Biofuel Alga: Revolusi Energi Berikutnya?

Bahan Bakar Netral Karbon

Untuk mengurangi emisi karbon, jalan yang paling dipilih adalah menggantikan mesin pembakaran dan pembangkit listrik termal dengan alternatif seperti kendaraan listrik dan terbarukan energi. Namun ini tidak selalu mudah.

Sebagai contoh, pesawat terbang saat ini belum memiliki jalur realistis untuk beroperasi dengan tenaga listrik, karena baterai terlalu berat untuk terbang. Dan bahkan jika kita akhirnya mencapai titik ini, akan memakan dekade untuk memperbarui armada yang ada.

Keuntungan lain berasal dari kepraktisan bahan bakar cair. Mereka mudah disimpan dalam volume besar untuk keadaan darurat. Mereka dapat tetap stabil selama berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun. Dan mereka mudah diangkut dengan kapal tanker atau pipa. Hal ini menjadikannya ideal untuk lokasi terpencil, penggunaan militer, dan pengiriman.

Sampai muncul teknologi revolusioner baru, akan terus ada permintaan berkelanjutan untuk bahan bakar cair. Jadi, tantangannya adalah menemukan bahan bakar cair yang tidak bergantung pada pasokan bahan bakar fosil.

Generasi Biofuel

Ini adalah alasan dorongan menuju penggunaan biofuel.

1^st generasi biofuel masih bermasalah, karena mereka mengandalkan mengubah produk makanan seperti jagung menjadi etanol. Ini menambah tekanan pada lingkungan dan mengandalkan pertanian skala industri besar yang mempraktikkan monokultur. Ketika mempertimbangkan bahan bakar fosil yang digunakan untuk pupuk dan traktor, mungkin tidak jauh lebih baik daripada bensin standar. Dan ada dilema etis menggunakan makanan untuk membuat bahan bakar, dengan konsumen bahan bakar tinggal di negara kaya dan negara miskin menderita kekurangan pangan atau inflasi.

2^nd generasi biofuel dirancang untuk menggunakan sisa-sisa pertanian atau tanaman lain seperti rumput untuk menghasilkan bahan bakar. Ini sudah lebih baik, karena tidak bersaing langsung dengan produksi makanan. Namun masih membutuhkan banyak lahan, dan konversi dari tanaman ke bahan bakar bisa cukup tidak efisien. Dan limbah pertanian saja tidak cukup dalam volume besar untuk membuat perbedaan nyata dalam total konsumsi bahan bakar.

Biofuel Generasi ke-3 mengandalkan alga dan sistem tertutup yang independen dari lahan pertanian. Secara teoritis, ini seharusnya menjadi cara sempurna untuk memproduksi biofuel, karena tidak bersaing dengan sumber daya pertanian yang ada. Ini juga dapat menggunakan air laut yang melimpah alih-alih air tawar sebelumnya.

Sumber: Exxon

Dalam praktiknya, biofuel alga telah diuji tetapi belum diproduksi pada skala industri.

Ada bahkan diskusi tentang 4^th generasi biofuel, atau “bahan bakar surya fotobiologis”. Mereka akan mengandalkan peniruan fotosintesis alga dengan nanoteknologi buatan. Namun ini masih berada di laboratorium dan tidak akan mencapai skala komersial selama beberapa dekade.

Hambatan dan Kendala untuk Produksi Massal

Masalah yang mengganggu biofuel generasi ke-3 selalu berupa hasil. Konsentrasi alga terlalu rendah, biaya produksi terlalu tinggi, dan konversi menjadi bahan bakar memerlukan belanja modal serta kehilangan sebagian energi yang terkandung dalam alga.

Setiap kontaminasi oleh organisme lain juga dapat menghancurkan panen dan mengurangi keuntungan. Alternatifnya adalah menumbuhkannya dalam wadah tertutup steril, namun hal ini juga meningkatkan biaya.

Selain itu, upaya pertama produksi biofuel alga pada tahun 2010-an memerlukan pemanenan alga, proses rumit yang juga mengganggu produksi.

Akibatnya, biaya produksi tetap di atas $5 hingga $8 per galon, menjadikannya tidak kompetitif dibandingkan bahan bakar fosil.

Apakah Ini Kedua Kalinya yang Berhasil?

Karena profitabilitas yang sulit dicapai, ledakan biofuel alga pertama pada 2009-2010 tidak menjadi revolusi energi. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang apa yang salah dalam artikel ini dari 6 tahun yang lalu.

