Little Green Cows

De wereld gloeit van algenkoorts.

In dit tijdperk van diepe ecologische ontwerpambities groeit het aantal speculatieve ontwerpprojecten gebaseerd op algentechnologie. Van algen wordt verwacht dat ze een hele reeks oplossingen bieden, van energieproducerende architectonische torens, tot verlichting, burgers, huidverzorgingsproducten, diervoeder, geneesmiddelenfabrieken en bioplastics. Het lijkt er eindelijk op dat de wereld groen wordt. Letterlijk.

Algen, eenvoudige fotosynthetische planten die in water leven, behoren tot enkele van de oudste levende organismen op aarde. De meeste soorten zijn alleen met een microscoop te zien, maar andere kunnen dichte matten van vegetatie of grote onderwaterbossen vormen. Tijdens het Archeïcum, tussen 3,9 en 3,5 miljard jaar geleden, stelden blauwgroene algen* de voorwaarden voor het moderne leven vast door de atmosfeer van de aarde, die verstikt was met giftige gassen, om te zetten in een zuurstofrijke omgeving. Hun hedendaagse nakomelingen kunnen een reeks pigmenten gebruiken om specifieke golflengten van licht te oogsten om vast plantaardig materiaal, of 'biomassa', te vormen door zonlicht en koolstofdioxide te gebruiken om brandstof, water en zuurstof te produceren.

Inderdaad, het vermogen van algen om koolstof vast te leggen is zodanig dat ze de technologie bij uitstek zijn geworden voor koolstofafvang. We weten al dat ze een grootschalige impact kunnen maken. Sterker nog, algen zijn zo onvermoeibaar, werken zo snel en op zo'n schaal dat ze tot op dit moment uiterst negatief zijn beoordeeld. Algen zijn met vele namen aangeduid, waarvan de meeste helemaal niet complimenteus zijn: onkruid, plaag, bloei, dodelijk schuim en letterlijk, het schuim der aarde. Ondanks hun huidige herwaardering als een mogelijke oplossing voor stijgende kooldioxidegehaltes, zijn er nog steeds meer producten op de markt ontworpen om algen te doden dan manieren om ze nuttig te gebruiken.

Ontwerpen met algen biedt een kans om op creatieve wijze hun technologische potentieel op nieuwe manieren te benutten, aangezien ze geen machines zijn. Toch bestaat de moderne synthetische biologie-industrie, die een rationele ontwerp- en ingenieursbenadering van levende systemen hanteert, binnen een industrieel kader. Het model voor het productieproces is de brouwerij-industrie. In een brouwerij wordt een levend systeem, gist, in een mechanische container gebracht waar het de functie vervult van een klein 'machientje' dat alcohol maakt met natuurlijke grondstoffen. De wanden van de container hebben geen verbinding met de buitenomgeving, dus het gist is ecologisch 'opgesloten' en losgekoppeld van de natuur. Het proces is ook onzichtbaar voor waarnemers en het eindproduct wordt beoordeeld als een handelswaar die puur in economische termen wordt gewaardeerd als een gefabriceerd 'product'. De waarde ervan wordt vergeleken met het equivalent van een vat ruwe olie. Het wordt niet verkocht op basis van andere voordelen van het proces die verband houden met menselijke ervaring.

Dit is een enorme gemiste kans voor synthetische biologie om nieuwe klanten en doelgroepen te bereiken. Biologische systemen maken niet alleen nuttige producten, maar bieden ook aanzienlijke milieu- en mensgerichte voordelen, die worden verwaarloosd in de industriële benadering. Bijvoorbeeld, algbioreactoren die zonlicht gebruiken om kooldioxide vast te leggen voor de productie van biobrandstoffen, variërend van alcohol tot oliën, kunnen ook worden ontworpen als sociale ervaringen. IBA Hamburg belooft de realiteit van een meer geïntegreerde ecologische ontwerpoplossing in zijn verbazingwekkende nieuwe gevels voor nieuwe woningtypen.

Dus, in plaats van algen als 'machines' te beschouwen, zouden we ze misschien kunnen zien als 'kleine groene koeien'. Stel je de algbioreactoren, die simpelweg aquaria zijn, voor als een veld waarin olieproducerende algen kunnen grazen op zonlicht en koolstofdioxide. Deze algen worden rondgepompt in de tank zodat ze voldoende te eten hebben. Uiteindelijk worden ze verplaatst naar een melkstal in de vorm van een koperen buis, die de kleine groene koeien een klein schokje geeft terwijl ze erdoorheen gaan, in een proces dat 'cracking' wordt genoemd. Er raken absoluut geen koeien gewond in het proces, en aan het eind van een week zal een raamgrote bioreactor een boterachtige laag biobrandstof hebben geproduceerd, die naar de bovenkant van het opvangvat drijft zoals room in een fles melk. Het eiwitrijke afval kan worden gerecycled tot bodemverbeteraar of samengeperst tot bouwstenen.

Veel van de ontwerpuitdagingen die bij algengebaseerde oplossingen naar voren komen, roepen ecologisch denken en benaderingen op die vaker geassocieerd worden met het creëren van vijvers, tuinen, landbouw en parken dan met het maken van gadgets. Dus, verder denken dan de metafoor van de machine schept nieuwe manieren om technologie te ervaren en nodigt biologie uit in onze leefruimtes, wat extra voordelen met zich meebrengt. Leven is robuuster, aanpasbaarder en verrassender dan machines ooit kunnen zijn. Uniek is ook dat het de capaciteit heeft om met 'het onbekende' om te gaan – iets dat simpelweg niet gemodelleerd en geprogrammeerd kan worden in mechanische systemen. Bijgevolg, wanneer we biologie als kwalitatief verschillend van machines beschouwen, worden wetenschap en ontwerp gepresenteerd met nieuwe kansen in manieren van maken en werken met biologie. Next nature verkent deze creatieve interface tussen biologie, technologie en mensen, en inspireert ontwerpoplossingen die meer zijn dan de som van hun delen – wat echt veel aangenamer is dan het observeren van de innerlijke werking van een olieraffinaderij.

Afbeelding via Celcias.

* Ooit beschouwd als echte algen, worden blauwgroene algen, of cyanobacteriën, nu geclassificeerd als bacteriën.