Alge Biofuel: Den Neste Energirevolusjonen?

Karbonnøytralt Brennstoff

For å redusere karbonutslipp, har den foretrukne veien vært å erstatte forbrenningsmotorer og termiske kraftverk med alternativer som EV og fornybare energikilder. Men dette er ikke alltid enkelt.

For eksempel har fly, for tiden, ingen realistisk vei til å gå over til elektrisk kraft, da batterier er for tunge til å fly. Og selv om vi til slutt når dette punktet, vil det ta tiår før den eksisterende flåten kan erstattes.

Andre fordeler kommer fra praktikaliteten av flytende brensler. De er enkle å lagre i store mengder for nødsituasjoner. De kan forbli stabile i måneder eller sogar år. Og de er enkle å transportere med tanker eller rør. Dette gjør dem ideelle for avsidesliggende områder, militærbruk og shipping.

Inntil noen revolusjonerende ny teknologi oppstår, vil det alltid være en varig etterspørsel etter flytende brensel. Så, utfordringen er å finne flytende brensler som ikke er avhengige av tilførsel av fossile brensler.

Biofuel Generasjoner

Dette var grunnen til at man gikk over til å bruke biofuel.

1^te generasjon biofuels var og er fortsatt problematisk, da de avhenger av å omgjøre matvarer som mais til etanol. Dette setter ekstra press på miljøet og avhenger av store, industrielle gårder som driver monokultur. Når man tar i betraktning de fossile brenslene som brukes til gjødsel og traktorer, kan det kanskje ikke være mye bedre enn standard bensin. Og det er den etiske dilemmaet med å bruke mat til å lage brensel, med brenselforbrukere som bor i rike land og fattigere land som lider under matmangel eller inflasjon.

2^nd generasjon biofuels er designet for å bruke rester av landbruk eller andre planter som gress til å produsere brensler. Dette er allerede bedre, da det ikke konkurrerer direkte med matproduksjon. Men det krever fortsatt mye land, og omforming fra plante til brensel kan være ganske ineffektiv. Og bare landbruksavfall er ikke i tilstrekkelig mengde til å gjøre en reell forskjell i totalt brenselforbruk.

3. generasjon biofuels avhenger av alger og et lukket system uavhengig av dyrkbar mark. Teoretisk sett bør dette være den perfekte måten å produsere biofuel, da det ikke konkurrerer med eksisterende landbruksressurser. Det kunne også bruke rikelig med sjøvann i stedet for ferskvann tidligere.

Kilde: Exxon

I praksis har algebiofuel blitt testet, men ikke produsert på en industriell skala.

Det er sogar diskusjon om 4^te generasjon biofuels, eller “photobiological solar fuels“. De ville avhenge av å etterligne algefotosyntese med kunstige nanoteknologier. Men disse er fortsatt i laboratorier og vil ikke nå kommersiell skala i noen tiår.

Hindringer og Begrensninger for Storskala Produksjon

Problemet som har plaget 3. generasjon biofuels, har alltid vært avkastning. Algekonsentrasjon er for lav, produksjonskostnadene er for høye, og omforming til brensel er både kapitalutgifter og tap av en del av energien i algen.

Noen kontaminasjon av andre organismer kunne også ødelegge en avling og redusere fortjenesten. En alternativ var å dyrke det i lukkede, sterile beholdere, men dette økte kostnadene også.

I tillegg krevde de første forsøkene på algebiofuelproduksjon i 2010-årene algehøsting, en komplisert prosess som også avbrøt produksjonen.

Konsekvensen har en produksjonskostnad som forblir over 5 til 8 dollar per gallon, noe som gjør det ikke konkurransekyndig mot fossile brensler.

Andre Gangen er Charmen?

På grunn av sviktende lønnsomhet, ble den første algebiofuel-boomen i 2009-2010 ikke til en energirevolusjon. Du kan lese mer om hva som gikk galt i denne artikkelen fra for 6 år siden.

