Algebiobrensel: Den neste energirevolusjonen?

Karbonnøytral drivstoff

To reduce carbon emissions has the favored road been to replace combustion engines and thermal power plants with alternatives like EVs and fornybare energies. But this is not always easy.

For eksempel har fly foreløpig ingen realistisk vei til å kjøre på elektrisk kraft, siden batterier er for tunge til å fly. Og selv om vi endelig når dette punktet, vil det ta tiår før den eksisterende flåten blir fornyet.

Andre fordeler kommer fra praktiskheten til flytende drivstoff. De er enkle å lagre i store mengder for nødsituasjoner. De kan forbli stabile i måneder eller til og med år. Og de er enkle å transportere med tankskip eller rørledninger. Dette gjør dem ideelle for avsidesliggende steder, militær bruk og skipsfart.

Inntil en revolusjonerende ny teknologi dukker opp, vil det fortsatt være en vedvarende etterspørsel etter flytende drivstoff. Så utfordringen er å finne flytende drivstoff som ikke er avhengig av fossile brenselkilder.

Biobrenselgenerasjoner

1^{. generasjon} biobrensel var og er fortsatt problematiske, da de var avhengige av å omdanne matprodukter som mais til etanol. Dette legger ekstra press på miljøet og er avhengig av massive industrielle gårder som praktiserer monokultur. Når man tar i betraktning de fossile drivstoffene som brukes til gjødsel og traktorer, er de kanskje ikke engang mye bedre enn vanlig bensin. Og det er det etiske dilemmaet med å bruke mat til å lage drivstoff, med drivstoffforbrukere i rike land og fattigere land som lider av matmangel eller inflasjon.

2^{. generasjon} biobrensel er designet for å bruke rester fra landbruket eller andre planter som gress til å produsere drivstoff. Dette er allerede bedre, da det ikke konkurrerer direkte med matproduksjon. Men det krever fortsatt mye land, og konverteringen fra plante til drivstoff kan være ganske ineffektiv. Og kun avfallsprodukter fra jordbruket er ikke i stor nok mengde til å gjøre en reell forskjell i total drivstofforbruk.

3. generasjons biobrensel er avhengig av alger og et lukket system uavhengig av dyrkbart land. Teoretisk sett burde dette være den perfekte måten å produsere biobrensel på, siden det ikke konkurrerer med eksisterende landbruksressurser. Det kunne også bruke rikelig sjøvann i stedet for tidligere ferskvann.

Kilde: Exxon

I praksis har algebiobrensel blitt testet, men ikke produsert i industriell skala.

Det er til og med diskusjon om 4^{. generasjon} biobrensel, eller “fotobiologiske solenergi‑drivstoff”. De ville basere seg på å etterligne alge‑fotosyntese med kunstig nanoteknologi. Men disse er fortsatt på laboratoriestadiet og vil ikke nå kommersiell skala på noen tiår.

Hindringer og begrensninger for masseproduksjon

Problemet som plager 3. generasjons biobrensel har alltid vært avkastning. Alge‑konsentrasjonen er for lav, produksjonskostnadene er for høye, og konverteringen til drivstoff innebærer både kapitalutgifter og tap av noe av energien som er lagret i algene.

Enhver forurensning fra andre organismer kan også ødelegge en innhøsting og redusere fortjenesten. Et alternativ var å dyrke det i lukkede sterile beholdere, men dette økte også kostnadene.

I tillegg krevde det første forsøket på algebiobrenselproduksjon på 2010‑tallet algeinnhøsting, en komplisert prosess som også avbrøt produksjonen.

Konsekvensen er at produksjonskostnaden holder seg over $5 til $8 per gallon, noe som gjør den ikke konkurransedyktig mot fossile drivstoff.

Andre gangens sjarm?

På grunn av vanskelig lønnsomhet ble den første algebiobrenselboomen i 2009‑2010 ikke en energirevolusjon. Du kan lese mer om hva som gikk galt i denne artikkelen fra 6 år siden.

