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2022年5月27日 星期五

 

太陽來了:太陽能的進步


不只是縮時,還有粉塵、噪音、位移偵測


Global Aquaculture Alliance

便攜性、減少污染和創造蛋白質只是水產養殖利用光線的幾種方式

太陽能
加拿大牡蠣養殖商 D'Eon Oyster Co. 正在使用太陽能駁船進行加工。圖片由 D'Eon Oyster Co. 提供

D'Eon Oyster Co. 遇到了問題。該農場位於加拿大新斯科舍省芬迪灣口的一個鹹水湖中,是生長牡蠣的理想環境,但該地區的極端潮汐使得進入租賃區域和運輸牡蠣變得困難返回土地準備上市。解決方案?一艘漂浮的太陽能處理駁船,工人可以在水面上按照公司的時間表清潔和分類牡蠣。

對於許多水產養殖公司而言,太陽能代表了降低能源成本和提高其可持續性證書的機會。但對於創造性地看待它的公司來說,太陽能為行業中一些最難解決的挑戰提供了解決方案。

以下是三家水產養殖公司,他們想出瞭如何以創新的方式,利用太陽能來解決問題。

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芬迪灣的漲潮使牡蠣的收穫和加工成為營運商使用太陽能克服的挑戰。照片由 D'Eon Oyster Co. 提供

問題:極端潮汐

「我們有一些世界上最高的潮汐,」D'Eon Oyster Co. 的營運經理 Colton D'Eon 告訴倡導者,在退潮時我們的船無法到達碼頭。有時一整天都是低潮,我們無法收穫或加工我們的牡蠣。」

該公司的牡蠣收穫和運輸系統也是勞動密集型的,需要工人等待漲潮,將牡蠣帶上船,運到碼頭,再裝上拖車,然後把它們開到碼頭。加工廠在路上。

「我們想,如果我們不必依賴潮汐,如果我們可以直接在有這麼多水的通道中收穫和加工牡蠣會怎樣?」德昂回憶道。

他們知道駁船可以解決問題,但他們需要電源。他們考慮使用潮汐渦輪機來利用該地區強大水流的能量,但發現潮汐攜帶進出該地區的大量海帶和碎片會纏住渦輪機。他們還調查了風力渦輪機,但發現雖然該地區往往有大風,但夏季的平靜天氣會使風力發電變得不可靠。「真的,答案是太陽能電池板,」D'Eon 說。

該公司從澳洲購買了一台牡蠣視力分級機,並將其安裝在 1,200 平方英尺的駁船上,並安裝了八塊太陽能電池板和一個電池儲存系統。系統啟動並運行後,他們意識到他們有如此多的額外動力,可以安裝更多機器,因此他們添加了一個用於清洗牡蠣的滾筒,和一個用於預先分類的振動台。電池提供足夠的儲存空間,系統可以在沒有陽光的情況下以全功率運行三天。

「它減少了我們一天中大約 25% 的非增值步驟,」他說,「即使在退潮時,我們仍然可以離開我們的工作船和駁船,因為裡面總是有水這個頻道。」

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太陽能電池板有助於旋轉牡蠣籠,幫助它們每天穿過水柱一次。照片由 Solar Oysters 提供。

問題:海濱衝突

濱水物業的高成本使水農難以獲得可以進入海岸線的土地。它還可能導致與其他將水產養殖業務視為眼中釘的海濱業主發生衝突。

「水產養殖中的一些最大問題,與許可和文化/社會問題有關,」海事應用物理公司副總裁伊麗莎白海因斯說。

進入 Solar Oysters,該公司致力於在切薩皮克灣的浮動太陽能平台上的旋轉網箱中養殖牡蠣。Solar Oysters 是海事應用物理和 EcoLogix 集團之間的合作夥伴。

該項目以可持續性為出發點。工程師們正在集思廣益,以減少海灣的熱污染,並提議建造一個太陽能電池板平台,在產生可再生能源的同時提供遮蔭。Hines 解釋說,這樣的平台需要壓載物。

