Algal Biofuel: Ang Susunod na Rebolusyon sa Enerhiya?

Panggatong na Carbon Neutral

Upang mabawasan ang paglabas ng carbon, ang piniling daan ay palitan ang mga makina ng pagsunog at mga planta ng thermal power ng mga alternatibo tulad ng mga EV at renewable energies. Ngunit hindi ito laging madali.

Halimbawa, ang mga eroplano ay, sa ngayon, walang realistic na daan upang tumakbo sa elektrikal na enerhiya, dahil masyadong mabigat ang mga baterya para lumipad. At kahit maabot natin ito, aabutin ng mga dekada bago mapalitan ang kasalukuyang fleet.

Ang iba pang mga benepisyo ay nagmumula sa praktikalidad ng likidong panggatong. Madali itong itago sa malalaking dami para sa mga emerhensiya. Maaari itong manatiling matatag sa loob ng mga buwan o kahit taon. At madali itong dalhin sa pamamagitan ng tangke o mga tubo. Ginagawa nitong perpekto para sa mga liblib na lokasyon, gamit militar, at pagpapadala.

Mga Henerasyon ng Biofuel

1^st henerasyon ng biofuel ay naging at patuloy na problematiko, dahil nakasalalay ito sa pag-convert ng mga produktong pagkain tulad ng mais sa ethanol. Nagdudulot ito ng dagdag na pressure sa kapaligiran at umaasa sa napakalaking mga industriyal na sakahan na nagpa‑practice ng monoculture. Kapag isinasaalang‑alang ang fossil fuels na ginagamit para sa pataba at traktora, maaaring hindi ito mas maganda kaysa sa karaniwang gasolina. At may etikal na dilema sa paggamit ng pagkain para gumawa ng panggatong, kung saan ang mga konsyumer ng panggatong ay nakatira sa mayayamang bansa habang ang mga mahihirap na bansa ay nagdurusa sa kakulangan sa pagkain o implasyon.

2^nd henerasyon ng biofuel ay dinisenyo upang gamitin ang mga natitirang bahagi ng agrikultura o iba pang mga halaman tulad ng damo para gumawa ng panggatong. Mas maganda na ito, dahil hindi ito direktang nakikipagkumpitensya sa produksyon ng pagkain. Ngunit nangangailangan pa rin ito ng maraming lupa, at ang conversion mula halaman patungo sa panggatong ay maaaring hindi epektibo. At ang mga basura mula sa pagsasaka ay hindi sapat ang dami upang magdala ng tunay na pagbabago sa kabuuang konsumo ng panggatong.

3rd Henerasyon ng biofuel ay umaasa sa algae at isang closed system na hindi nakadepende sa matabang lupa. Sa teorya, ito dapat ang perpektong paraan upang gumawa ng biofuel, dahil hindi ito nakikipagkumpitensya sa umiiral na mga agrikultural na mapagkukunan. Maaari rin itong gumamit ng saganang tubig‑dagat imbis na dating sariwang tubig.

Pinagmulan: Exxon

Sa praktika, nasubukan na ang algae biofuel ngunit hindi pa ito nailuluwas sa industriyal na sukat.

May pag‑usap pa tungkol sa 4^th henerasyon ng biofuel, o “photobiological solar fuels“. Magkakaroon ito ng pag‑asa sa paggaya ng photosynthesis ng algae gamit ang artipisyal na nanoteknolohiya. Ngunit ang mga ito ay nasa mga laboratoryo pa lamang at hindi maaabot ang komersyal na sukat sa loob ng ilang dekada.

Mga Hamon at Hadlang para sa Malawakang Produksyon

Ang problemang bumabagabag sa 3rd henerasyon ng biofuel ay palaging ang ani. Ang konsentrasyon ng algae ay napakaliit, ang gastos sa produksyon ay napakataas, at ang conversion patungo sa panggatong ay parehong kapital na gastusin at pagkawala ng ilan sa enerhiya na nasa algae.

Ang anumang kontaminasyon ng ibang organismo ay maaari ring sirain ang ani at magpababa ng kita. Ang alternatibo ay palakihin ito sa mga saradong sterile na lalagyan, ngunit nagdulot din ito ng pagtaas ng gastos.

Dagdag pa rito, ang unang pagtatangka ng produksyon ng algae biofuel noong 2010s ay nangangailangan ng pag‑ani ng algae, isang komplikadong proseso na nag‑interrupt din sa produksyon.

Ang resulta ay ang gastos sa produksyon ay nananatiling higit sa $5 hanggang $8 kada galon, kaya hindi ito kompetitibo laban sa fossil fuels.

Ikalawang Beses ba ang Tamang?

Dahil sa mahirap na pagkakakitaan, ang unang boom ng algal biofuel noong 2009‑2010 ay hindi naging rebolusyon sa enerhiya. Maari mong basahin ang higit pa tungkol sa kung ano ang nagkamali sa artikulong ito mula 6 na taon na ang nakalipas.

