שתפו‬        

הזהב הירוק

מאצות אפשר להפיק מגוון  נרחב של מוצרים – החל מתוספי מזון ופיגמנטים לצביעת בדים ועד פלסטיק מתכלה ודלק ביולוגי. תנאי הסביבה בישראל, יחד עם ידע אקדמי עשיר וחברות חדשניות, מובילים תעשייה שהולכת וגדלה

4 ביוני 2019



במשך מאות ואלפי שנים שימשו אצות שנאספו מהטבע חלק מהתפריט הקבוע של בני-האדם באפריקה, במרכז ובדרום אמריקה ובדרום-ומזרח אסיה. אצות נורי, שמוכרות לרובנו כאצות שעוטפות את גלילי הסושי, נאספו מהים או גודלו במפרצים שקטים על חבלים מתוחים בדרום-מזרח אסיה במשך מאות שנים; והאצה ספירולינה, בעלת תכולת החלבון הגבוהה שהפכה לפופולארית בשנים האחרונות, נאספה מאגמים בצ'אד ובמקסיקו על ידי שבטים ותרבויות קדומות מקומיות וסייעה להם לשמור על בריאותם.

אלו רק שתי דוגמאות לאצות שהפכו למותגים מוכרים בעולם המערבי בשנים האחרונות. אך חקלאות האצות המודרנית, שהתפתחה משמעותית רק במהלך העשורים האחרונים, כוללת כ-15 מינים של אצות שמיוצרות היום בעולם באופן מסחרי. – מתוך עשרות אלפי מינים ידועים של אצות מיקרוסקופיות חד-תאיות (מיקרו-אצות) ואצות רב-תאיות (מאקרו-אצות), כמו אלה שבהן אנחנו נתקלים לעיתים על חוף הים.

גם ישראל לא נחה על השמרים, ובשנים האחרונות הולכת וגדלה בה תעשיית אצות חדשנית ועתירת-ידע, שמייצאת אצות לשאר העולם ומפתחת טכנולוגיות למיצוי של מוצרים חדשים מהזהב הירוק. תנאי סביבה מיטביים מאפשרים לישראל לצעוד קדימה בשוק הזה, שהתחזיות העולמיות צופות לו גידול מואץ בשל מגוון שימושים חדשים שנמצאים מעבר לפינה.

שוק שצפוי להכפיל את עצמו

לגידול אצות יש יתרונות כלכליים וסביבתיים רבים: האצות אינן דורשות בהכרח שימוש בקרקע חקלאית, ואפשר לגדלן גם בתוך הים; ניתן להשתמש בעבורן במקורות מים מגוונים (מתוקים, מליחים, מי-ים ועוד) ותהליך הגידול לא מייצר כמעט פסולת, מלבד מי הגידול שאותם ניתן למחזר לאחר טיפול. אחד היתרונות הבולטים של חקלאות האצות הוא ניצול מרבי של הגידול החקלאי: בניגוד לצמחים שבהם הגבעולים, הגזע והענפים לרוב אינם משמשים למאכל והופכים לפסולת חקלאית, אצל האצות כל החומר הצמחי מהווה את המוצר הסופי של תהליך הגידול, ללא שאריות.

מהאצות מייצרים כיום מגוון רחב של מוצרים: תוספי תזונה כמו אסטאקסנטין ובטא-קרוטן, שנמכרים באלפי דולרים לקילוגרם; חומצות שומן אומגה 3 ואומגה 6; ג'לים לתחום הקוסמטיקה; ג'לים ליישום במחקר מדעי וצבענים (פיגמנטים) לשימוש במיקרוסקופיה; מזון ותוספי תזונה לבעלי חיים ואצות למאכל, שהבולטות שבהן הן ספירולינה, שנחשבת לתוסף תזונה נחשק, ונורי שמככבת כיום במסעדות הסושי מסביב לעולם.

בישראל פועלות כיום למעלה מ-10 חברות העוסקות בחקלאות אצות. שלוש הגדולות שבהן הן תוצאה ישירה של מסחור ידע שפותח באקדמיה הישראלית באוניברסיטת בן גוריון ובמכון ויצמן למדע. שתי חברות ישראליות נוספות עוסקות בטיהור שפכים באמצעות אצות. הענף מעסיק בישראל כ-200 עובדים, רובם באזורי הפריפריה, אך סובל מחסמים המעכבים את התפתחותו. רק לאחרונה התאגדו מגדלי האצות בישראל לקראת הסדרה של הענף, בתקווה כי המהלך יביא להשקעות ציבוריות ופרטיות בתחום.

