Algal Biofuel: Ang Susunod na Rebolusyon sa Enerhiya?

Carbon Neutral Fuel

Upang mapababa ang mga emisyon ng carbon, ang pinapaborang daanan ay ang pagpapalit ng mga engine ng pag-sunog at mga planta ng thermal sa mga alternatibo tulad ng mga EV at mga mapagkukunan ng enerhiya na mapapalakas. Ngunit hindi ito madaling gawin.

Halimbawa, ang mga eroplano ay walang makatwirang landas upang tumakbo sa pamamagitan ng lakas ng kuryente, dahil ang mga baterya ay masyadong mabigat upang lumipad. At kahit na makarating tayo sa puntong ito, magiging mga dekada bago ang umiiral na flota ay mapalitan.

Ang iba pang mga benepisyo ay nagmula sa praktikalidad ng mga likidong gas. Madaling iimbak ang mga ito sa malalaking dami para sa mga emerhensiya. Maaaring manatiling matatag ang mga ito sa loob ng mga buwan o kahit mga taon. At madaling dalhin ang mga ito sa pamamagitan ng tanker o mga pipe. Ang mga ito ay ginagawang ideyal para sa mga liblib na lugar, mga gamit ng militar, at paghahatid.

Hanggang sa lumitaw ang isang rebolusyonaryong bagong teknolohiya, magkakaroon ng patuloy na pangangailangan para sa likidong gas. Kaya ang hamon ay ang paghahanap ng likidong gas na hindi umaasa sa suplay ng mga gas na fossil.

Biofuel Generations

Ito ang dahilan kung bakit may pagtutok sa paggamit ng biofuel.

Ang 1^st henerasyon ng biofuel ay may problema at hanggang ngayon, dahil umaasa ito sa pagbabago ng mga produkto ng pagkain tulad ng corn upang gumawa ng ethanol. Ito ay nagdaragdag ng karagdagang presyon sa kapaligiran at umaasa sa malalaking industrial-scale na mga sakahan na nagpapraktis ng monoculture. Kapag iniisip ang mga gas na fossil na ginagamit para sa mga pataba at mga traktora, maaaring hindi ito gaanong mas mahusay kaysa sa mga pangkaraniwang gasoline. At mayroong isang dilemma sa etika sa paggamit ng pagkain upang gumawa ng gas, na may mga konsumer ng gas na naninirahan sa mga mayayamang bansa at mga mas mahihirap na bansa na nagdurusa sa kakulangan ng pagkain o pagtaas ng presyo.

Ang 2^nd henerasyon ng biofuel ay idinisenyo upang gamitin ang mga sobra sa agrikultura o iba pang mga halaman tulad ng damo upang gumawa ng mga gas. Ito ay mas mahusay na, dahil hindi ito sumasali sa produksyon ng pagkain. Ngunit ito ay nagiging sanhi ng maraming lupa, at ang pagbabago mula sa halaman hanggang sa gas ay maaaring hindi gaanong mahusay. At ang mga sobra sa agrikultura ay hindi sapat na dami upang gumawa ng tunay na pagkakaiba sa kabuuang konsumo ng gas.

Ang 3rd henerasyon ng biofuel ay umaasa sa algae at isang saradong sistema na hindi umaasa sa lupaing sakahan. Sa teorya, ito ay dapat na ang perpektong paraan upang gumawa ng biofuel, dahil hindi ito sumasali sa mga umiiral na mga mapagkukunan ng agrikultura. Maaari din itong gumamit ng dagat na tubig sa halip ng dating tubig na sariwa.

Source: Exxon

Sa praktika, ang algae biofuel ay nasubok ngunit hindi pa nai-prodyus sa isang pang-industriyang sukat.

Mayroong usap-usap tungkol sa 4^th henerasyon ng biofuel, o “photobiological solar fuels“. Ito ay umaasa sa pagsasakop ng photosynthesis ng algae sa pamamagitan ng mga artipisyal na nanoteknolohiya. Ngunit ang mga ito ay nasa loob ng mga laboratoryo at hindi magiging komersyal sa loob ng ilang dekada.