Sejak itu, kemajuan telah dibuat yang “menyulut” ledakan baru di sektor:

• Teknik rekayasa genetika canggih kini dapat diterapkan pada alga.
• Pemahaman yang lebih baik tentang cara mengubah alga menjadi bahan bakar.
• Penemuan spesies langka yang dapat menahan kontaminasi dan tumbuh di kolam terbuka.

Faktor lain adalah berakhirnya minyak murah secara de‑facto. Minyak serpih membutuhkan setidaknya $50‑70$ per barel untuk menghasilkan keuntungan, penemuan minyak berada pada titik terendah sejak 1946, dan perang di Ukraina telah memicu krisis energi global.

Dengan minyak menjadi semakin langka dan mahal, produksi biofuel alga domestik tiba‑tiba menjadi jauh lebih menarik. Jadi, gelombang baru perusahaan alga kini meningkatkan skala produksi untuk menghasilkan bahan bakar netral karbon dengan cara yang paling ramah lingkungan. (lebih lanjut tentang hal ini di bagian “Berinvestasi dalam biofuel alga”)

Mendorong Lonjakan Alga Baru

Di luar teknologi dan harga bahan bakar, yang berubah adalah cara berinvestasi dalam biofuel alga. Ledakan terakhir didorong oleh pasukan startup ambisius dengan pendanaan terbatas. Ini menjadi masalah dalam bisnis yang tidak hanya membutuhkan inovasi tetapi juga investasi modal besar. Kemungkinan besar, biofuel alga akan menjadi nyata hanya melalui proses berurutan:

1. Ilmu dasar untuk memahami biokimia dan genetika mikroalga.
2. Pemilihan dan rekayasa strain alga yang tepat yang dioptimalkan untuk produksi lipid.
3. Mengoptimalkan proses produksi, termasuk budidaya, pemanenan, dan konversi menjadi bahan bakar.
4. Meningkatkan skala produksi untuk memotong biaya

Pada tahun 2010, langkah 1 & 2 belum benar‑benar ada, tanpa metode yang dapat diandalkan untuk memodifikasi genetika alga, misalnya (termasuk tidak ada genom lengkap yang diurutkan untuk sebagian besar spesies).

Kimia konversi menjadi bahan bakar masih samar pada tingkat terbaik, terutama pada skala industri. Dan fokus yang keliru pada produksi etanol alih‑alih lipid terbukti menjadi jalan buntu.

Langkah 3 juga terbukti sulit, dengan startup yang dipimpin ilmuwan sering gagal menerapkan desain industri.

Akhirnya, dengan hasil produksi yang rendah, tidak ada peningkatan skala yang dapat menyelesaikan masalah profitabilitas, dan modal cepat mengering.

Berinvestasi dalam Biofuel Alga

Pada tahun 2023, pertanyaan ilmiah sebagian besar telah terpecahkan. Sebagai contoh, perusahaan Viridos menemukan cara menggandakan lebih dari dua kali konsentrasi lipid dalam alga dengan mengubah hanya satu gen. Untuk itu, alat yang dikembangkan dalam 5 tahun terakhir, seperti NGS (Next Generation Sequencing) dan CRISPR, juga membuat penyuntingan gen menjadi jauh lebih mudah dan murah. Demikian pula, kini ada banyak metode yang dipahami dengan baik untuk mengubah lipid alga menjadi bahan bakar.

Hal terakhir adalah bahwa meskipun riset fundamental sering dilakukan oleh startup terfokus, uang dan skala industri kini datang dari perusahaan sangat besar. Seringkali perusahaan minyak tradisional.

Akibatnya, berinvestasi dalam biofuel alga berarti berinvestasi pada beberapa perusahaan besar yang membangun masa depan di mana mereka menghasilkan minyak netral karbon alih‑alih mengebor bahan bakar fosil. Ini mungkin tidak cocok untuk impian keuntungan 100x. Namun mereka tetap menjadi investasi yang baik, karena beberapa korporasi besar ini akan menjadi satu‑satunya perusahaan energi dengan IP unik untuk mengelola transisi energi tanpa bersaing dengan semua energi terbarukan lainnya. Mereka juga sudah merupakan perusahaan yang menguntungkan dengan dividen yang murah hati atau pertumbuhan yang agresif.

1. Exxon Mobil

Ini mungkin nama yang paling mengejutkan dalam daftar investasi biofuel yang mungkin. Exxon merupakan semacam musuh bagi aktivis lingkungan, sering dituduh sebagai kontributor utama pemanasan global. Namun juga pemimpin dunia dalam biofuel alga melalui kolaborasinya dengan Viridos.