ויש לכך סיבה טובה: שוויו של שוק מוצרי האצות העולמי נכון לשנת 2017 עמד על כ-3.5 מיליארד דולרים, ועל פי הערכות שונות, עד שנת 2025 צפוי השוק לגדול לכדי שווי של 5.5-6 מיליארד דולרים. הגידול החזוי הזה נובע בין היתר ממגמות של הגברת המודעות הצרכנית ליתרונות הבריאותיים של מוצרים המיוצרים מאצות; במקביל, מגמות חדשות של הפקת אנרגיה מתחדשת מאצות ושימוש באצות לייצור תחליפי פלסטיק, מהוות גם הם מנוע אפשרי לגידול בשוק הזה ופוטנציאל בעבור חברות ישראליות בארץ ובעולם – תוך מציאת פתרון לבעיות סביבתיות רבות.

הפקה מסורתית של אצות. כיום מופקים כ-15 מיני אצות מתוך עשרות אלפי מינים של אצות. צילום: Jean-Marie Hullot on flickr

אופנה ירוקה יותר

במקביל לשימושים בתחום הרפואה, הקוסמטיקה והמזון, בשנים האחרונות החלו להתפתח יישומים חדשים לחומרים המופקים מאצות המתאימים לתעשיית האופנה – תעשייה שזוכה למקום השני והמאוד לא מכובד בדירוג התעשיות המזהמות ביותר בעולם. חומרים שונים בתעשיית האופנה הם בעלי פוטנציאל לגרום לבעיות בריאותיות וסביבתיות, והם משמשים בייצור בגדים של עשרות מותגים מובילים. בשנים האחרונות  עלה הצורך במציאת חומרים ותהליכים שיפחיתו את הפגיעה בסביבה בהפקת חומרי הגלם ובייצור הבגדים.

כאן נכנסות האצות לתמונה. מדי שנה מגדלים בעולם כ-27 מיליון טונות של כותנה, שגידולה תופס 2.5 אחוזים מהאדמה המעובדת ו-13 אחוז מהשימוש בקוטלי החרקים בעולם. בניגוד לכותנה, גידול מאקרו-אצות בים אינו דורש קרקע חקלאית, מים מתוקים או שימוש בחומרי הדברה וניתן להפיק מהן חומרי גלם לתעשיית האופנה: סיבים העשויים מאלגינט, פולימר המופק בעיקר ממאקרו-אצות חומיות. סיבי האלגינט משמשים כיום ליצור ציוד חבישה אנטי-בקטריאלי הסופח נוזלים ולייצור מדים לצוות רפואי וביגוד המגן מאש.

כבר היום אפשר למצוא כמה מעצבי אופנה צעירים שמשתמשים באלמנטים מאצות בעבודתם. בסטודיו המעצבים הגרמני Twosquaremeter משלבים כותנה עם סיבים המופקים מאצות. פרויקט Seacolors הנתמך על ידי האיחוד האירופי מקדם שימוש בצבעים טבעיים המופקים מאצות לצביעת בדים בתעשיית האופנה – צבעים שמיועדים להוות תחליף לצבעים סינתטיים שחלקם נמצאו מסוכנים לסביבה ולאדם. עלויות הייצור של הסיבים ושל הפיגמנטים הללו עדיין גבוהות יחסית לחלופות המקובלות, אך התקדמות טכנולוגית בתהליכי גידול האצות עשויה לצמצם את פערי העלויות.

אנרגיה ירוקה מהים

על פי מחקר שוק שפורסם בשנה שעברה, אחד האפיקים הרווחיים שצפויים להיווצר בשוק העולמי הוא גידול מאקרו-אצות לייצור דלק ביולוגי – שהוא תחליף "נקי" לדלקי מאובנים. לפי הדוח, מגבלות על פליטת גזי חממה המודעות הגוברת למשמעויות הסביבתיות של השימוש בדלק מאובנים הם שיאיצו את הגידול בשוק האצות כחומר גלם לייצור אנרגיה ירוקה, הן במדינות מפותחות והן במדינות מתפתחות.

