Быстрорастущая индустрия выращивания морских водорослей, таких как ламинария, в штате Мэн сталкивается с серьёзной проблемой: высокая себестоимость продукции. Морские водоросли используются в пищевой промышленности, косметике, как удобрения и во многих других областях, но для начинающих фермеров одним из главных препятствий остаётся отсутствие надёжных инструментов для анализа затрат. Такие инструменты жизненно важны для принятия грамотных финансовых решений и построения устойчивых бизнес-моделей.
Для решения этой задачи исследователи из компании Kelson Marine в Портленде, штат Мэн, совместно с Университетом штата Мэн, разработали инновационный инструмент. Эта модель предоставляет фермерам детализированный экономический анализ и выявляет стратегии для значительного снижения затрат на выращивание морских водорослей. Она учитывает множество переменных, включая выбор участка, погодные условия, объём урожая и другие специфические для каждого сценария детали. Инструмент применим как для прибрежных, так и для удалённых морских ферм, включая крупные объекты в заливе Мэн, полностью открытые штормам с северо-востока.
Зак Мосицки, океанический инженер из Kelson Marine и руководитель проекта, объяснил принцип работы инструмента. «Используя этот инструмент для всестороннего изучения последствий любого проектного решения или операционного выбора, мы можем помочь фермерам морских водорослей существенно сократить производственные расходы и достичь экономической устойчивости», – отметил Мосицки. – «Инструмент позволяет тщательно взвешивать все компромиссы, связанные с такими решениями, и избегать узких улучшений, которые могут снизить затраты в одном аспекте, но увеличить их или сократить производство через какой-либо косвенный, но взаимосвязанный путь».
Модель способна имитировать реальные условия выращивания морских водорослей, собирая широкий спектр информации для каждого сценария. Это включает специфические океанические и погодные условия на участке, характеристики культур и особенности роста различных видов ламинарии, типы и размеры судов, организацию труда, используемые технологии, береговую инфраструктуру, графики обслуживания и многое другое. Анализируя, как все эти элементы влияют на общую прибыльность и как различные компоновки ферм и операционные решения взаимодействуют друг с другом, инструмент даёт фермерам ценное представление об истинном влиянии идей по снижению затрат. Например, он может оценить выгоду от обработки или хранения водорослей прямо на судах, а также от внедрения оборудования, позволяющего экипажам работать быстрее.
Чтобы проверить эффективность модели, команда применила её к гипотетической ферме по выращиванию сахаристой ламинарии площадью около 400 гектаров, расположенной примерно в 20 километрах от берега на глубине 100 метров. Было проанализировано несколько сценариев, сравнивающих различные компоновки ферм и подходы к эксплуатации, чтобы понять, как каждый выбор повлияет на ведение хозяйства в таких сложных условиях. Результаты оказались впечатляющими: первоначальный расчёт показал, что ферма, спроектированная исключительно для низких затрат на строительство и высокого производства, будет иметь себестоимость 2618 долларов за тонну свежей ламинарии. Однако, систематически тестируя альтернативные проектные и операционные решения с помощью нового инструмента, исследователи выявили комбинацию улучшений, сократившую прогнозируемую себестоимость на 85% – до 383 долларов за тонну свежей ламинарии. Среди наиболее эффективных изменений оказались установка более глубоких линий культивации, использование механизированного оборудования для посева и сбора урожая, переработка ламинарии на месте в суспензию, а также оптимизация размеров и типов используемых судов.
В работе над проектом Kelson Marine и Университету штата Мэн оказывали поддержку учёные из Университета Нью-Гэмпшира, Океанографического института Вудс-Хоул и Vertical Bay Maine. Основы разработанного инструмента и результаты тематического исследования подробно описаны в научном журнале Algal Research. Заинтересованные фермеры морских водорослей в Мэне и других регионах могут связаться с Заком Мосицки, чтобы их операции были проанализированы с помощью этого инструмента.
Финансирование этой работы осуществлялось за счёт Conscience Bay Research, The Builders Initiative, а также через ассигнования Конгресса США на 2024 финансовый год, полученные сенаторами Сьюзан Коллинз и Ангусом Кингом через Управление по делам малого бизнеса США. В исследовании также использовались инструменты структурного анализа, разработанные и протестированные в рамках программы ARPA-e MARINER (Advanced Research Projects Agency-Energy Macroalgae Research Inspiring Novel Energy Resources) Министерства энергетики США.
Разработка нового инструмента является частью более широкой инициативы Университета штата Мэн по поддержке и развитию «голубой экономики» штата – группы отраслей, использующих океанские ресурсы для экономического роста при одновременной защите окружающей среды. Через новые технологии и программы развития рабочей силы Университет штата Мэн расширяет понимание экологических и социально-экономических изменений, влияющих на прибрежные сообщества и бизнес в Мэне. Преподаватели и студенты также активно исследуют возможности для новых рынков и секторов, связанных с морем.
Профессор морских наук Университета штата Мэн Дэмиан Брэди подчеркнул значимость разработки: «Что особенно воодушевляет в этой новой модели, так это то, что она является наиболее всесторонним и детальным анализом затрат на выращивание морских водорослей в США на сегодняшний день. Такой анализ помогает нам выявить „болевые точки“, где инвестиции в технологии могут быстро изменить соотношение затрат и выгод».
