Biotecnologia e soluções climáticas: análise de empresas de abril de 2023

Biotecnologia e mudanças climáticas

Esta análise de abril de 2023 descreve aplicações biotecnológicas e empresas citadas na época. As mudanças climáticas abrangem o aquecimento global e as transformações associadas. Muitas medidas propostas seguem duas direções principais:

1. Reduzir as emissões de CO₂ substituindo combustíveis fósseis nos sistemas de energia.
2. Remover CO₂ da atmosfera ou limitar o aquecimento por outros meios.

Muitas dessas soluções são tecnológicas: veículos elétricos, células a combustível, energias renováveis, grandes baterias, captura de carbono e geoengenharia.

As mudanças climáticas também ameaçam os ecossistemas e o abastecimento de alimentos. A elevação dos mares e a alteração dos padrões meteorológicos têm ainda consequências sociais amplas.

Limitar os danos pode reduzir perturbações e custos humanos, facilitar a implementação de medidas e liberar recursos para enfrentar outros efeitos.

A biotecnologia pode contribuir para sistemas alimentares e ecossistemas mais resilientes.

Algumas aplicações também podem reduzir emissões, favorecer o armazenamento de carbono ou substituir a produção de determinados produtos agrícolas por fermentação.

Combustíveis alternativos

Os veículos elétricos se tornam mais comuns, mas veículos movidos a combustível continuarão em uso por muito tempo. Principalmente a navegação, a aviação e parte do transporte pesado precisam de alternativas ao petróleo.

Os biocombustíveis oferecem possibilidades. Plantas e algas absorvem CO₂ durante o crescimento, e sua biomassa pode ser transformada em combustível. Isso não reproduz diretamente a formação geológica do petróleo e do gás. O benefício climático depende de toda a cadeia produtiva, da energia utilizada e das mudanças no uso da terra.

As algas são uma possível matéria-prima porque também podem ser cultivadas fora de terras agrícolas férteis. Escala de produção, custos e necessidades energéticas influenciam a viabilidade.

Examinamos a tecnologia no artigo ”Biocombustível de algas: a próxima revolução energética?”, que aborda iniciativas históricas de pesquisa da Reliance Industries (RELIANCE.NS) e da ExxonMobil (XOM ) (XOM), sem implicar produção comercial atual garantida.

O biogás de matéria orgânica e resíduos agrícolas é outra possibilidade. Pode reduzir emissões conforme a matéria-prima, o processamento e os vazamentos de metano. Entre os exemplos históricos estavam Scandinavian Biogas Fuels International AB (BIOGAS.ST), OPAL Fuels (OPAL ) (OPAL) e EnviTec Biogas AG (ETG.DE ) (ETG.DE). A Scandinavian Biogas mudou seu nome para Biokraft em junho de 2023. O biogás não é automaticamente neutro em carbono ou de emissões líquidas negativas.

Captura e armazenamento de carbono

O solo é um importante reservatório de carbono. A decomposição da matéria orgânica e mudanças no uso da terra podem liberar CO₂; uma boa gestão pode ajudar a preservar os estoques de carbono.

A Ginkgo Bioworks (DNA) desenvolve aplicações biológicas, incluindo soluções microbianas para a agricultura que também podem favorecer o armazenamento de carbono no solo. Os efeitos sobre o armazenamento duradouro precisam ser demonstrados na prática.

A Bloom Energy (BE ) Corp (BE) desenvolve células a combustível que podem utilizar biogás e ser combinadas com captura de CO₂. Se o CO₂ biogênico for armazenado de forma duradoura e o balanço da cadeia for favorável, o processo pode remover carbono em termos líquidos. A célula a combustível não captura diretamente CO₂ do ar.

Reduzir as emissões agrícolas

A agricultura contribui para emissões de CO₂, metano e óxido nitroso. Diferentes medidas podem reduzi-las.

Uma opção é diminuir o uso de combustíveis fósseis nas máquinas, por exemplo com tratores elétricos ou robôs menores e eficientes. Abordamos isso em ”Investidores devem observar: robôs assumem tarefas agrícolas”.

O uso mais eficiente de fertilizantes também pode ajudar. A extração e o processamento de matérias-primas potássicas e fosfatadas afetam o ambiente; fertilizantes nitrogenados são frequentemente produzidos com gás natural como matéria-prima e fonte de energia.

Microrganismos que fixam nitrogênio atmosférico podem complementar fertilizantes nitrogenados sintéticos e reduzir sua necessidade. A Bayer (BAYRY) colabora nessa área com a Ginkgo Bioworks (DNA). O programa anunciado em outubro de 2022 pretendia complementar fertilizantes sintéticos, não substituí-los imediatamente por completo.

