Mampukah sebuah pertanian kelp buatan yang menawarkan bahan bakar alternatif untuk mobil atau jet? Pendiri dibalik Marine BioEnergy berharap begitu. Startup akan segera mulai menguji prototipe ‘lift kelp’ mereka, sebuah pertanian yang dapat bergerak naik turun di air dengan bantuan drone untuk mengoptimalkan akses terhadap sinar matahari dan nutrisi, di dekat Catalina Island di California. Menurut mereka, biofuel yang terbuat dari rumput laut bisa hemat biaya dibandingkan bahan bakar fosil.
Apakah kelp itu?
Kelp adalah makroalga yang berukuran raksasa termasuk dalam alga coklat dan digolongkan dalam genus Laminariales. Ada sekitar 30 genera. Beberapa spesies bisa sangat panjang dan membentuk hutan kelp.
Kelp tumbuh di bawah “hutan” (kelp hutan) di lautan dangkal. Memerlukan air yang kaya dengan nutrien dengan suhu di bawah 20 ° C (68 ° F). Hal ini menyebabkan tingkat pertumbuhannya sangat tinggi – yaitu genera Macrocystis dan Nereocystis tumbuh dengan cepat setengah meter sehari, sehingga mencapai 30 sampai 80 m.
Kelp menempel pada substrat tidak dengan akar, tetapi dengan struktur yang disebut Holdfast. Dari holdfast timbul batang atau cabang yang disebuut stipe. Stipe ini diakhiri dengan satu atau lebih daun (blade) yang gepeng dan lebar. Dipangkal daun terdapat pneumatokist atau pelampung, yang menjaga daun tetap di permukaan. Seperti halnya fitoplankton, kelp mendapatkan makanannya langsung dari air laut. Mereka mengandalkan gerakan air yang melewatinya secara konstan untuk menghindari kekurangan nutrien. Karena perairan dangkal secara konstan dipengaruhi oleh aktivitas ombak dan arus, nutrien tersedia terus melalui turbelensi, upwelling, dan masukkan dari daratan. Kekurangan nutrien jarang terjadi sehingga terjadi pertumbuhan yang subur, membentuk “kebun kelp”.
Kelp tumbuh dan berkembang pesat di daerah yang beriklim sedang yaitu daerah yang memiliki 4 musim, seperti Amerika, Jepang, Inggris. Kebun kelp tidak ditemukan di daerah Indonesia, karena Indonesia beriklim tropis.
Berbagai jenis kelp:
1.Bull kelp, Nereocystis luetkeana, sebuah spesies barat laut Amerika yang digunakan oleh masyarakat adat untuk membuat jaring ikan.
2.Giant kelp, Macrocystis pyrifera, Raksasa kelp, Macrocystis pyrifera, rumput laut yang terbesar. Ditemukan di Pasifik pantai Amerika Utara dan Amerika Selatan.
3.Kombu, Laminaria japonica dan lain-lain, beberapa jenis edible kelp ditemukan di Jepang.
Konsep bioenergi kelp
Giant Kelp (Macrocystis pyrifera) adalah salah satu produsen biomassa dengan pertumbuhan tercepat. Lautan terbuka adalah wilayah yang sangat luas dan belum dimanfaatkan untuk mengumpulkan energi matahari. Giant kelp tidak tumbuh secara alami di lautan terbuka karena kelp biasanya membutuhkan pelekatan sekitar 10-20 meter kedalaman dan juga membutuhkan nutrisi penting yang tersedia di perairan laut dalam atau dekat pantai namun tidak di permukaan di lautan terbuka. Konsep ini mengusulkan sistem ekonomi untuk menyediakan grid untuk keterikatan dan akses terhadap nutrisi, sehingga memungkinkan lahan pertanian di wilayah laut terbuka yang luas.
Jika berhasil, pendekatan yang dipatenkan ini akan menumbuhkan kelp yang menempel pada grid besar di laut terbuka, masing-masing grid ditarik oleh drone bawah air yang murah. Pesawat tak berawak ini akan menjaga grid dekat permukaan di siang hari untuk mengumpulkan sinar matahari untuk fotosintesis. Pada malam hari, pesawat tak berawak akan membawa grid ke air dingin yang lebih dalam dimana rumput laut dapat menyerap nutrisi yang tidak memadai di permukaan air yang hangat. Pertanian kelp ini juga akan dibawa ke air yang lebih dalam selama badai atau untuk menghindari kapal yang lewat. Setiap tiga bulan, pesawat tak berawak akan memindahkan peternakan kelp ke lokasi yang dijadwalkan untuk bertemu dengan pemanen.