Siden da har det blitt gjort fremskritt som “fører” en ny bølge i sektoren:

• Avanserte genetiske ingeniørteknikker kan nå brukes på alger.
• Better forståelse av hvordan man kan omgjøre alger til brensel.
• Oppdagelse av sjeldne arter som kan motstå kontaminasjon og dyrkes i åpne bassenger.

En annen faktor er det faktiske slutten på billig olje. Shale olje trenger minst en fat med $50-70 for å gi en fortjeneste, oljeoppdagelser er på det laveste nivået siden 1946, og krigen i Ukraina har utløst en global energikrise.

Med olje som blir sjeldnere og dyrere, er hjemlig algebiofuelproduksjon plutselig mye mer attraktiv. Så, en ny bølge av algefirmaer skalerer nå opp for å produsere karbonnøytralt brensel på den mest miljøvennlige måten. (mer om det i “Investering i algebiofuel” seksjonen)

Fremme den Nye Algeboomen

Utenom teknologi og brenselpris, hva som har endret seg, er hvordan man kan investere i algebiofuels. Den siste boomen ble drevet av en armé av ambisiøse startups med begrensede midler. Dette var et problem i en forretning som krever ikke bare innovasjon, men også en massiv kapitalinvestering. Det er sannsynlig at algebiofuel vil bli en realitet bare gjennom en suksessiv prosess:

1. Grundleggende vitenskap for å forstå biokjemi og genetikk av mikroalger.
2. Utvalg og ingeniørarbeid av den riktige algearten optimalisert for lipideproduksjon.
3. Optimere produksjonsprosessen, inkludert dyrking, høsting og omforming til brensel.
4. Skalere opp produksjonen for å kutte kostnadene

I 2010 var trinn 1 & 2 ikke virkelig der, med ingen pålitelig metode for å modifisere algegenetikk, for eksempel (inkludert ingen fullstendig sekvensert genome for de fleste arter).

Kjemien for omforming til brensel var uklar på best mulig måte, særlig på en industriell skala. Og en feilaktig fokus på etanolproduksjon i stedet for lipide viste seg å være en dødvei.

Trinn 3 viste seg også å være vanskelig, med vitenskapsledede startups som ofte feilet i å implementere industriell design.

Til slutt, med lav produksjonsavkastning, kunne ingen mengde skaleringsopp kunne løse lønnsomhetsproblemet, og kapitaltørkede raskt ut.

Investering i Algebiofuel

I 2023 er de vitenskapelige spørsmålene løst i stor grad. For eksempel oppdaget selskapet Viridos hvordan man kan mer enn doble konsentrasjonen av lipider i alger ved å endre bare ett gen. For øvrig har verktøyene som er utviklet i de siste 5 årene, som NGS (Next Generation Sequencing) og CRISPR, også gjort genredigering så mye enklere og billigere. Likedan er det nå mange godt forståtte metoder for å omgjøre alge lipider til brensler.

Det siste er at mens den grunnleggende forskningen ofte gjøres av fokuserte startups, kommer pengene og den industrielle skaleringsoppen nå fra svært store selskaper. Ofte gamle oljeselskaper.

Som resultat betyr investering i algebiofuel å investere i de få store selskapene som bygger en fremtid hvor de dyrker karbonnøytralt olje i stedet for å bore etter fossilt brensel. Dette kan kanskje ikke være bra for drømmer om 100x gevinst. Men de bør likevel være gode investeringer, da disse få store korporasjonene vil være de eneste energiselskapene med det unike IP til å håndtere energiovergangen uten å konkurrere med hver andre fornybar energi. De er også allerede lønnsomme selskaper som gir generøse utbytte eller vokser aggressivt.

1. Exxon Mobil

Dette er kanskje det mest overraskende navnet på listen over mulige biofuelinvesteringer. Exxon er en slags nemesis for miljøaktivister, som regelmessig anklages for å være en stor bidragsyter til global oppvarming. Men det er også verdenslederen i algebiofuel gjennom samarbeidet med Viridos.

