Alg Biyoyakıt: Bir Sonraki Enerji Devrimi mi?

Karbon Nötr Yakıt

Karbon emisyonlarını azaltmak için tercih edilen yol, içten yanmalı motorları ve termik santralleri EV’ler ve yenilenebilir enerji gibi alternatiflerle değiştirmektir. Ancak bu her zaman kolay değildir.

Örneğin, şu anda uçakların elektrikli güçle çalışması için gerçekçi bir yol haritası yoktur, çünkü piller uçmak için çok ağırdır. Ve bu noktaya nihayet ulaşsak bile, mevcut filo yenilenene kadar on yıllar sürecektir.

Diğer avantajlar, sıvı yakıtların pratikliğinden kaynaklanır. Acil durumlar için büyük hacimlerde depolanması kolaydır. Aylarca hatta yıllarca stabil kalabilirler. Ayrıca tanker veya borularla taşınması da kolaydır. Bu da onları uzak bölgeler, askeri kullanım ve nakliye için ideal kılar.

Devrim niteliğinde yeni bir teknoloji ortaya çıkana kadar, sıvı yakıta olan talep sürekli olacaktır. Bu yüzden zorluk, fosil yakıt teminine bağımlı olmayan sıvı yakıtlar bulmaktır.

Biyoyakıt Nesilleri

1^{. nesil} biyoyakıtlar problemliydi ve hâlâ problemli, çünkü mısır gibi gıda ürünlerini etanole dönüştürmeye dayanıyordu. Bu, çevreye ekstra baskı uygular ve tek ürün ekimi yapan devasa endüstriyel çiftliklere bağımlı hâle getirir. Gübre ve traktörlerde kullanılan fosil yakıtları düşündüğümüzde, standart benzinle bile çok daha iyi olmayabilir. Ayrıca, yakıt tüketicileri zengin ülkelerde yaşarken, gıda kıtlığı ya da enflasyonla mücadele eden daha az gelişmiş ülkelerde etik bir ikilem ortaya çıkar.

2^{. nesil} biyoyakıtlar tarım artıklarını veya çim gibi diğer bitkileri yakıt üretmek için kullanacak şekilde tasarlanmıştır. Bu zaten daha iyidir, çünkü doğrudan gıda üretimiyle rekabet etmez. Ancak hâlâ çok fazla arazi gerektirir ve bitkiden yakıta dönüşüm oldukça verimsiz olabilir. Ayrıca, tarımsal atıkların toplam yakıt tüketiminde anlamlı bir fark yaratacak kadar büyük bir hacme sahip olması da zordur.

3. nesil biyoyakıtlar alglere ve ekilebilir araziye bağımlı olmayan kapalı bir sisteme dayanır. Teorik olarak, bu, mevcut tarımsal kaynaklarla rekabet etmediği için biyoyakıt üretmenin mükemmel yolu olmalıdır. Ayrıca, tatlı su yerine bol miktarda deniz suyunu kullanabilir.

Kaynak: Exxon

Pratikte, alg biyoyakıtı test edilmiş, ancak endüstriyel ölçekte üretilmemiştir.

4^{. nesil} biyoyakıtlar, ya da “fotobiyolojik güneş yakıtları”. Bunlar, alg fotosentezini yapay nanoteknolojilerle taklit etmeye dayanacaktır. Ancak bunlar hâlâ laboratuvar aşamasındadır ve birkaç on yıl içinde ticari ölçeğe ulaşmayacaktır.

Kitle Üretimi İçin Engeller ve Kısıtlamalar

3. nesil biyoyakıtların başlıca sorunu verimliliktir. Alg yoğunluğu çok düşüktür, üretim maliyetleri çok yüksektir ve yakıta dönüşüm hem büyük sermaye harcaması hem de algda bulunan enerjinin bir kısmının kaybını gerektirir.

Diğer organizmalar tarafından oluşabilecek herhangi bir kontaminasyon da hasadı yok edebilir ve kârı azaltabilir. Alternatif olarak, kapalı steril kaplarda yetiştirmek bir seçenekti, ancak bu da maliyetleri artırdı.

Ek olarak, 2010’lu yıllarda yapılan ilk alg biyoyakıtı üretim denemesi, alg hasadı gerektiren karmaşık bir süreçti ve bu süreç üretimi de kesintiye uğrattı.

Sonuç olarak, üretim maliyeti galon başına 5‑8 $ seviyesinin üzerinde kalmakta ve fosil yakıtlara kıyasla rekabetçi olmamaktadır.

İkinci Şans Çekici mi?

Kârlılığın zor bulunması nedeniyle, 2009‑2010 yıllarındaki ilk alg biyoyakıt patlaması bir enerji devrimine dönüşmedi. 6 yıl önceki bu makalede nelerin yanlış gittiğini okuyabilirsiniz.