• Ang mga advanced na teknik sa genetic engineering ay maaari nang ilapat sa algae.
• Mas mahusay na pag‑unawa kung paano gawing panggatong ang algae.
• Pagkakatuklas ng mga bihirang species na kayang labanan ang kontaminasyon at mapalago sa bukas na mga lawa.

Isa pang salik ay ang de‑facto pagtatapos ng murang langis. Ang shale oil ay nangangailangan ng hindi bababa sa $50‑70$ kada bariles upang kumita, ang mga pagtuklas ng langis ay pinakamababa mula noong 1946, at ang digmaan sa Ukraine ay nagpasiklab ng pandaigdigang krisis sa enerhiya.

Habang nagiging mas bihira at mas mahal ang langis, ang domestic na produksyon ng algal biofuel ay biglang nagiging mas kaakit‑akit. Kaya, isang bagong alon ng mga kumpanyang algae ang ngayon ay nag‑i‑scale up upang gumawa ng carbon‑neutral na panggatong sa pinaka‑ambiental na paraan. (higit pa rito sa seksyong “Investing in algal biofuel”)

Pagpapasigla sa Bagong Algae Boom

Higit pa sa teknolohiya at presyo ng panggatong, ang nagbago ay kung paano mamuhunan sa algal biofuels. Ang huling boom ay pinatakbo ng isang hukbo ng mga ambisyosong startup na may limitadong pondo. Ito ay naging problema sa isang negosyo na nangangailangan hindi lamang ng inobasyon kundi pati ng napakalaking kapital na pamumuhunan. Sa malaking posibilidad, ang algae biofuel ay magiging tunay lamang sa pamamagitan ng sunud‑sunod na proseso:

1. Pundamental na agham upang maunawaan ang biochemistry at genetics ng microalgae.
2. Pagpili at pag‑engenyo ng tamang strain ng algae na na‑optimize para sa produksyon ng lipid.
3. Pag‑optimize ng proseso ng produksyon, kabilang ang pag‑alaga, pag‑ani, at conversion patungo sa panggatong.
4. Pag‑scale up ng produksyon upang mapababa ang gastos

Noong 2010, ang mga hakbang 1 at 2 ay halos wala, walang maaasahang paraan para baguhin ang genetics ng algae, halimbawa (kasama ang kawalan ng buong genome na nasuri para sa karamihan ng species).

Ang kimika ng conversion patungo sa panggatong ay malabo sa pinakamabuti, lalo na sa industriyal na sukat. At ang maling pokus sa produksyon ng ethanol imbis na lipid ay nagpakita ng patay na dulo.

Ang hakbang 3 ay napatunayang mahirap din, kung saan ang mga startup na pinamumunuan ng mga siyentipiko ay madalas nabibigo sa pagpapatupad ng disenyo sa industriyal.

Sa huli, sa mababang ani ng produksyon, walang dami ng scaling up ang makakakilos sa isyu ng pagkakakitaan, at ang kapital ay mabilis na nauubos.

Pamumuhunan sa Algae Biofuel

Noong 2023, ang mga tanong sa siyensiya ay halos nasagot. Halimbawa, natuklasan ng kumpanyang Viridos kung paano doblehin ang konsentrasyon ng mga lipid sa algae sa pamamagitan ng pagbabago ng isang gene lamang. Sa katunayan, ang mga tool na binuo sa nakaraang 5 taon, tulad ng NGS (Next Generation Sequencing) at CRISPR, ay nagpadali at nagpagaan ng gene editing. Gayundin, ngayon ay marami nang mga kilalang pamamaraan upang gawing panggatong ang mga lipid ng algae.

Ang huling bagay ay habang ang pundamental na pananaliksik ay kadalasang ginagawa ng mga nakatutok na startup, ang pera at industriyal na scaling‑up ay nagmumula na ngayon mula sa napakalaki na mga kumpanya. Madalas na mga lumang kumpanya ng langis.

Bilang resulta, ang pamumuhunan sa algal biofuel ay nangangahulugang pamumuhunan sa iilang malalaking kumpanya na nagtatayo ng hinaharap kung saan sila nagtataguyod ng carbon‑neutral na langis imbis na mag‑drill para sa fossil fuels. Maaaring hindi ito maganda para sa pangarap ng 100x na kita. Ngunit dapat pa rin itong maging magagandang pamumuhunan, dahil ang iilang malalaking korporasyong ito ay magiging tanging mga kumpanya ng enerhiya na may natatanging IP upang pamahalaan ang paglipat ng enerhiya nang hindi nakikipagkumpitensya sa bawat ibang renewable energy. Sila rin ay mga kumpanyang kumikita na nagbibigay ng mapagbigay na dibidendo o lumalago nang agresibo.

1. Exxon Mobil

Ito marahil ang pinaka‑nakakagulat na pangalan sa listahan ng posibleng pamumuhunan sa biofuel. Ang Exxon ay isang kalaban ng mga environmental activist, regular na inaakusahan na malaking kontribyutor sa global warming. Ngunit ito rin ang nangungunang kumpanya sa mundo sa algal biofuel sa pamamagitan ng pakikipagtulungan nito sa Viridos.