Pengujian di perairan Catalina Island
Di lepas pantai Catalina Island dekat Los Angeles, sebuah prototipe “lift kelp” baru – sebuah tabung panjang dengan rumput laut yang tumbuh di atasnya yang dapat dipindahkan naik turun di dalam air untuk mengakses sinar matahari dan nutrisi – akan segera memulai tes.
Jika penelitian ini bekerja seperti yang diharapkan, startup di belakangnya, Marine BioEnergy, ingin menggunakan teknologi serupa, yang didorong oleh kapal selam robotik, untuk mulai bertani di samudra terbuka antara California dan Hawaii. Kemudian rencananya akan memanen rumput laut dan mengubahnya menjadi biocrude netral-karbon yang bisa digunakan untuk membuat bensin atau bahan bakar jet.
“Kami pikir kami dapat membuat bahan bakar dengan harga yang bersaing dengan bahan bakar fosil yang sedang digunakan saat ini,” kata Cindy Wilcox, cofounded Marine BioEnergy dengan suaminya Brian Wilcox, yang mengelola teknologi robotika ruang angkasa dalam pekerjaannya di Laboratorium Propulsi Jet NASA. di California Institute of Technology.
Bahan bakar nabati lainnya, seperti etanol yang terbuat dari limbah tanaman di ladang jagung, telah berjuang untuk menjadi layak secara komersial, terutama setelah harga minyak turun. Solazyme, perusahaan yang merencanakan untuk membuat biofuel dari ganggang (dan memperkirakan pada tahun 2009 bahwa harganya akan kompetitif dengan bahan bakar fosil dalam dua atau tiga tahun), akhirnya berputar untuk membuat produk makanan dengan nama TerraVia, dan sekarang telah menyatakan kebangkrutan .
Kunci pada konsep perusahaan adalah bertani di samudra terbuka, di mana ada ruang untuk menanam sejumlah besar rumput laut. “Anda akan membutuhkan banyak rumput laut agar harganya kompetitif dengan sesuatu seperti batu bara, bahan bakar fosil, atau gas alam,” kata Diane Kim, seorang ilmuwan di University of Southern California Wrigley Institute for Environmental Studies, yang membantu menjalankan studi proof-of-concept teknologi Marine BioEnergy di Catalina. “Untuk menumbuhkan banyak rumput laut, Anda benar-benar harus bergerak di luar jangkauan normal tempat ditemukannya kelp, yang ada di sepanjang pantai.”
Kelp biasanya tidak tumbuh di laut terbuka karena membutuhkan sinar matahari yang ditemukan di dekat permukaan air dan nutrisi yang ditemukan di dekat dasar laut (juga perlu menyandang dirinya sendiri pada sesuatu). Pada 1970-an, saat embargo minyak, Angkatan Laut A.S. mulai menyelidiki kemungkinan pertambakan pertanian di laut terbuka, memompa air laut dalam yang penuh dengan nutrisi ke rumput laut yang berlabuh di dekat permukaan. Namun jangkarnya sering gagal karena arus laut, dan setelah embargo berakhir, ketertarikan pemerintah memudar.
“Saya percaya bahwa biofuel cair untuk transportasi (atau tujuan pembakaran lainnya) adalah ide yang buruk karena mereka masih memerlukan pembakaran, sehingga polusi udara, yang menggunakan listrik yang dihasilkan dari sumber transportasi yang bersih dan terbarukan dapat dihindari,” kata Jacobson.
Tapi transportasi udara tidak mungkin berjalan dengan listrik dalam waktu dekat, dan-meski beberapa prediksi tentang kematian mobil gas-biofuel yang cepat bisa menjadi tujuan praktis dalam waktu dekat. Kelp biocrude, yang bisa diproses di kilang yang ada, juga bisa digunakan untuk membuat plastik yang biasanya terbuat dari bahan bakar fosil.
Langkah pertama adalah membuktikan bahwa rumput laut bisa tumbuh dan berkembang karena ditarik ke atas dan ke bawah. “Bagian dari proyek ini untuk dua tahun ke depan adalah benar-benar mengetahui, menggunakan strategi siklus yang mendalam, jika berhasil, apa parameternya,” kata Kim. “Secara teoritis, seharusnya berhasil.”
Jika bukti konsep berhasil, Marine BioEnergy ingin menjadi besar: Untuk menutupi 10% kebutuhan bahan bakar transportasi di A.S., mereka harus memiliki cukup lahan pertanian kelp untuk menjangkau wilayah Pasifik kira-kira seukuran Utah.
sumber : marinebiomass inhabitat parimanta fastcompany
