Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Grenada, a small island nation in the southeastern Caribbean, faces challenges regarding energy dependency and environmental disruption from recurring Sargassum seaweed influxes. While Sargassum accumulation poses ecological and economic issues, it also offers the opportunity as renewable feedstock for biogas production via anaerobic digestion. Due to the seasonal nature of the sargassum, effective long-term preservation is critical to ensure year-round feedstock availability.
This study evaluated the effects of different preservation methods, ensiling with or without silage agents, sugar supplementation, and varying dry matter contents, on the stability of Sargassum over an 8-week storage period. Key parameters such as pH, total solids (TS), and volatile solids (VS) were measured for six treatment groups. Additionally, a mathematical model was developed to estimate VS degradation over a six month period.
The results showed that Sargassum ensiled at 30% DM with a silage agent (30DM) achieved the most favorable outcomes: a rapid pH drop to 4.4, lowest VS loss of 11%, and stable TS content. In contrast, untreated biomass (CTRL) exhibited the steepest degradation, with VS declining from 60% to 37% and a final pH of 5.8, indicating poor preservation. The predictive model shows an increasing divergence between treatments over time. The model predicted that the 30DM treatment would maintain VS levels around 48% after 26 weeks, while the CTRL group would drop below 33%.
These findings highlight the potential of ensiling, particularly at 30% DM with additive, as a practical and scalable method for Sargassum preservation. Implementing such strategies can help stabilize biogas feedstock supply and support Grenada’s transition to a more sustainable energy system.

Tänk dig att din lokala strand varje sommar täcks av ett brunt, illaluktande sjok av ruttnande tång. Det är verkligheten för många invånare i Karibien, särskilt på önationen Grenada där enorma mängder av brunalgen sargassum spolas upp längs kusterna. Det här är inte vilken tång som helst. Den flyter fritt över Atlanten i enorma bälten, och sedan 2011 har förekomsten ökat dramatiskt, med stora ekologiska och ekonomiska konsekvenser.
Ett annat problem Grenada står inför är att de idag nästan helt beroende av importerad olja för sin energiförsörjning. Det är dyrt, osäkert och långt ifrån hållbart. Samtidigt efterfrågas förnybara energikällor som minskar både klimatpåverkan och sårbarhet gällande energiförsörjning. En intressant lösning som undersöks på flera håll i världen är biogas. Som går ut på att ta tillvara på organiskt material och genom en naturlig jäsningsprocess omvandla det till metan som kan användas för el, värme eller fordonsgas.
Men sargassum är en utmanande råvara då den endast driver i land delar av året. Den bryts även ner snabbt när den hanmar på land och måste bevaras på något sätt för att kunna användas året runt. En nyckelfråga blir därför: Hur kan man lagra sargassum på ett sätt som både bevarar dess energiinnehåll och fungerar praktiskt i ett tropiskt småskaligt sammanhang? Det är just det denna studie har undersökt. Genom försök både i fält på Grenada och i labbmiljö i Sverige testades olika metoder för att lagra sargassum över tid. En särskilt intressant metod är ensilering, samma teknik som används för att konservera exempelvis vall till djurfoder. Där får mikroorganismer i syrefri miljö sänka pH-värdet och skapa en sur miljö som hämmar förruttnelse.
I experimenten testades hur olika behandlingar, till exempel tillsats av mjölksyrabakterier, socker och olika torrsubstanshalter påverkade lagringsstabiliteten. Resultaten visade tydligt att sargassum som lämnades obehandlad snabbt förlorade sitt energiinnehåll. Däremot kunde man, genom att tillsätta både bakterier och en lagom mängd socker, uppnå en kraftig pHsänkning och bevara mer av det organiska materialet. Allra bäst fungerade en kombination där algen torkats till 30 % torrsubstans innan ensilering. Resultatet visade då att fukthalt, syrahalt och energivärde bevarades bäst under hela lagringsperioden.
För att förstå vad som skulle hända över ännu längre tid, användes också en matematisk modell som kunde förutsäga nedbrytningen av det organiska materialet över sex månader. Modellen visade att skillnaderna mellan de olika behandlingarna ökade över tid och att de bästa metoderna kunde halvera förlusten av energirikt material jämfört med den obehandlade sargassumen.
Sammantaget visar studien att sargassum inte bara är ett problem att bekämpa utan det är en resurs som kan tas tillvara på. Med rätt teknik går det att minska nedbrytnningen av det och förhoppningsvis använda den som ett lokalt producerat förnybart bränsle. Det kan bli en viktig pusselbit i Grenadas energiomställning och kanske ett exempel för andra kustsamhällen som står inför liknande utmaningar.