(XOM )

Viridos er et selskap grunnlagt av Craig Venter, faren til syntetisk biologi og blant de første til å sekvensere det menneskelige genomet. Det var også det første til å skape et syntetisk genome og en kunstig/syntetisk celle. Og de har kommet langt siden de startet å forske på algebiofuel for over et tiår:

Vi har allerede demonstrert en 5-10 ganger forbedring av bio-olje produktivitet over naturlige arter i en utendørs, virkelig setting. Og vi planlegger å forbedre langt utover det.

Exxon planlegger å produsere 10 000 fat algebiofuel per dag på 2 år. Det er fortsatt små sammenlignet med totalt 3,7 millioner fat per dag produsert av selskapet, men hvis det lykkes, kan det raskt økes til å representere en stor del av selskapets produksjon innen 2030.

2. Reliance Industry

Reliance Industry er et massivt indisk konglomerat, det største private selskapet i landet, aktivt i telekommunikasjon, tekstiler og energi. I 2022 var det det første indiske selskapet noensinne til å nå $100 milliarder i omsetning.

Reliance har sluppet en video som annonserer deres inngang i algebiofuelmarkedet, som skryter av “en av de største alge-dyrkningssystemene i verden”. Inntil nå har deres energiportefølje vært hovedsakelig raffineri og petrokjemiske anlegg. Med dette algeprosjektet vil de kunne starte produksjon og bruke den rikelige solen i India (så vel som ubrukte ørkenområder) til å redusere landets ekstreme avhengighet av utenlandske fossile brenselimporter.

Crowdfunding & VC

Vi kunne ikke finne en pågående kampanje på tidspunktet for denne artikkelen. Men det er noe investorer med mer risikovillighet vil ønske å se etter, som den vellykkede crowdfunding-kampanjen for Manta Biofuel i 2021. De bruker åpne dammer og magnetiske nanopartikler til å høste algen.

Akrediterte investorer og VC-er vil også ha tilgang til en mye mer diversifisert rekke investeringsmuligheter. For eksempel, Primary Ocean, som dyrker sjøgrønner for mat, bioplast og biofuels. Eller Algenol (kjemisk kosmetikk og biofuels) eller Gevo (diverse biofuels).

Konklusjon

Algebiofuels har gjennomgått en stille renessanse bak lukkede dører av megakorporasjoner med dypt nok lommer og tålmodighet til å løse problemene med kostnader og skalerbarhet. Fremkomsten av store prosjekter som Exxon sine 10 000 fat/dag er et tegn på at algebiofuel nå blir en moden teknologi.

Dette betyr også at nye startups sannsynligvis vil oppstå i feltet, som Manta Biofuel gjorde i 2021. Så, investorer bør ha en økende rekke investeringsmuligheter i de neste årene. Andre oljeselskaper kan også se etter å holde tritt og by på noen selskaper med teknologien til å hjelpe. Det er sannsynlig at algeselskaper generelt kan bli den nye store trenden innen 2025-2026

Investorer i selskaper som Reliance eller Exxon kan kanskje ikke ønske å investere i disse selskapene utelukkende på algebiofueltesen, da de vil være avhengige av andre inntektsstrømmer i noen år. Likevel vil denne teknologien forbedre de lange prospektene for disse selskapene, da et oljeselskap som Exxon vil kunne glide over fra fossile brensler til algebrensler ved å bare omdirigere sine kapitalutgifter fra boring til bygging av algedammer.

I tilfelle økende karbonavgifter, vil dette også gi en livskraftig alternativ for å holde flytende brensler til en rimelig pris, og gjøre algebiofuels mye mer lønnsomt i denne scenarioen. Og i motsetning til fossilt brensel, forventes kostnadene å øke med konstante forbedringer i genetisk ingeniørarbeid av alger.