ماء + كهرباء + بكتيريا = طعام

مشروع تكنولوجي جديد يأمل في إحداث ثورة في سوق المواد الغذائية وإنتاج بروتين صالح للأكل بطريقة إبداعية تقلل بشكل كبير من الأضرار التي تلحق بالبيئة

ران بن مايكل، زاوية – وكالة أنباء العلوم والبيئة

شهد مجال التكنولوجيا النظيفة في بلدان الشمال الأوروبي نموا في العامين الماضيين. إن الجمع بين الوعي العام بالأزمة البيئية العالمية وتوافر الاستثمارات من الاتحاد الأوروبي يسمح بتطور أفكار جديدة. وواحدة من أكثر هذه المشاريع إثارة للاهتمام ـ والتي تنطوي على إمكانات ثورية (من الناحية النظرية على الأقل) ـ هي شركة ناشئة في مجال التكنولوجيا الحيوية من فنلندا، والتي وجدت طريقة لإنتاج البروتين الصالح للأكل من ثاني أكسيد الكربون من الهواء والماء والكهرباء.

تم إطلاق المشروع المسمى "الأغذية الشمسية" باستثمار حوالي 2 مليون يورو لتطوير عملية تتعامل مع الحاجة إلى فصل جزء معين من إنتاج الغذاء عن الآثار البيئية السلبية للزراعة واعتماد الإنتاج الزراعي على الطاقة الشمسية. تغير المناخ.

محرك تغير المناخ

تعد الزراعة أحد المحركات الرئيسية لتغير المناخ: حيث يُعزى حوالي خمس جميع الانبعاثات في العالم إلى النشاط الزراعي والتغير في استخدام الأراضي المخصصة له. ومن ناحية أخرى، تعمل ظاهرة الانحباس الحراري العالمي على تغيير الممارسات الزراعية ومنتجاتها: على سبيل المثال، انخفاض الحصاد وانخفاض الجودة. إن المدخلات الرئيسية للزراعة - الأراضي والمياه - تستنزف، وجميع الأراضي الصالحة للزراعة تقريباً تُستخدم اليوم بالفعل، كما أن إمدادات المياه العذبة المتاحة للاستخدام الزراعي محدودة. إن الحلول مثل تحلية المياه ليست مرضية ولها في حد ذاتها تكلفة بيئية إضافية (خاصة في تحلية مياه البحر التي تستهلك كميات كبيرة جداً من الطاقة). وتسبب المدخلات الأخرى - المبيدات والأسمدة والمضادات الحيوية المستخدمة في تربية الماشية - ضرراً للبيئة والصحة العامة، كما تنطوي عمليات إنتاجها على انبعاثات كبيرة من غازات الدفيئة.

معظم الأضرار ناتجة عن تربية الحيوانات من أجل اللحوم، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه يجب زراعة الكثير من الطعام من أجلها أيضًا. يتم الحصول على حوالي 17 بالمائة فقط من السعرات الحرارية التي يستهلكها الإنسان في جميع أنحاء العالم من اللحوم والحليب، لكن تربية الحيوانات تستهلك 80 بالمائة من الأراضي المخصصة للزراعة (أساسًا لغرض زراعة الغذاء للحيوانات والمراعي). لا يزال سكان العالم ينمو بمعدل مليار شخص إضافي كل 12 عاما، ويزعم البعض أنه من المتوقع أن يستقر هذا المعدل في غضون خمسين عاما تقريبا، وبحلول ذلك الوقت سوف يتطلب الأمر إطعام أعداد أكبر من الأفواه بشكل مستدام. من المحتمل ألا يتمكن البروتين من البحر من تلبية أحجام الطلب المستقبلية نظرًا لأن كمية الأسماك آخذة في التناقص، كما أن تربية الأحياء المائية ليست كافية لمواكبة الطلب (وهي بالطبع معرضة بطريقة مختلفة لصعوبات مشابهة لتلك التي الزراعة على الأرض). لا يزال الطريق إلى الاستخدام الكبير لمصدر البروتين المعتمد على الحشرات طويلاً، على الرغم من أن الكثير من الآمال معلقة عليه.

هناك منظمات تستثمر في التعامل مع بعض أسباب المشكلة. وهكذا، على سبيل المثال، أعلنت شركة تايسون، ثاني أكبر شركة في قطاع اللحوم، عن إطلاق بيت للدواجن مصدر طاقته هو الطاقة الشمسية. لكن مثل هذا الحل هو في الواقع جزئي فقط. ما يمكن أن يغير الصورة بشكل كبير هو بديل البروتين ذو البصمة البيئية المنخفضة والقيمة الغذائية العالية.

مسحوق التغذية الشمسية للأغذية. الصورة: الأطعمة الشمسية

حل اختراق

النظام الذي طورته الشركة الفنلندية الجديدة منفصل تمامًا عن الأرض ويتم في عملية مشابهة لمصنع الجعة، باستثناء أنه بدلاً من السكر والخميرة، تتم العملية المقابلة للتخمير بواسطة البكتيريا التي تتغذى على الهيدروجين - الذي يتم إنتاجه من خلال التحليل الكهربائي. الماء (تمرير تيار كهربائي في الماء من خلال الأقطاب الكهربائية وتقسيمه إلى أكسجين وهيدروجين) - وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين (يتم امتصاصه من الهواء). تضاف إلى ذلك الفيتامينات والمعادن التي تساعد الكائنات الحية الدقيقة على إنتاج نسبة عالية من البروتين.