XOM Grafik Harga

Viridos adalah perusahaan yang didirikan oleh Craig Venter, bapak biologi sintetis dan salah satu yang pertama mengurutkan genom manusia. Perusahaan ini juga pertama kali menciptakan genom sintetis dan sel buatan/sintetis.  Dan mereka telah berkembang jauh sejak mulai meneliti biofuel alga lebih dari satu dekade yang lalu:

Kami telah menunjukkan peningkatan produktivitas bio‑minyak 5‑10 kali lipat dibandingkan strain alami dalam kondisi luar ruangan yang nyata. Dan kami berencana untuk meningkatkan lebih jauh lagi.

Exxon berencana memproduksi 10.000 barel biofuel alga per hari dalam 2 tahun. Ini masih kecil dibandingkan total 3,7 juta barel per hari yang diproduksi perusahaan, tetapi jika berhasil, produksi dapat ditingkatkan dengan cepat untuk menjadi bagian besar dari produksi perusahaan pada tahun 2030.

2. Reliance Industry

Reliance Industry adalah konglomerat India yang sangat besar, perusahaan swasta terbesar di negara tersebut, aktif di bidang telekomunikasi, tekstil, dan energi. Pada tahun 2022, perusahaan ini menjadi perusahaan India pertama yang pernah mencapai pendapatan $100 miliar.

Reliance merilis video yang mengumumkan masuknya ke pasar biofuel alga, mengklaim “salah satu sistem budidaya alga terbesar di dunia”. Sampai kini, portofolio energinya sebagian besar berupa kilang dan pabrik petrokimia. Dengan proyek alga ini, mereka dapat memulai produksi dan memanfaatkan sinar matahari melimpah di India (serta gurun yang belum dibudidayakan) untuk mengurangi ketergantungan ekstrem negara pada impor bahan bakar fosil asing.

Crowdfunding & VC

Kami tidak menemukan kampanye yang sedang berlangsung pada saat artikel ini ditulis. Namun hal ini menjadi sesuatu yang akan dicari oleh investor dengan selera risiko lebih tinggi, seperti kampanye crowdfunding sukses tahun 2021 untuk Manta Biofuel. Mereka menggunakan kolam terbuka dan nanopartikel magnetik untuk memanen alga.

Investor terakreditasi dan VC juga akan memiliki akses ke beragam pilihan investasi yang lebih luas. Misalnya, Primary Ocean, yang menumbuhkan rumput laut untuk makanan, bioplastik, dan biofuel. Atau Algenol (kosmetik kimia dan biofuel) atau Gevo (biofuel beragam).

Kesimpulan

Biofuel alga telah mengalami kebangkitan diam‑diam di balik pintu tertutup megakorporasi dengan kantong yang dalam dan kesabaran untuk menyelesaikan masalah biaya dan skalabilitas. Munculnya proyek berskala besar seperti Exxon 10.000 barel/hari merupakan tanda bahwa biofuel alga kini menjadi teknologi yang matang.

Ini juga berarti bahwa startup baru kemungkinan akan muncul di bidang ini, seperti Manta Biofuel pada 2021. Jadi, investor akan memiliki beragam pilihan investasi yang terus bertambah dalam beberapa tahun ke depan. Perusahaan minyak lain mungkin juga akan berusaha mengejar ketertinggalan dan menawar perusahaan mana pun yang memiliki teknologi tersebut. Kemungkinan besar, ini akan menjadi perusahaan yang sudah memproduksi senyawa bernilai tinggi dari alga dan berpengalaman dalam produksi berskala besar. Jadi perusahaan alga, secara umum, dapat menjadi tren besar baru pada 2025‑2026.

Investor di perusahaan seperti Reliance atau Exxon mungkin tidak ingin berinvestasi di perusahaan ini semata‑mata karena tesis biofuel alga, karena mereka akan tetap, selama beberapa tahun ke depan, sangat bergantung pada sumber pendapatan lain. Namun, teknologi ini akan meningkatkan prospek jangka panjang perusahaan tersebut, karena raksasa minyak seperti Exxon akan dapat beralih mulus dari bahan bakar fosil ke bahan bakar alga dengan hanya mengalihkan belanja modalnya dari pengeboran ke pembangunan kolam budidaya alga.

Dalam kasus kenaikan pajak karbon, hal ini juga akan menyediakan alternatif yang layak untuk menjaga bahan bakar cair pada harga yang wajar, menjadikan biofuel alga jauh lebih menguntungkan dalam skenario tersebut. Dan tidak seperti bahan bakar fosil, biaya diperkirakan akan menurun seiring perbaikan terus‑menerus dalam rekayasa genetika alga.