De todas as opções de energia limpa em desenvolvimento, é o biocombustível à base de algas que mais se assemelha à composição do petróleo bruto que é bombeado para fora do fundo do mar. Muito do que conhecemos como petróleo era, afinal, formado a partir desses microrganismos, através de uma conversão natural facilitada pelo calor que se desenrolou ao longo de milhões de anos.
Agora, pesquisadores do Laboratório Nacional Pacific Northwest, do Departamento de Energia dos Estados Unidos, em Richland, Washington, descobriram uma maneira de não apenas replicar, mas acelerar esse processo de "cozinhar" ao ponto em que uma pequena mistura de algas e água pode ser transformada uma espécie de petróleo bruto em menos de uma hora. Além de ser prontamente capaz de ser refinada em gases combustíveis como combustível para jatos, gasolina ou diesel, a tecnologia proprietária também gera, como subproduto, elementos químicos e minerais que podem ser usados para produzir eletricidade, gás natural e até mesmo fertilizantes para, talvez, crescer ainda mais algas. Também poderia ajudar a introduzir algas como uma alternativa viável; uma análise mostrou que a implementação dessa técnica em uma escala mais ampla pode permitir que as empresas vendam biocombustível comercialmente por apenas dois dólares por galão.
"No fim das contas, os americanos não são como os europeus, que tendem a se importar mais com a redução de sua pegada de carbono", diz o investigador principal Douglas C. Elliott, que pesquisa combustíveis alternativos há 40 anos. "A força motriz para adotar qualquer tipo de combustível é, em última análise, se é tão barato quanto a gasolina que estamos usando agora".
Há muito que os cientistas estão intrigados com a lista de vantagens inerentes de que as algas se orgulham em relação a outras fontes de energia. O Departamento de Energia dos EUA, por exemplo, estima que aumentar a produção de combustível de algas para atender o consumo diário de petróleo do país ocuparia cerca de 15.000 milhas quadradas de terra, aproximadamente do tamanho de um pequeno estado como Maryland. Em comparação, substituir apenas o fornecimento de diesel produzido com biodiesel a partir da soja exigiria a criação de metade da massa de terra do país.
Além do potencial para rendimentos muito mais altos, o combustível de algas ainda é mais limpo do que o petróleo, já que as plantas marinhas devoram dióxido de carbono da atmosfera. Agrícolamente, as algas florescem em uma ampla variedade de habitats, de territórios oceânicos a ambientes de águas residuais. Não é perigoso como combustível nuclear, e é biodegradável, ao contrário de painéis solares e outras intervenções mecânicas. Também não compete com os suprimentos de alimentos e, novamente, é similar o suficiente para a gasolina, que pode ser refinada da mesma forma usando as instalações existentes.
"O etanol do milho precisa ser misturado com gás e óleo vegetal modificado para uso com diesel", diz Elliott. "Mas o que estamos fazendo aqui na conversão de algas é mais uma rota direta que não requer manipulação especial ou mistura. "
Ou, como diz o pesquisador de algas Juergen Polle, do Brooklyn College: "Não podemos voar aviões com etanol. Precisamos de petróleo", disse ele à CBS News .
Mas enquanto a infra-estrutura para a produção de etanol à base de milho se expandiu até o ponto em que a maioria dos carros na estrada utiliza misturas de gasolina com 10% de biocombustível, o desenvolvimento contínuo de combustível de algas progrediu glacialmente desde a centelha inicial de interesse os anos 80. Especialistas do setor atribuem esse enfraquecimento à falta de um método viável para a produção de combustível de algas que pode chegar a 10 dólares o galão, de acordo com um relatório do New York Times . No entanto, a promessa de óleo de alga foi tentadora o suficiente para que a ExxonMobil, em 2009, recrutasse a experiência do laboratório de bioengenharia Craig Venter, Synthetic Genomics, para fabricar uma variedade genética de algas ricas em lipídios, como forma de compensar as despesas de cultivo e cultivo. processar a substância em um recurso comercialmente atraente. No entanto, apesar de investir US $ 600 milhões em uma empreitada consideravelmente ambiciosa, o projeto foi cercado de "limitações técnicas", forçando a empresa a conceder no início deste ano que o combustível de algas "provavelmente" está a 25 anos de se tornar mainstream.