XOM Tsart ng Presyo

Ang Viridos ay isang kumpanya na itinatag ni Craig Venter, ang ama ng synthetic biology at isa sa mga unang nag‑sequence ng human genome. Ito rin ang unang lumikha ng synthetic genome at isang artipisyal/synthetic na selula. At marami na silang nalakbay mula nang magsimulang magsaliksik ng algal biofuel mahigit isang dekada na ang nakalilipas:

Naipakita na namin ang 5‑10x na pagbuti sa produktibidad ng bio‑oil kumpara sa natural na strain sa isang outdoor na totoong setting. At plano naming magpatuloy na pagbutihin pa ito.

Plano ng Exxon na mag‑produce ng 10,000 bariles ng algal biofuel araw‑araw sa loob ng 2 taon. Ito ay maliit pa rin kumpara sa kabuuang 3.7 milyong bariles kada araw na ginagawa ng kumpanya, ngunit kung magtatagumpay, maaari itong mabilis na palakihin upang maging malaking bahagi ng produksyon ng kumpanya pagsapit ng 2030.

2. Reliance Industry

Reliance Industry ay isang napakalaking Indian conglomerate, ang pinakamalaking pribadong kumpanya sa bansa, aktibo sa telecom, tela, at enerhiya. Noong 2022, ito ang unang Indian na kumpanya na umabot sa $100B na kita.

Naglabas ang Reliance ng video na inanunsyo ang kanilang pagpasok sa merkado ng algal biofuel, na nagmamayabang na “isa sa pinakamalaking sistema ng pagsasaka ng algae sa mundo”. Hanggang ngayon, ang kanilang portfolio ng enerhiya ay karamihan ay mga refinery at petrochemical plant. Sa proyektong algae na ito, makakapagsimula silang mag‑produce at gamitin ang saganang araw sa India (gayundin ang mga hindi napapakinabangan na disyerto) upang bawasan ang matinding pag‑asa ng bansa sa pag‑angkat ng dayuhang fossil fuel.

Crowdfunding at VC

Hindi namin mahanap ang kasalukuyang kampanya sa panahon ng artikulong ito. Ngunit ito ay isang bagay na nais ng mga mamumuhunan na may mas mataas na risk appetite na bantayan, tulad ng matagumpay na 2021 crowdfunding campaign para sa Manta Biofuel. Gumagamit sila ng bukas na mga pond at magnetic nanoparticles upang anihin ang algae.

Ang mga accredited na mamumuhunan at VC ay magkakaroon din ng access sa mas maraming iba’t ibang opsyon sa pamumuhunan. Halimbawa, Primary Ocean, na nagtataguyod ng seaweeds para sa pagkain, bioplastics, at biofuels. O Algenol (kemikal na kosmetiko at biofuels) o Gevo (iba’t ibang biofuels).

Konklusyon

Ang mga algal biofuel ay sumasailalim sa tahimik na renaissance sa likod ng saradong pintuan ng mga megacorporation na may sapat na yaman at pasensya upang lutasin ang mga problema sa gastos at scalability. Ang pag‑usbong ng malakihang proyekto tulad ng Exxon na 10,000 bariles/araw ay senyales na ang algal biofuel ay nagiging ganap na teknolohiya.

Ibig sabihin nito ay malamang na lalabas ang mga bagong startup sa larangan, tulad ng ginawa ng Manta Biofuel noong 2021. Kaya, dapat magkaroon ang mga mamumuhunan ng lumalawak na hanay ng mga opsyon sa pamumuhunan sa susunod na ilang taon. Maaaring subukan din ng iba pang kumpanya ng langis na makahabol at mag‑bid para sa anumang kumpanya na may teknolohiyang makakatulong. Malamang, ito ay mga kumpanyang gumagawa na ng mga mataas na halaga na compound mula sa algae at may karanasan sa malakihang produksyon. Kaya ang mga kumpanya ng algae, sa pangkalahatan, ay maaaring maging bagong malaking trend pagsapit ng 2025‑2026.

Maaaring ayaw ng mga mamumuhunan sa mga kumpanyang tulad ng Reliance o Exxon na mamuhunan sa mga kumpanyang ito lamang batay sa thesis ng algal biofuel, dahil sa ilang taon pa ay umaasa pa rin sila sa ibang pinagkukunan ng kita. Gayunpaman, ang teknolohiyang ito ay magpapabuti sa pangmatagalang prospect ng mga kumpanyang ito, dahil ang isang higanteng langis tulad ng Exxon ay makakagawa ng maayos na paglipat mula sa fossil fuels patungo sa algal fuels sa pamamagitan ng pag‑redirect ng kanilang capex mula sa drilling patungo sa pagtatayo ng mga algae‑growing pond.

Sa kaso ng pagtaas ng carbon taxes, magbibigay ito ng isang praktikal na alternatibo upang mapanatiling makatwiran ang presyo ng likidong panggatong, na ginagawang mas kumikita ang algal biofuels sa sitwasyong iyon. At taliwas sa fossil fuel, inaasahang bababa ang gastos dahil sa patuloy na pag‑unlad ng genetic engineering ng algae.