O zamandan beri, sektörde “yeni bir patlamayı” besleyen ilerlemeler kaydedildi:

• Gelişmiş genetik mühendisliği teknikleri artık alglere uygulanabiliyor.
• Algleri yakıta dönüştürme konusundaki anlayış daha iyi.
• Kontaminasyona dayanabilen ve açık havuzlarda yetiştirilebilen nadir türlerin keşfi.

Bir diğer faktör, ucuz petrolün fiilen sona ermesidir. Şist petrolünün kâr elde edebilmesi için varil başına en az 50‑70 $ gerekir, petrol keşifleri 1946’dan bu yana en düşük seviyede, ve Ukrayna savaşı küresel bir enerji krizine yol açtı.

Petrol daha nadir ve pahalı hale geldikçe, yerli alg biyoyakıtı üretimi aniden çok daha çekici bir seçenek haline geliyor. Bu yüzden, yeni bir dalga alg şirketi şimdi karbon‑nötr yakıtı en çevreci şekilde üretmek için ölçekleniyor. (“Alg Biyoyakıtına Yatırım” bölümünde daha fazla bilgi)

Yeni Alg Yükselişine Yakıt Sağlamak

Teknoloji ve yakıt fiyatının ötesinde, alg biyoyakıtına yatırım yapma şekli değişti. Son patlama, sınırlı finansmana sahip hırslı girişimciler ordusu tarafından yönlendiriliyordu. Bu, yalnızca yenilik değil, aynı zamanda büyük sermaye yatırımı gerektiren bir iş modeliydi. Büyük olasılıkla, alg biyoyakıtı ancak aşağıdaki ardışık süreçle gerçek bir teknoloji haline gelecek:

1. Mikroalglerin biyokimyası ve genetiğini anlamak için temel bilimler.
2. Lipid üretimi için optimize edilmiş doğru alg suşunun seçimi ve mühendisliği.
3. Kültivasyon, hasat ve yakıta dönüşüm dahil olmak üzere üretim sürecinin optimize edilmesi.
4. Maliyetleri düşürmek için üretimin ölçeklendirilmesi.

2010 yılında, adım 1 ve 2 henüz mevcut değildi; örneğin, alg genetiğini değiştirmek için güvenilir bir yöntem yoktu (çoğu tür için tam genom sekanslanmamıştı).

Yakıta dönüşüm kimyası en iyi ihtimalle belirsizdi, özellikle endüstriyel ölçekte. Ayrıca, lipid yerine etanol üretimine odaklanmak bir çıkmazdı.

Adım 3 de zor çıktı; bilim insanı‑odaklı girişimler genellikle endüstriyel tasarımı hayata geçiremedi.

Son olarak, düşük üretim verimliliği nedeniyle, ölçeklendirme kârlılık sorununu çözemezdi ve sermaye hızla kuruyordu.

Alg Biyoyakıtına Yatırım

2023 yılında, bilimsel sorular büyük ölçüde çözülmüş durumda. Örneğin, Viridos şirketi tek bir geni değiştirerek alglerdeki lipid konsantrasyonunu iki katından fazla artırmayı başardı. Ayrıca, son 5 yılda geliştirilen NGS (Yeni Nesil Sıralama) ve CRISPR gibi araçlar gen düzenlemeyi çok daha kolay ve ucuz hâle getirdi. Benzer şekilde, artık alg lipidlerini yakıta dönüştürmek için iyi anlaşılmış birçok yöntem mevcut.

Son nokta, temel araştırmalar genellikle odaklanmış girişimler tarafından yapılırken, para ve endüstriyel ölçeklendirme artık çok büyük şirketlerden geliyor. Çoğu eski‑okul petrol şirketi.

Sonuç olarak, alg biyoyakıtına yatırım yapmak, fosil yakıtlar için sondaj yapmak yerine karbon‑nötr yağ üretimi yapan birkaç büyük şirketi desteklemek anlamına geliyor. Bu, %100 kâr hedefi olan hayaller için ideal olmayabilir. Ancak bu büyük şirketler, yenilenebilir enerjiyle rekabet etmeyen benzersiz IP’ye sahip tek enerji şirketi olacakları için iyi bir yatırım olabilir. Zaten kârlı şirketler, cömert temettüler dağıtıyor ya da agresif büyüyor.

1. Exxon Mobil

Bu, olası biyoyakıt yatırımları listesinde belki de en şaşırtıcı isimdir. Exxon, çevre aktivistlerinin sıkça suçladığı, küresel ısınmaya büyük katkı sağlayan bir rakip olarak görülür. Ancak aynı zamanda Viridos ile iş birliği sayesinde alg biyoyakıtı konusunda dünya lideridir.