O sistema de liquefação hidrotérmica que a equipe de Elliott desenvolveu não é nada novo. Na verdade, os cientistas mexeram com a tecnologia em meio a uma crise de energia durante os anos 1970 como forma de gaseificar várias formas de biomassa como a madeira, acabando por abandoná-la uma década depois, à medida que o preço da gasolina voltasse a níveis mais razoáveis. A versão de laboratório do PNNL é, no entanto, "relativamente nova" e projetada simplesmente para demonstrar como a substituição de práticas de custo intensivo como secagem de algas antes de misturar produtos químicos com uma abordagem simplificada torna todo o processo muito mais econômico em todas as fases. Elliott explica, por exemplo, que a maior parte dos gastos é gasta na produção de algas, que é cultivada no chamado sistema de lagoa aberta, semelhante a ambientes naturais, ou em condições bem controladas encontradas em sistemas de circuito fechado. O sistema de lagoas abertas não é caro demais para ser executado, mas tende a produzir colheitas mais contaminadas e inutilizáveis, enquanto locais artificiais, onde as algas são cultivadas dentro de recipientes fechados e alimentados com açúcar, são caros para serem mantidos.
"As pessoas têm essa idéia um pouco imprecisa de que você pode cultivar algas em qualquer lugar só porque elas vão crescer em lugares como a piscina, mas coletar algas de grau combustível em grande escala é realmente muito desafiador", diz Elliott. “A beleza do nosso sistema é que você pode colocar praticamente qualquer tipo de alga, até mesmo misturas. Você pode crescer o máximo que puder, qualquer tipo de tensão, até mesmo os tipos lipídicos mais baixos e podemos transformá-lo em bruto ".
O repórter de energia da Forbes, Christopher Helman, tem uma boa descrição de como funciona essa técnica particular de liquefação hidrotermal:
"Você começa com uma fonte de algas misturadas com água. A solução ideal é 20% de algas por peso. Então você envia, continuamente, por um longo tubo que mantém as algas a 660 graus Fahrenheit e 3.000 psi por 30 minutos, enquanto mexendo O tempo nessa panela de pressão quebra as algas (ou outra matéria-prima) e as transforma em óleo.Dada 100 libras de matéria-prima de algas, o sistema irá produzir 53 quilos de 'bio-óleo' de acordo com os estudos PNNL. O óleo é quimicamente muito semelhante ao petróleo leve, doce, com uma mistura complexa de compostos leves e pesados, aromáticos, fenólicos, heterocíclicos e alcanos na faixa de C15 a C22. "
Operar o que é essencialmente uma panela de pressão extrema a uma alta temperatura constante e estresse requer uma boa quantidade de energia, embora Elliott ressalte que eles construíram seu sistema com recursos de recuperação de calor para maximizar o calor, retornando ao processo, que deve resultar em um ganho de energia líquido significativo em geral. Como um bônus, a reação química resultante deixa uma série de compostos, como hidrogênio, oxigênio e dióxido de carbono, que podem ser usados para formar gás natural, enquanto minerais restantes como nitrogênio, fósforo e potássio funcionam bem como fertilizantes.
"É uma maneira de imitar o que acontece naturalmente ao longo de um período insondável de tempo", acrescenta ele. "Estamos apenas fazendo muito, muito mais rápido".
A equipe de Elliott licenciou a tecnologia para a startup Genifuel Corporation, sediada em Utah, que espera desenvolver a pesquisa e, eventualmente, implementá-la em uma estrutura comercial mais ampla. Ele sugere que a tecnologia precisaria ser ampliada para converter aproximadamente 608 toneladas métricas de algas secas em petróleo bruto por dia para ser financeiramente sustentável.
"É um desafio formidável, fazer um biocombustível que seja competitivo em termos de custo com os combustíveis baseados em petróleo", disse o presidente da Genifuel, James Oyler, em um comunicado. "Este é um grande passo na direção certa."