Mga Hadlang at Limitasyon para sa Mass Production

Ang problema na nangyayari sa 3rd henerasyon ng biofuel ay ang yield. Ang konsentrasyon ng algae ay masyadong maliit, ang mga gastos sa produksyon ay masyadong mataas, at ang pagbabago sa gas ay kapital na gastos at pagkawala ng ilang enerhiya na nakapaloob sa algae.

Ang anumang kontaminasyon ng iba pang mga organismo ay maaaring wasakin ang isang pag-aani at bawasan ang mga kita. Isang alternatibo ay ang paglago nito sa mga saradong esteril na mga lalagyan, ngunit ito ay nagdagdag ng mga gastos.

Dagdag pa rito, ang unang mga pagtatangka sa produksyon ng algae biofuel noong 2010 ay nangailangan ng pag-aani ng algae, isang komplikadong proseso na nag-interrupt din sa produksyon.

Ang resulta ay mayroong gastos sa produksyon na nananatiling higit sa $5 hanggang $8 bawat galon, na ginagawang hindi kompetitibo laban sa mga gas na fossil.

Ikalawang Pagkakataon ang Swerte?

Dahil sa ilusyon ng kita, ang unang algal biofuel boom noong 2009-2010 ay hindi naging isang rebolusyon sa enerhiya. Maaari mong basahin ang higit pa tungkol sa ano ang naging mali sa artikulong ito mula 6 na taon na ang nakakalipas.

Mula noon, mayroong mga pagbabago na nangyari na “nagpapakulo” ng isang bagong boom sa sektor:

• Ang mga advanced na pamamaraan ng genetic engineering ay ngayon ay maaaring magamit sa algae.
• Mayroong mas mahusay na pag-unawa kung paano ibaling ang algae sa gas.
• Ang pagtuklas ng mga bihirang species na maaaring umiwas sa kontaminasyon at lumago sa mga bukas na mga lawa.

Isang pang mga kadahilanan ay ang de-facto na pagtatapos ng murang langis. Ang shale oil ay nangailangan ng hindi bababa sa isang bariles sa $50-70 upang makakuha ng kita, ang mga pagtuklas ng langis ay nasa pinakamababang antas mula noong 1946, at ang digmaan sa Ukraine ay nag-trigger ng isang pandaigdigang krisis sa enerhiya.

Sa pagtaas ng presyo ng langis, ang paggawa ng algal biofuel sa loob ng bansa ay bigla na naging mas kaakit-akit. Kaya ang isang bagong alon ng mga kumpanya ng algae ay ngayon ay nagpapalawak upang mag-produce ng carbon-neutral na gas sa pinakamapagkalingang paraan sa kapaligiran. (higit pa tungkol dito sa “Pag-invest sa algal biofuel” na bahagi)

Pagpapakulo sa Bagong Algae Boom

Sa labas ng teknolohiya at presyo ng gas, ang nagbago ay kung paano mag-invest sa algal biofuel. Ang huling boom ay pinangunahan ng isang hukbo ng mga startup na may limitadong pagpopondo. Ito ay isang problema sa isang negosyo na nangangailangan hindi lamang ng inobasyon kundi pati na rin ng isang malaking pagpopondo sa kapital.

Sa lahat ng katwiran, ang algae biofuel ay magiging isang tunay na bagay lamang sa pamamagitan ng isang sunud-sunod na proseso:

1. Ang mga pangunahing agham upang maunawaan ang biochemistry at genetics ng microalgae.
2. Ang pagpili at pag-engineer ng tamang strain ng algae na pinahusay para sa produksyon ng lipid.
3. Ang pag-optimisa ng proseso ng produksyon, kasama ang paglago, pag-aani, at pagbabaling sa gas.
4. Ang pagpapalawak ng produksyon upang mapababa ang mga gastos

Noong 2010, ang mga hakbang 1 & 2 ay hindi pa naroon, na walang tiyak na pamamaraan para sa pagbabago ng genetics ng algae, kasama na ang walang kumpletong genome sequence para sa karamihan ng mga species.