Siden da har det blitt gjort fremskritt som «driver» en ny booms i sektoren:

• Avanserte genetiske ingeniørteknikker er nå anvendelige på alger.
• Bedre forståelse av hvordan man omdanner alger til drivstoff.
• Oppdagelse av sjeldne arter som kan motstå forurensning og dyrkes i åpne dammer.

Another factor is the de-facto end of cheap oil.Shale-olje trenger minst en tønn til $50-70$ for å være lønnsom, oljeoppdagelser er på sitt laveste siden 1946, and krigen i Ukraina har utløst en global energikrise.

Ettersom olje blir sjeldnere og dyrere, er innenlandsk algebiobrenselproduksjon plutselig mye mer attraktivt. Så en ny bølge av algeselskaper skalerer nå opp for å produsere karbonnøytralt drivstoff på den mest miljøvennlige måten. (mer om dette i delen «Investering i algebiobrensel»)

Driver den nye algeboomen

Utover teknologi og drivstoffpris er det som har endret seg hvordan man investerer i algebiobrensel. Den siste boomen ble drevet av en hær av ambisiøse oppstartsbedrifter med begrenset finansiering. Dette var et problem i en virksomhet som krever ikke bare innovasjon, men også massive kapitalinvesteringer. Mest sannsynlig vil algebiobrensel bli en realitet kun gjennom en påfølgende prosess:

1. Grunnleggende vitenskaper for å forstå biokjemi og genetikk hos mikroalger.
2. Utvelgelse og engineering av den rette algevarianten optimalisert for lipidproduksjon.
3. Optimalisering av produksjonsprosessen, inkludert dyrking, innhøsting og konvertering til drivstoff.
4. Oppskalering av produksjonen for å kutte kostnader

I 2010 var trinn 1 og 2 egentlig ikke til stede, med ingen pålitelig metode for å endre algegenetikk, for eksempel (inkludert at ingen fullstendig genom var sekvensert for de fleste arter).

Kjemien bak konverteringen til drivstoff var på sitt beste uklar, spesielt i industriell skala. Og et feilaktig fokus på etanolproduksjon i stedet for lipid viste seg å være en blindgate.

Trinn 3 viste seg også vanskelig, med forskerledede oppstartsbedrifter som ofte mislyktes i å implementere industriell design.

Til slutt, med lave produksjonsavkastninger, kunne ingen oppskalering løse lønnsomhetsproblemet, og kapitalen tørket raskt opp.

Investering i algebiobrensel

I 2023 har de vitenskapelige spørsmålene i stor grad blitt løst. For eksempel oppdaget selskapet Viridos hvordan man kan mer enn doble konsentrasjonen av lipider i alger ved å endre bare ett gen. I tillegg har verktøy utviklet de siste fem årene, som NGS (Next Generation Sequencing) og CRISPR, gjort genredigering mye enklere og billigere. På samme måte finnes det nå mange velkjente metoder for å omdanne alge‑lipider til drivstoff.

Det siste er at mens den grunnleggende forskningen ofte utføres av fokuserte oppstartsbedrifter, kommer pengene og den industrielle oppskaleringen nå fra svært store selskaper. Ofte tradisjonelle oljeselskaper.

Som et resultat betyr investering i algebiobrensel å investere i de få store selskapene som bygger en fremtid hvor de produserer karbonnøytral olje i stedet for å bore etter fossile drivstoff. Dette er kanskje ikke ideelt for drømmen om 100‑fold avkastning. Men de bør likevel være gode investeringer, ettersom disse få store konsernene vil være de eneste energiselskapene med unik IP for å håndtere energiomstillingen uten å konkurrere med alle andre fornybare energikilder. De er også allerede lønnsomme selskaper som gir bort sjenerøse utbytter eller vokser aggressivt.

1. Exxon Mobil

Dette er kanskje det mest overraskende navnet på listen over mulige biobrenselinvesteringer. Exxon er en slags nemesis for miljøaktivister, regelmessig anklaget for å være en stor bidragsyter til global oppvarming. Men det er også verdensledende innen algebiobrensel gjennom sitt samarbeid med Viridos.