היתרונות בגידול אצות כמקור צמחי חלופי להפקת אנרגיה נובעים בראש ובראשונה מקצב הגידול המהיר של האצה, מתהליך הפקה פשוט ומניצול של בתי גידול ימיים – כאלה שאינם משמשים לחקלאות מזון. כבר בשנות החמישים של המאה שעברה השקיעה ארצות הברית במחקר לשיפור ממשק גידול האצות להפקת האנרגיה, אך מאוחר יותר ירדה קרנו בעקבות תמורות בשוק האנרגיה והצלחה מוגבלת בגידול. עם זאת, בשנים האחרונות גידול אצות לאנרגיה זוכה לעדנה מחודשת. חידושים טכנולוגיים שמאפשרים פיתוח זני אצות עשירים יותר בשומנים ובסוכרים, כמו גם התקדמות בשיטות ההפקה, עשויים להפוך את החזון לכדאי מבחינה כלכלית.

מחקר שנערך בשנים האחרונות באוניברסיטת תל אביב בחן מודל לגידול והפקת ביו-אתנול מאצות. את המחקר הוביל ליאור קורזן במסגרת עבודת הדוקטורט שלו, בהנחיית צוות רב-תחומי ממוסדות מחקר שונים. קורזן גידל אצות בסמוך לחווה מסחרית לגידול דגי דניס מול חופי מכמורת. במחקר נמצא שהאצות "נהנו" מהעשרת המים בחומר אורגני שמקורו בדגים, והראו קצב גידול מהיר מהרגיל. הרווח בגידול אצות במודל כזה הוא כפול: עלייה בקצב הגידול מחד, וניקוי המים מהזיהום שיוצרת החקלאות ימית מאידך. האצה משמשת למעשה כביו-פילטר למים המזוהמים. לאחר גידול האצה וקצירתה, הופק ממנה ביו-אתנול.

בחינה כלכלית של שיטת הגידול הזו הראתה שרווחיות מושגת רק אם מגיעים להיקפי גידול עצומים – כאשר שטח הגידול עומד על לפחות 2,500 הקטר. לשם השוואה, על פי תכניות עתידיות שערך משרד החקלאות, השטח המוקצה לחקלאות ימית בישראל הוא כ-600 הקטר. לכן, המודל עשוי להתאים לאזורים שבהם שטחי הגידול הזמינים גדולים יותר, כמו למשל בסין – שבה פועלות חוות גידול ימיות על שטח של כמיליון הקטר. כמו כן, עלייה ביעילות הגידול של האצות בזכות פיתוחים טכנולוגיים והשבחת זנים, יחד עם עם גידול בביקוש לתוצרי הלוואי של התהליך, עשויים אף הם לתרום לכדאיות הכלכלית של גידול האצות להפקת אנרגיה – בישראל ובעולם.

גידול אצות בבריכות פתוחות. אחד היתרונות הבולטים של חקלאות האצות הוא ניצול מרבי של הגידול החקלאי, כמעט ללא שאריות. צילום: JanB46, Wikipedia

אצות במקום פלסטיק

בעיית פסולת הפלסטיק היא מהבעיות הסביביות החמורות שידע העולם בעשורים האחרונים. מוצרי פלסטיק מצטברים במטמנות האשפה ומגיעים גם לאוקיינוסים, שם הם פוגעים אנושות בבעלי חיים ימיים. בשנים האחרונות מתברר שהם גם מתפרקים לחלקיקים קטנטנים, המכונים "מיקרו-פלסטיק", אשר נבלעים על ידי בעלי חיים ימיים וחודרים לשרשרת המזון. הנתון המצמרר הוא שעד לשנת 2050, לפי הערכת מומחים, יהיה משקל הפלסטיק בים גדול ממשקל הדגים שבו.

על כן, אין זה פלא שבעולם קיים כיום מירוץ לפיתוח של תחליף פלסטיק מתכלה, שהוא בעל התכונות שהופכות את הפלסטיק עצמו לאטרקטיבי כל כך – היותו אלסטי, זול ועמיד. המוצר החדש מכונה "ביו-פלסטיק" או פלסטיק ביולוגי – תחליף ידידותי יותר לסביבה, שעשוי חומרים ממקורות ביולוגיים (כמו שרף עצים, תירס וסיבי צמחים) ושזמן ההתכלות שלו הוא קצר בהרבה.