「他們說,‘我們為什麼不同時種植牡蠣!」 她說。「這個想法從太陽能電池板作為經濟驅動力,演變為牡蠣作為經濟驅動力。」

該公司與馬里蘭大學合作,測試了一個 5×8 英尺的原型,這表明太陽能電池板可以用來旋轉牡蠣籠。它現在正在尋求撥款來建造一個更大的原型,來測試該操作的牡蠣種植部分。

按照設計,該系統將在籠子中養殖牡蠣,每天在 20 英尺的水柱中旋轉一次。除了增加牡蠣接觸營養和氧氣的機會外,旋轉籠子意味著每天都會有自動清潔系統噴灑它們。

「我們可能是勞動中立的,但辛苦勞動要少得多,」海因斯說。

整個系統每天可發電 250 千瓦時,每個梯子有 48 個梯子和 168 個籠子。預計每年將生產 240 萬隻牡蠣。雖然牡蠣銷售將是該系統的主要收入來源,但它們也可以從營養信用中,產生估計 50,000 至 60,000 美元的額外收入。工程師估計該系統,每年可以從水中去除超過 650 磅的氮和超過 50 磅的磷。

透過將業務轉移到海外,該公司還希望 Solar Oysters 能夠避免與其他海濱用戶發生衝突。

「我們希望透過將它們放在 20 英尺深的水中 —— 這對於很多河口來說,意味著離岸很遠 —— 我們將減輕這些抱怨,讓水產養殖者更容易完成他們真正想做的工作做,」海因斯說。

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摩洛哥的這個藻類養殖場,是世界上最大的此類設施。照片由 Susewi 提供。

問題:替代蛋白質供應

當其他公司採用高科技方法來最大化太陽能時,SuSeWi 保持其過程簡單。該公司目的在成為世界上最大的藻類生物質生產商,使用地球上最高效的天然太陽能電池,從太陽中獲取能量。

「我們從事光合作用業務,」創始合夥人 Keith Coleman 打趣道。

他指出,藻類將陽光轉化為能量的效率,是維管植物的八倍。它也營養豐富,是地球上捕獲碳最有效的生物。

但是,Coleman 和 SuSeWi 的聯合創始人兼首席科學家 Rafael Jovine 博士並沒有在難以擴大規模的高度受控的實驗室環境中種植藻類,而是從自然界中汲取靈感,在池塘中模擬了在池塘中維持整個食物鏈的大規模藻類繁殖。

「在自然界中,它可以免費、非常、非常快地大量生長,僅使用 [二氧化碳]、陽光和海水 —— 還有什麼比這更簡單的呢?」 科爾曼說。「他說,與其嘗試放大試管,不如讓我縮小海洋。」

最初受到碳捕獲目標的啟發,SuSeWi 現在的重點已轉移到食品和營養上,海藻衍生的蛋白質和脂質作為水產飼料中魚粉的可持續替代品以及人類食品成分和補充劑、色素和其他產品進行銷售。

該公司目前在摩洛哥海岸經營著一個 8,000 平方米的池塘,科爾曼說這是世界上最大的藻類池塘,並計劃到年底開始建造一個由 12,000 平方米池塘組成的 100 公頃系統2022 年。 SuSeWi 目前正在進行 B 輪融資,以資助新系統的建設。

「我們的技術已經完全成熟,我們正處於規模化的階段,我們的目標是提供地球上最節能、碳效率最高和可持續的食物來源。」

前瞻性思維

對於這些公司中的許多公司來說,太陽能可能一開始是解決物流問題的實用解決方案,但這並不意味著它對環境的好處是事後才想到的。Colton D'Eon 說他在新斯科舍省種植牡蠣的時間已經足夠長,可以看到氣候變化對環境和他的農場的影響。

「隨著海水變暖,我們看到入侵物種向北遷移,我們每年都面臨著非該地區原生物種的挑戰,」他說。

這使得轉向太陽能更有意義,而不僅僅是它對 D'Eon Oyster Co. 的底線的影響。

他說:「一開始,它是為了削減不會增加價值的步驟,但與此同時,我們正在努力尋找一種方法,不給環境留下這樣的足跡,因為最終直接影響我們的產品。」



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