XOM Fiyat Grafiği

Viridos, insan genomunu dizileten ilk kişilerden biri olan ve sentetik biyolojinin babası olarak bilinen Craig Venter tarafından kurulan bir şirkettir. Aynı zamanda sentetik bir genom ve yapay/sentetik bir hücre yaratma konusunda öncüdür. Ve onlar, on yıldan fazla bir süredir alg biyoyakıtı araştırmalarına başladıklarından beri çok yol kat ettiler:

Doğal suşlara kıyasla dış mekan gerçek dünya ortamında biyoyakıt verimliliğinde 5‑10 kat iyileşme sağladığımızı zaten gösterdik. Ve bundan çok daha ötesine geçmeyi planlıyoruz.

Exxon, 2 yıl içinde günde 10.000 varil alg biyoyakıtı üretmeyi planlıyor. Bu, şirketin toplam 3,7 milyon varil/gün üretimiyle kıyaslandığında hâlâ küçük bir rakam, ancak başarılı olursa 2030 yılına kadar üretimin büyük bir kısmını temsil edecek şekilde hızla artırılabilir.

2. Reliance Industry

Reliance Industry Hindistan’ın en büyük özel şirketi olan dev bir holdingdir; telekom, tekstil ve enerji sektörlerinde faaliyet gösterir. 2022 yılında, geliri 100 milyar $’ı aşan ilk Hint şirketi oldu.

Reliance, alg biyoyakıtı pazarına girişini duyuran bir video yayınladı, “dünyanın en büyük alg yetiştirme sistemlerinden birine” sahip olduğunu iddia ediyor. Şimdiye kadar enerji portföyü büyük ölçüde rafineri ve petrokimya tesislerinden oluşuyordu. Bu alg projesi sayesinde, Hindistan’da bol güneş ışığından (ve aynı zamanda ekilmemiş çöllerden) yararlanarak ülkenin yabancı fosil yakıt ithalatına aşırı bağımlılığını azaltabilir.

Kitle Fonlaması & VC

Bu makale yazıldığı sırada devam eden bir kampanya bulamadık. Ancak daha yüksek risk toleransına sahip yatırımcıların göz önünde bulundurması gereken bir alan; 2021 yılında başarılı bir kitle fonlaması kampanyası yürütmüş olan Manta Biofuel. Açık havuzlar ve manyetik nanopartiküller kullanarak algleri hasat ediyorlar.

Akredite yatırımcılar ve risk sermayedarları da çok daha çeşitli yatırım seçeneklerine erişebilecek. Örneğin, Primary Ocean, gıda, biyoplastik ve biyoyakıt için deniz yosunu yetiştiriyor. Ya da Algenol (kimyasal kozmetik ve biyoyakıt) ya da Gevo (çeşitli biyoyakıtlar).

Sonuç

Alg biyoyakıtları, maliyet ve ölçeklenebilirlik sorunlarını çözmek için yeterli bütçeye ve sabıra sahip büyük şirketlerin kapalı kapıları ardında sessiz bir yeniden doğuş yaşıyor. Exxon’un günde 10.000 varil üretim hedefi gibi büyük ölçekli projelerin ortaya çıkması, alg biyoyakıtının artık olgun bir teknolojiye dönüştüğünün işaretidir.

Bu aynı zamanda, 2021’de Manta Biofuel’ın yaptığı gibi, alanda yeni girişimlerin ortaya çıkma ihtimalinin artacağı anlamına geliyor. Dolayısıyla, yatırımcıların önümüzdeki birkaç yıl içinde artan bir yatırım seçeneği yelpazesi bulması muhtemel. Diğer petrol şirketleri de bu teknolojiye sahip şirketleri yakalamak ve tekliflerini artırmak isteyebilir. Muhtemelen, bu şirketler zaten alglerden yüksek değerli bileşikler üreten ve büyük ölçekli üretimde deneyimli olanlar olacaktır. Böylece, alg şirketleri genel olarak 2025‑2026’da yeni büyük trend haline gelebilir.

Reliance ya da Exxon gibi şirketlere yatırım yapanlar, bu şirketlere yalnızca alg biyoyakıtı tezisine dayanarak yatırım yapmak istemeyebilir; çünkü bu şirketler hâlâ birkaç yıl boyunca diğer gelir akışlarına büyük ölçüde bağımlı kalacak. Ancak bu teknoloji, bu şirketlerin uzun vadeli görünümünü iyileştirecek; çünkü Exxon gibi bir petrol devi, sondaj harcamalarını alg yetiştirme havuzlarına yönlendirerek fosil yakıtlardan alg yakıtlarına sorunsuz bir geçiş yapabilecek.

Karbon vergilerinin artması durumunda, bu aynı zamanda sıvı yakıtların makul bir fiyat seviyesinde kalmasını sağlayacak geçerli bir alternatif sunar ve bu senaryoda alg biyoyakıtlarını çok daha kârlı hâle getirir. Fosil yakıtlardan farklı olarak, algların genetik mühendisliğindeki sürekli iyileştirmelerle maliyetlerin düşmesi beklenmektedir.