O metano é um potente gás de efeito estufa. Ruminantes, como bovinos e ovinos, o produzem durante a digestão; o tamanho dos rebanhos torna essas emissões relevantes.

Diferentes estratégias de melhoramento genético, a alteração do microbioma dos ruminantes e aditivos específicos para a alimentação animal podem ajudar a reduzir essas emissões.

Plantas e animais também podem ser desenvolvidos para exigir menos terra, fertilizantes ou ração, ou emitir menos gases de efeito estufa. CRISPR é uma das ferramentas de edição genética. A técnica CRISPR-Cas programável foi descrita em 2012, portanto tinha cerca de dez anos quando esta análise foi escrita.

Abordamos o tema em ”CRISPR além da saúde humana: novas oportunidades de investimento em edição genética”. Culturas mais resistentes à seca, a eventos meteorológicos extremos e a patógenos podem apoiar o abastecimento alimentar em um clima em transformação.

Produzir de outra forma determinados produtos agrícolas

Algumas plantas são cultivadas por uma substância específica: um óleo cosmético, um aroma ou sabor, uma especiaria ou um composto ativo como um canabinoide.

Para certos compostos de alto valor, o produto desejado representa apenas uma pequena parte da biomassa, às vezes menos de 1%. Isso não se aplica a todas as culturas e produtos.

Nesses casos, métodos alternativos podem reduzir a necessidade de terras agrícolas e o impacto ambiental. A fermentação também exige nutrientes, matérias-primas e energia.

Nossa análise da época, ”Cinco empresas de capital aberto em biologia sintética — abril de 2023”, citava a Amyris (AMRS), que produzia fragrâncias e outras moléculas de valor por fermentação industrial. A Calyxt (CLXT) desenvolvia produção com células vegetais em biorreatores e tecnologias de edição genética, como TALEN. A Amyris iniciou uma reestruturação Chapter 11 em agosto de 2023. A Calyxt se fundiu com a Cibus em maio de 2023, e a empresa combinada passou a ser negociada sob o código CBUS.

A Ginkgo Bioworks (DNA ) (DNA) trabalhava com a Cronos na produção de canabinoides por microrganismos. Antes de 2023, as parceiras já haviam divulgado marcos de produtividade e produtos com canabinoides obtidos em cultura.

A produção de alimentos em ambientes controlados é outra direção.

A agricultura vertical pode economizar água e terra para certas culturas, dependendo do sistema. Áreas liberadas podem ser restauradas ou reflorestadas. O consumo de eletricidade afeta o balanço climático. Os exemplos históricos abaixo têm atividades diferentes:

1. Kalera — agricultura vertical; um processo Chapter 11 foi anunciado em abril de 2023. KALRQ era um código OTC posterior, não uma listagem na Nasdaq.

2. AppHarvest — grandes estufas; a empresa solicitou proteção Chapter 11 em julho de 2023. APPHQ era um código OTC posterior, não uma listagem na Nasdaq.

3. Hydrofarm Holdings (HYFM) — fabricante e distribuidora de equipamentos de cultivo em ambientes controlados, não o mesmo tipo de produtora agrícola dos outros exemplos.

A carne cultivada é uma tecnologia distinta baseada na cultura de células animais. Tratamos dela em ”Cinco ações ligadas à carne cultivada — abril de 2023”, com exemplos históricos de diferentes vínculos com a tecnologia: Tyson Foods (TSN), JBS (JBSAY), Agronomics Limited (AGNMF), Cult Food Science (CULT.CN) e Steakholder Foods Ltd (STKH )  (STKH). Grandes produtoras de carne, empresas de investimento e desenvolvedoras especializadas têm modelos de negócio diferentes.

Conclusão

A biotecnologia pode contribuir de várias formas para limitar as mudanças climáticas e seus danos. As empresas e os códigos mencionados fazem parte de uma análise histórica de 2023.

Outras possibilidades estudadas incluem árvores geneticamente modificadas, biocarvão, que armazena carbono em material carbonizado e no solo, cultivo de algas kelp, fertilização com ferro para estimular microalgas oceânicas. Especialmente nas aplicações marinhas, os efeitos ecológicos e a duração do armazenamento de carbono continuam sendo questões importantes de pesquisa.

Além da tecnologia energética, processos biológicos de microrganismos a árvores podem contribuir para as medidas climáticas. Sua utilidade depende de efeitos demonstrados, viabilidade e gestão cuidadosa.