XOM Prisdiagram

Viridos er et selskap grunnlagt av Craig Venter, faren til syntetisk biologi og en av de første som sekvenserte det menneskelige genomet. Det var også det første som skapte et syntetisk genom og en kunstig/syntetisk celle. Og de har kommet langt siden de begynte å forske på algebiobrensel for mer enn et tiår siden:

Vi har allerede demonstrert en 5‑10‑ganger forbedring i bio‑oljeproduktivitet sammenlignet med naturlige stammer i et utendørs, virkelighetsnært miljø. Og vi planlegger å forbedre oss langt utover dette.

Exxon planlegger å produsere 10 000 fat algebiobrensel per dag om 2 år. Det er fortsatt lite sammenlignet med selskapets totale produksjon på 3,7 millioner fat per dag, men hvis det lykkes, kan det raskt skaleres opp til å utgjøre en stor del av selskapets produksjon innen 2030.

2. Reliance Industry

Reliance Industry er et enormt indisk konglomerat, det største private selskapet i landet, aktivt innen telekommunikasjon, tekstiler og energi. I 2022 var det det første indiske selskapet som noen gang nådde $100 milliarder i inntekter.

Reliance har publisert en video som kunngjør deres inntog i algebiobrenselmarkedet, med påstand om “et av de største algedyrkningssystemene i verden”. Frem til nå bestod deres energiportefølje hovedsakelig av raffinerier og petrokjemiske anlegg. Med dette algeprosjektet vil de kunne starte produksjon og utnytte den rikelige solen i India (samt ubehandlede ørkener) for å redusere landets ekstreme avhengighet av utenlandske fossile brenselimport.

Crowdfunding og VC

We could not find an ongoing campaign at the time of this article. But it is something investors with more risk appetite will want to look out for, som den vellykkede crowdfunding‑kampanjen i 2021 for Manta Biofuel. They are using open ponds and magnetic nanoparticles to harvest the algae.

Autoriserte investorer og VC-er vil også ha tilgang til et mye mer variert spekter av investeringsalternativer. For eksempel Primary Ocean, som dyrker tang for mat, bioplast og biobrensel. Eller Algenol (kjemisk kosmetikk og biobrensel) eller Gevo (diverse biobrensler).

Konklusjon

Algebiobrensel har gjennomgått en stille renessanse bak de lukkede dørene til megakorporasjoner med dype lommer og tålmodigheten til å løse kostnads- og skaleringsproblemene. Fremveksten av storskalaprojekter som Exxon‑prosjektet på 10 000 fat per dag er et tegn på at algebiobrensel nå blir en moden teknologi.

Dette betyr også at nye oppstartsbedrifter sannsynligvis vil dukke opp i feltet, slik Manta Biofuel gjorde i 2021. Så investorer bør ha et voksende utvalg av investeringsalternativer i de kommende årene. Andre oljeselskaper kan også forsøke å ta igjen og by på ethvert selskap med teknologien som kan hjelpe. Mest sannsynlig vil dette være selskaper som allerede produserer høyt verdsatte forbindelser fra alger og har erfaring med storskalaproduksjon. Så algeselskaper generelt kan bli den nye store trenden innen 2025‑2026.

Investorer i selskaper som Reliance eller Exxon vil kanskje ikke investere i disse selskapene kun på grunnlag av algebiobrensel‑tesen, siden de i flere år fremover fortsatt vil være mest avhengige av andre inntektsstrømmer. Imidlertid vil denne teknologien forbedre de langsiktige utsiktene for disse selskapene, ettersom en oljegigant som Exxon vil kunne gå smidig fra fossile drivstoff til alge‑drivstoff ved simpelthen å omdirigere sin kapitalutgift fra boring til bygging av algedyrkningsdammer.

I tilfelle av økende CO₂‑avgifter vil dette også gi et levedyktig alternativ for å holde flytende drivstoff til en rimelig pris, noe som gjør algebiobrensel mye mer lønnsomt i det scenariet. Og i motsetning til fossilt drivstoff forventes kostnadene å falle med kontinuerlige forbedringer i den genetiske ingenørkunsten av alger.