Ang kimika ng pagbabaling sa gas ay hindi malinaw na, lalo na sa isang pang-industriyang sukat. At ang isang maling pagtuon sa produksyon ng ethanol sa halip na lipid ay naging isang patay na dulo.

Ang hakbang 3 ay nagpatunay din na mahirap, na may mga scientist-led na startup na madalas na nabibigo sa pagpapatupad ng disenyo ng industriya.

Sa huli, dahil sa mababang yield sa produksyon, walang anumang pagpapalawak ng produksyon ang makakapag-solusyon sa isyu ng kita, at ang kapital ay mabilis na natuyo.

Pag-invest sa Algae Biofuel

Noong 2023, ang mga pangunahing tanong sa agham ay naresolba na sa malaking bahagi. Halimbawa, ang kumpanya na Viridos ay natuklasan kung paano higit sa doblehin ang konsentrasyon ng lipid sa algae sa pamamagitan ng pagbabago ng isang gene. Sa katunayan, ang mga tool na binuo sa loob ng 5 na taon, tulad ng NGS (Next Generation Sequencing) at CRISPR, ay ginawang mas madali at mas murang pag-edit ng gene. Katulad din, mayroong maraming mahusay na naunawaan na mga pamamaraan upang ibaling ang mga lipid ng algae sa gas.

Ang huling bagay ay na habang ang mga pangunahing pag-aaral ay madalas na ginagawa ng mga startup na may pagtuon, ang pera at ang pagpapalawak ng industriya ay ngayon ay nagmumula sa napakalaking mga kumpanya. Madalas na ang mga lumang kumpanya ng langis.

Bilang resulta, ang pag-invest sa algal biofuel ay nangangahulugang pag-invest sa ilang malalaking kumpanya na nagtatayo ng isang kinabukasan kung saan sila ay nagpapalago ng carbon-neutral na langis sa halip na magkuha ng fossil na langis. Ito ay maaaring hindi magandang pangarap para sa 100x na kita. Ngunit dapat itong maging magandang pag-invest, dahil ang mga ilang malalaking korporasyon na ito ay magiging ang tanging mga kumpanya ng enerhiya na may kakaibang IP upang mag-manage ng transisyon sa enerhiya nang hindi nakikipagkumpitensya sa iba pang mga mapagkukunan ng enerhiya na mapapalakas. Sila ay mga kumpanya na may kita na at nagbibigay ng mga generous na dividend o lumalago nang agresibo.

1. Exxon Mobil

Ito ay maaaring ang pinakamalaking pangalan sa listahan ng mga posibleng pag-invest sa biofuel. Exxon ay isang nemesis para sa mga aktibista sa kapaligiran, na regular na inaakusahan ng pagiging isang pangunahing kontributor sa pagbabagong pangklima. Ngunit ito ay din ang pinuno sa mundo sa algal biofuel sa pamamagitan ng pakikipagtulungan nito sa Viridos.

(XOM )

Ang Viridos ay isang kumpanya na itinatag ni Craig Venter, ang ama ng synthetic biology at isa sa mga unang nag-sequence ng genome ng tao. Ito ay din ang unang kumpanya na lumikha ng isang sintetikong genome at isang artipisyal/sintetikong cell. At sila ay naglakbay ng malayo mula noong sila ay nagsimulang mag-research sa algal biofuel mahigit isang dekada na ang nakalipas:

Natuklasan na namin ang isang 5-10x na pagbuti sa bio-oil productivity sa mga likas na strain sa isang tunay na setting.

Ang Exxon ay nagplano na mag-produce ng 10,000 bariles ng algal biofuel bawat araw sa loob ng 2 taon. Ito ay maliit pa rin kumpara sa kabuuang 3.7 milyong bariles bawat araw na ginagawa ng kumpanya, ngunit kung magiging matagumpay, ito ay maaaring mapalawak ng mabilis upang kumatawan sa isang malaking bahagi ng produksyon ng kumpanya sa pamamagitan ng 2030.

