在未來的某一天，太平洋可能成為綿延數公里的海藻養殖場的所在地，這些養殖場由潛艇無人機照料，等待轉化為燃料。這是海洋生物能源公司的願景，這是一家由高階研究計劃局能源部 (ARPA-E) 支援的初創公司。這家美國政府機構正在資助該公司以及一些相關專案，因為它認為公海是可再生生物能源的新型且可能更好的來源，而這片資源在很大程度上尚未開發。
目前，美國能源總消耗量中約有5%來自生物質，例如玉米和木材，這些生物質是可再生的，並且在生長過程中透過光合作用吸收大氣中的二氧化碳。許多專家預計，由於生物能源的靈活性，這一比例將繼續上升。例如，它可以為航空和其他難以電氣化的運輸方式提供燃料。ARPA-E 的專案主管 Marc von Keitz 表示，為了實現美國經濟的重大脫碳，許多分析表明生物能源需要佔該國能源來源的 20% 到 25%。
美國目前生物能源的選擇主要以玉米乙醇為主。但是生產玉米乙醇需要大量的土地、化肥和淡水，這會造成其他汙染問題並佔用有限的資源。正如 von Keitz 所說，“我們如何在不損害人口需求和增加糧食生產的情況下[實現這些生物能源目標]？” 這就是海藻可能發揮作用的地方：它不需要任何這些資源，並且可以利用廣闊的公海潛力。“海洋是我們不常用於耕種的空間，”von Keitz 說。海藻，也稱為大型藻類，一旦收穫，就可以透過不同的化學過程轉化為各種形式的能源，例如沼氣和乙醇。然而，要使海藻生物能源成為大規模的選擇，還需要克服幾個障礙。並非所有人都認為這是一個好主意，因為他們擔心可能對生態產生影響，以及氣候效益未經證實。
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海洋養殖
各個國家的人們，尤其是在亞洲，長期以來一直在養殖海藻，但規模相對較小，主要用於食用。為了使源自大型藻類的生物能源成為主流，研究人員和公司需要具有成本效益的方法將海藻轉化為可用於商業用途的燃料。他們還需要創造技術和方法，以便在遠離海洋的廣闊海域大規模養殖大型藻類，那裡的條件（例如風暴驅動的波浪）可能非常惡劣。如此偏遠的位置也意味著這些養殖場可能需要自主執行或在極少的人員 присутствии 的情況下才能高效執行。
ARPA-E 是能源部的一個機構，旨在支援新型能源技術的研究和開發，它認為這些問題是可以解決的。它有一個名為 MARINER 的專門計劃，用於資助正在研究啟動新的海藻能源產業所需的各種元件的專案：用於栽培和收穫、運輸、選擇性育種等的技術和系統。例如，MARINER 包括一個針對水生監測專案的特定類別——海藻養殖場可以配備小型水下無人機，這些無人機配備感測器以跟蹤生長情況並檢測損害。另一項事業涉及一種被稱為“海洋拖拉機”的自主拖船，它可以運輸物資或運回收穫的海藻。
海洋生物能源公司正在開展 ARPA-E 的一個專案，該專案旨在在太平洋中部建立大型海藻養殖場。該專案將嘗試解決大型藻類養殖概念中的一個關鍵問題：公海的頂層陽光充足但營養物質很少，而深層營養物質豐富但沒有陽光。由於這種安排，大多數海藻無法在那遙遠的地方自行生長。海洋生物能源公司認為它已經找到了解決方案：它將嘗試在連線到潛艇無人機的養殖場中養殖海藻。
每個養殖場將跨越幾公頃，並將由成排的海藻組成，其中散佈著浮標。無人機將在夜間將養殖場拖到水下以獲取養分，在暴風雨期間或船隻經過時也會這樣做。每隔幾個月，這些無人機就會將整個養殖場拖到收割地點。 無人機本身將依靠太陽能電池板的能量執行。