גם כאן, האצות תופסות מקום של כבוד בניסיונות לפצח את הבעיה הסביבתית הזו. במשך שנים מספר כבר משתמשים במיצוי של אצות כדי להדגים את האפשרות לשימוש באצות ליצירת פלסטיק ביולוגי. החומר, שקרוי אגר, משמש כיום בתעשיית המזון כתחליף ג׳לטין צמחוני לקינוחים ובתעשיית התרופות. בשנים האחרונות מעצבים שונים החלו להשתמש בו ליצירת תחליפי פלסטיק שונים.

באחרונה, פיתוח של חוקרים מאוניברסיטת תל אביב יצר פריצת דרך שעשויה לאפשר ייצור של פלסטיק ביולוגי מאצות בהיקפים גדולים ובצורה חסכונית, שמתאימה גם למדינת ישראל בעלת משאבי הקרקע והמים המוגבלים.

החוקרים, ד"ר אלכסנדר גולברג ופרופ' מיכאל גוזין מאוניברסיטת תל-אביב, הצליח להפיק ביו-פולימרים מיצורים החיים במי ים. חומר הגלם לתהליך היה אצות רב-תאיות, שגדלות בים, אשר נאכלו על ידי יצורים חד-תאיים, שגם הם גדלים במים מלוחים מאוד, תססו וייצרו את הביו-פולימרים. "תהליך הייצור של פלסטיקים מתכלים מצריך משאבים חשובים, שגם הם הולכים ומתמעטים, כמו קרקע חקלאית ומים מתוקים. מדינה כמו ישראל, שהיא צרכנית פלסטיק גדולה, לא תקצה שטחים נרחבים ומים יקרים כדי לייצר ביו-פולימרים", אומר גולדברג. "התהליך שאנחנו מציעים יאפשר גם למדינות הסובלות ממחסור במים מתוקים, כמו ישראל, סין והודו, לעבור לפלסטיק מתכלה".

ירוק-כחול-לבן

אמנם חברות האצות בישראל עדיין אינן עוסקות ביישומים לתחום האופנה, בייצור פלסטיק ביולוגי או בהפקת אנרגיה מאצות, אך מאותן אצות שמגדלים כיום בישראל ניתן להפיק מוצרים נוספים. "גישה זו של הפקת מספר מוצרים ליישומים שונים מאותו חומר גלם  נקראת  Biorefinery- בית זיקוק ביולוגי", מסביר ד"ר עדי לוי, המנהל המדעי של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה, שכתב במסגרת תכנית "ממשק" את מסמך הסקירה של ענף האצות בישראל עבור משרד החקלאות. "הגישה שואפת לעשות שימוש ברכיבים שונים של האצות (כגון פיגמנטים חומרים נוגדי חימצון, חלבונים, חומצות שומן, פחמימות ועוד) על מנת להפיק מגוון מוצרים מאותה אצה ובכך לנצל עד תום את מרכיבי האצה ואת המשאבים המושקעים בגידולה".

אף שקיימים חסמים רבים ומגוונים בתחום בישראל (רגולציה, קרקע וסטטוטוריקה, מימון, שיווק, ידע, כוח-אדם ועוד), לפני כשנתיים נערך כנס ראשון של מגדלי האצות בישראל, ובשנה שעברה צוינה אבן דרך בהתפתחות הענף, כאשר 16 חברות ויזמים העוסקים בתחום בישראל הכריזו על התאגדות רשמית להסדרת פעילות הענף. "החברות הישראליות זוכות להכרה הולכת וגוברת בעולם, הן בזכות המוצר האיכותי שהן מפיקות והן בזכות מערך המו"פ והביו-טכנולוגיה המתקדם שלהן, שעליו מבוסס כל תהליך הגידול. כעת הגיע הזמן להסדיר את פעילות הענף בארץ ולבסס אותו כענף לגיטימי ומוכר בחקלאות הישראלית", אמר יו"ר האיגוד אורי מתתיהו.


בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב-מגזין דה מרקר

שתפו‬        


הירשמו לניוזלטר שלנו

עקבו אחרי זווית