ويترك تجفيف السائل في نهاية العملية مسحوقًا يشبه الدقيق، يسمى محلول ملحي، يحتوي على 50 بالمائة بروتين و25-20 بالمائة كربوهيدرات و10-5 بالمائة دهون. ووفقا للشركة، فإن هذه العملية أكثر كفاءة، حيث تزيد على الأقل عشر مرات في استخدام المياه والأرض من زراعة فول الصويا، وفقا لمنشورات الشركة.

نقطة أخرى مثيرة للاهتمام هي أن هناك عددًا كبيرًا من هذه الكائنات الحية الدقيقة، والتي تعد مصدرًا لا ينضب لإنتاج أنواع مختلفة من البروتين مع العديد من الصفات الغذائية (على سبيل المثال، تركيبات مختلفة من الأحماض الأمينية، الوحدات الأساسية التي تتكون منها البروتينات، وبعضها يعتبر حيويا لأن أجسامنا لا تعرف كيف تنتجها).

ومقارنة بالإمكانات الكبيرة التي تكمن على ما يبدو في التطور الجديد، فإن الزراعة المعاصرة ليست متنوعة على الإطلاق: فنحن نعرف ما يقرب من 300 ألف نوع من النباتات الصالحة للأكل، ولكن 200 إلى 150 منها فقط تتم زراعتها تجاريا. يساهم ما مجموعه 17 نوعًا (12 نباتًا و5 حيوانات) بنسبة 75 بالمائة من الإنتاج وتساهم ثلاثة أنواع نباتية بنسبة 60 بالمائة من السعرات الحرارية (الذرة والأرز والقمح). وهذا في الواقع افتقار تام للاستقلالية (بناء على هذه المعطيات ادعى البروفيسور يوفال نوح هراري في كتابه "موجز لتاريخ البشرية" أن القمح استأنس الإنسان - وليس العكس).

ثمن متساوي لكل روح؟

يجب أن يوفر كيلوغرام واحد من المسحوق الملحي كمية البروتين اللازمة لسبعة إلى عشرة أشخاص يوميًا. وتتوقع الشركة أن يكون السعر بالنسبة للمستهلك تنافسيًا مقارنة بالأغذية الأخرى، وهذه هي النقطة الأساسية: من أجل التعامل مع أزمة الغذاء بطريقة مستدامة، يجب أيضًا توفير الغذاء بأسعار معقولة من حيث التكلفة. وبحسب منشورات الشركة وتصريحاتها فإن سعر المنتج سيكون 5 يورو (حوالي 20 شيكل) للكيلو الواحد، قد يبدو هذا رخيصا نسبيا، لكن يجدر بنا أن نتذكر أن هذا هو أيضا الراتب اليومي لحوالي نصف سكان العالم (اعتبارًا من 2015).

إذا حصل منتج Solar Foods على موافقة من الوكالة الأوروبية لسلامة الأغذية (تسعى الشركة أيضًا للحصول على الموافقة كغذاء مبتكر في أوروبا)، فإنها تخطط للانتقال إلى مصنع إنتاج من المقرر أن ينتج طعامًا يصل إلى 50 مليونًا. وجبات طعام سنويا في وقت مبكر من نهاية عام 2021. يتم تشغيل محطة الشركة الحالية (التجريبية) بالكهرباء المنتجة في محطة كهرومائية تنتج الكهرباء من تدفق المياه، والتي، مثل أي طريقة حديثة لإنتاج الطاقة، لا تخلو من التأثيرات البيئية: نظرًا لأن الكهرباء التي يستهلكها مصنع الإنتاج المستقبلي يتم إنتاجها من مصادر رخيصة ومتجددة (الشمس والرياح والمياه وما إلى ذلك)، فإن فوائد النظام ستزداد، وستنخفض آثاره البيئية وقد ترتفع تكاليف الإنتاج أيضًا. ينقص.

بالمناسبة، شركة سولار فودز ليست وحدها في هذا المجال. يستخدم كيفردي تقنية مماثلة لإنتاج المنتجات الأساسية لسوق المواد الغذائية. وتقوم شركتا NovoNutrients وDeepBranch أيضًا بتطوير عمليات لإنتاج أغذية مماثلة، خاصة لسوق تربية الأحياء المائية، من أجل التعامل مع نقطة الضعف في هذا القطاع: الافتقار إلى الغذاء الرخيص والفعال لتربية الأسماك المفترسة (مثل التونة). ومع ذلك، يبدو أن الشركة الفنلندية هي واحدة من الشركات القليلة التي تهدف إلى الاستهلاك الشامل للبشر.

مسحوق للمساحة

يتمتع مسحوق البروتين (وهو نباتي أيضًا بالطبع) بميزة أخرى: بسبب الانفصال عن الاعتماد على الأرض، يمكن أن تحدث هذه العملية أيضًا في الفضاء وتوفر الغذاء لرواد الفضاء. وفي الواقع، تريد وكالة الفضاء الأوروبية استخدام هذه التكنولوجيا في الرحلات الجوية إلى المريخ، ويعد هذا المشروع جزءًا من حاضنة أعمال الوكالة.

وبالتالي، فمن الممكن أن يوفر هذا الحل، بفضل المدخلات المتواضعة والانفصال عن الحاجة إلى الأرض، الغذاء في أماكن على وجه الأرض لا تصلح للزراعة. إذا اجتازت الشركة الاختبار التنظيمي، ووعودها بالإنتاج بتكلفة منخفضة نسبيًا لكل كيلوغرام من البروتين الحيواني واختيار الجمهور، فربما يصبح هذا المسحوق حلاً حقيقياً في الطريق إلى صناعة غذائية جديدة.