2. Reliance Industry

Reliance Industry ay isang napakalaking konglomerado ng India, ang pinakamalaking pribadong kumpanya sa bansa, na aktibo sa telecom, textiles, at enerhiya. Noong 2022, ito ay ang unang kumpanyang Indiyano na umabot sa $100B sa kita.

Ang Reliance ay naglabas ng isang video na nag-aanunsyo ng pagpasok nito sa merkado ng algal biofuel, na may “isa sa pinakamalaking sistema ng paglago ng algae sa mundo”. Hanggang noon, ang portfolio ng enerhiya nito ay pangunahing refinery at mga planta ng petrochemical. Sa pamamagitan ng proyektong algal na ito, ito ay magiging kakayahan na mag-produce at gamitin ang abundang araw sa India (pati na rin ang mga di-kultibadong disyerto) upang mapababa ang sobrang dependencia ng bansa sa mga dayuhang importasyon ng fossil na langis.

Crowdfunding & VC

Hindi namin nakita ang isang ongoing na kampanya sa oras ng artikulong ito. Ngunit ito ay isang bagay na nais ng mga investor na may mas mataas na pagtitiis sa panganib, tulad ng matagumpay na kampanya sa crowdfunding noong 2021 para sa Manta Biofuel. Sila ay gumagamit ng mga bukas na lawa at mga magnetic nanoparticle upang mag-aning ng algae.

Ang mga akreditadong investor at VC ay magkakaroon din ng access sa isang mas iba’t-ibang hanay ng mga pag-invest. Halimbawa, Primary Ocean, na nagpapalago ng mga seaweed para sa pagkain, bioplastics, at biofuels. O Algenol (chemical cosmetic at biofuels) o Gevo (ibat-ibang biofuels).

Konklusyon

Ang algal biofuels ay nagdaraan ng isang tahimik na muling pagsilang sa likod ng saradong pinto ng mga malalaking kumpanya na may sapat na pera at pagtitiis upang malutas ang mga problema ng gastos at pagpapalawak. Ang paglitaw ng mga malalaking proyekto tulad ng Exxon 10,000 bariles/bawat araw ay isang senyales na ang algal biofuel ay ngayon ay naging isang matatag na teknolohiya.

Ito ay nangangahulugang ang mga bagong startup ay malamang na lumitaw sa larangan, tulad ng Manta Biofuel noong 2021. Kaya ang mga investor ay magkakaroon ng isang pagtaas ng hanay ng mga pag-invest sa mga susunod na ilang taon. Ang iba pang mga kumpanya ng langis ay maaaring tumingin na huliin at tumaas para sa anumang kumpanya na may teknolohiya upang tulungan. Pinakamalamang, ito ay mga kumpanya na nagpapalago ng mga mahalagang compound mula sa algae at may karanasan sa malalaking produksyon. Kaya ang mga kumpanya ng algae, sa pangkalahatan, ay maaaring maging ang bagong malaking uso sa pamamagitan ng 2025-2026

Ang mga investor sa mga kumpanya tulad ng Reliance o Exxon ay hindi dapat mag-invest sa mga kumpanya na ito sa mga ito lamang sa algal biofuel, dahil sila ay magiging, sa loob ng ilang taon pa, pangunahing umaasa sa iba pang mga stream ng kita. Ngunit ang teknolohiyang ito ay magpapabuti sa mga pangmatagalang prospekto ng mga kumpanya, dahil ang isang higanteng kumpanya ng langis tulad ng Exxon ay magiging kakayahan na mag-smoothly na lumipat mula sa fossil na langis hanggang sa algal na langis sa pamamagitan ng pag-redirect ng kanilang capex mula sa pagkuha hanggang sa pagtatayo ng mga lawa ng algae.

Sa kaso ng pagtaas ng mga buwis sa carbon, ito ay magbibigay ng isang viable na alternatibo upang panatilihin ang mga likidong gas sa isang makatwirang presyo, na ginagawang mas maginhawa ang mga algal biofuels sa isang ganitong senaryo. At sa kabila ng fossil na langis, ang mga gastos ay inaasahang bababa sa pamamagitan ng patuloy na pagbuti sa genetic engineering ng algae.