliant Planet saat ini mengoperasikan fasilitas percontohan seluas lima hektar dan bermaksud untuk membangun fasilitas komersial pertamanya pada tahun 2027, yang mampu menghilangkan sekitar 25.000 ton karbon dioksida per tahun. Pada tahun 2030 perusahaan bertujuan untuk menghapus 1 juta ton per tahun.

Namun, itu masih setetes di lautan dibandingkan dengan 37,4 gigaton karbon dioksida yang dipancarkan dunia tahun lalu dari produksi energi saja, menurut Badan Energi Internasional.

Membatasi pemanasan global hingga ambang batas kunci 1,5 derajat Celcius di atas tingkat pra-industri akan membutuhkan penghapusan ratusan miliar ton karbon dioksida selama abad ke-21, dan teknologi penangkapan karbon akan menjadi bagian penting dari upaya tersebut, menurut Panel Antarpemerintah PBB tentang Perubahan Iklim.

Namun, ada kekhawatiran atas solusi berbasis alam seperti ganggang, menurut laporan penelitian global Standard Chartered “Seaweed: Kelp is on the way” yang diterbitkan pada 31 Oktober.

Salah satunya adalah “tambahan”, yang mengacu pada apakah penghapusan emisi gas rumah kaca akan terjadi tanpa solusi berbasis alam. Yang lain adalah keabadian: apakah emisi dihilangkan dan disimpan selama 25 tahun atau lebih. Akhirnya, ada risiko penghitungan ganda, yang terjadi ketika dua atau lebih pemegang mengklaim kredit penghapusan karbon yang sama.

“Pasar untuk kredit karbon biru [berbasis lautan] secara substansial lebih kecil dan kurang berkembang dibandingkan dengan kredit sukarela berbasis darat, kata laporan itu. ” Dengan tidak adanya dukungan atau pendanaan pemerintah yang sangat kuat, penyerapan karbon untuk pertanian rumput laut hanya dapat menjadi kegiatan tambahan daripada fokus inti. Menjual satu ton setara karbon dioksida melalui kredit karbon berbasis alam saat ini hanya menghasilkan sekitar US $ 3. ” Mikroalga memiliki potensi komersial di luar kemampuannya untuk menyerap karbon. Karena tidak bersaing untuk lahan pertanian, itu dianggap sebagai salah satu sumber bahan makanan berkelanjutan yang paling menjanjikan, dan perusahaan termasuk Geb Impact telah meluncurkan produk berdasarkan nilai gizinya.

ENN juga telah bereksperimen dengan lini produk yang berbeda untuk mikroalga yang dihasilkannya. Menambahkan mikroalga ke dalam pakan ayam, ia telah menghasilkan telur bermerek Aiyowe, yang mengklaim menawarkan manfaat gizi dibandingkan telur biasa, termasuk vitamin dan peningkatan asam lemak. Telur kelas atas telah dijual di pasar daratan termasuk Beijing dan Shanxi.

Ng dari Alcarbo mengatakan mikroalga juga dapat digunakan sebagai bahan baku biofuel, suplemen dan kosmetik. Tetapi dia juga sangat menyadari bahwa masa depan perusahaannya tergantung pada harga kredit penghapusan karbon – produk utama perusahaan – meningkat secara signifikan.

“Ini adalah investasi jangka panjang, karena harga kredit karbon saat ini tidak begitu tinggi,” katanya. “Tetapi ketika teknologi kami dikembangkan, kami dapat menjual kredit karbon kami ketika kredit karbon dihargai lebih tinggi. Pendapatan pada saat itu akan sangat bagus.”