海洋生物能源公司的聯合創始人兼總裁 Cindy Wilcox 設想在海洋中部署足夠多的海藻養殖場，以提供大量的能源。她說：“要取代目前美國使用的 10% 的液體石油燃料，我們需要擁有大約猶他州大小的耕種面積。太平洋有 705 個猶他州的容身之地。”
該公司才剛剛開始測試其想法。海洋生物能源公司與南加州大學的一個研究團隊合作，去年進行了首次試驗，以觀察巨型海帶Macrocystis pyrifera在水柱中上下拉動時的生長情況。在加利福尼亞州卡塔利娜島海岸附近，研究人員將大約 30 株試驗海帶附著在一個錨定的浮標系統上。他們使用太陽能絞盤升降一個吊杆，該吊杆在夜間將附著的海帶 погружать 到 80 米的深度，並在白天將它們重新浮出水面。初步結果令人鼓舞：深度迴圈的海帶比保持在單一深度的對照組生長得更好。海洋生物能源公司和研究人員計劃進行另一項類似的實驗，暫定於 4 月初開始。
未知的後果
一些專家似乎對 ARPA-E 的計劃持謹慎但又充滿希望的態度。英格蘭杜倫大學能源研究所的海藻生物能源專家 John Bothwell 說：“這是一個令人興奮的專案。它非常雄心勃勃，我認為這絕對是下一步合乎邏輯的舉措。”他沒有參與 ARPA-E 的工作。
然而，其他人對大型藻類生物能源表示懷疑，並指出大規模海藻養殖場可能會對海洋生態系統產生意想不到的影響。密歇根大學能源研究所的研究教授 John DeCicco 說：“破壞陸地或海洋的自然（或人類）食物鏈都會產生巨大的連鎖反應。”他研究生物燃料和其他能源問題，也沒有參與 ARPA-E 計劃。Wilcox 就此表示，“我不確定我們是否已經知道潛在的生態後果是什麼。現在說可能還為時過早。” Von Keitz 指出，一個可能的危險是海藻養殖場可能有鬆弛的繩索，這些繩索會纏住海洋動物。但他指出，MARINER 計劃要求其專案建立將這種風險降至最低的設計。例如，von Keitz 表示，該計劃的一些團隊正在考慮採用包含玻璃纖維等材料的繩索，這些繩索不會以導致動物被纏繞的方式彎曲。
生物能源潛在的氣候效益也存在爭議，並且可能難以計算海藻的氣候效益。ARPA-E 的目標是大型藻類生物能源的減排量與陸基生物燃料的減排量相同或更好——這意味著碳足跡不到汽油的一半。這一目標背後的想法是，即使海藻燃燒時會釋放碳，這些排放也只是大型藻類在幾個月前生長時捕獲的碳。不會像化石燃料那樣向大氣中釋放新的碳，儘管海藻的生產和轉化為生物能源仍然需要一些能量。Von Keitz 補充說，如果在海藻燃燒時捕獲並儲存排放物，那將對氣候更有利。
然而，DeCicco 說，大型藻類養殖可能會以我們意想不到的方式影響海洋中的碳動態——這可能對氣候不利。他說：“即使不是完全不可能，也很難以任何合理的科學確定性來確定這些碳連鎖反應對大氣有淨效益。” DeCicco 指出，行業和研究人員需要良好的資料（而不僅僅是建模）來證明大型藻類生物能源將有助於氣候，而且很難獲得足夠準確的關於該問題的資訊。Von Keitz 不同意這種觀點。他說，他沒有看到證據表明大規模海藻養殖會以損害氣候的方式擾亂碳迴圈。
一些專家表示，儘管存在未知數，但僅僅是降低碳排放的可能性就使得海藻生物能源值得探索。弗吉尼亞大學工程系統與環境副教授 Andres Clarens 說：“我們面臨一個大問題：氣候變化。”他沒有參與 ARPA-E 專案。“我不認為有什麼靈丹妙藥，也不認為大型藻類會[成為]拯救我們的東西。但它可能是解決方案的一部分。”