Exxon foca Biocombustíveis de Algas

// 30 julho 2009 // Matéria-prima, Pesquisas

Imagem: OriginOil, Inc.

Imagem: OriginOil, Inc.

Quase todas as grandes empresas de petróleo, transformadas em empresas de energia, já haviam colocado maior ou menor quantidade de fichas na aposta dos biocombustíveis. A Petrobras tem sido uma das mais firmes, criando a Petrobras Biocombustíveis (PBio) com atuações no mercado de biodiesel, de etanol de cana e várias pesquisas com etanol de 2ª. geração, inclusive com a UFRJ. A Shell orgulha-se de ser a maior distribuidora de biocombustíveis da Europa. Sua divisão de tecnologia “Shell Global Solutions” vem atuando em diferentes frentes de produção de biocombustíveis. Seja em parceria com a canadense Iogen, na produção de etanol de celulose, ou com a alemã Choren, em processos BTL (Biomass to Liquids) envolvendo gaseificação de biomassa seguida do processo de “Fischer-Tropsch”. Parceria similar ocorre entre a Chevron e a empresa de papel e celulose Weyerhaeuser, sempre com universidades de primeira linha no “front” de pesquisa. A British Petroleum (BP) chega a usar o termo “BP – Beyond Petroleum” anunciando sua disposição em abraçar as energias alternativas. Junto com a Du Pont e universidades americanas, a BP possui projetos de etanol de celulose e também de biobutanol a partir de milho e da cana (o biobutanol possui maior poder calorífico do que o etanol). Algumas parcerias parecem enfrentar problemas como o site BiodieselBR anunciou sobre a relação BP e a empresa D1 envolvendo pinhão-manso.

No último dia 14 de Julho,  a Exxon Mobil finalmente anunciou um grande projeto envolvendo biocombustíveis. Serão US$ 300 milhões numa primeira fase e mais a mesma quantia numa segunda etapa. A parceria é com a Synthetic Genomics, do “pai do genoma humano” Craig Venter (também ex-surfista e veterano da guerra do Vietnã). O processo envolve o cultivo de microalgas, mas com dois importantes diferenciais. O primeiro é a produção de hidrocarbonetos e não de triglicerídeos, como ocorre com as oleaginosas e com a maioria das algas. Isso já é conhecido em algas como a Botryococcus braunii, que produzem hidrocarbonetos em mesclas com triglicerídeos.

A grande novidade é que Venter vem obtendo sucesso em algas modificadas que passam a expelir o óleo gerado internamente. Dessa forma, não haveria colheita de algas, nem muito menos extração do óleo presente dentro da célula de cada alga. Nesses novos organismos, o óleo expelido naturalmente iria para a superfície do meio aquoso de produção, sendo recolhido de forma muito mais barata e eficiente. Craig chama essa produção em grande escala de biomanufatura e não de “fazendas de algas”. Parece uma pequena sutileza semântica mas representa uma enorme economia operacional. Sim, as microalgas são, na maioria das vezes, unicelulares. Isso dificulta enormemente qualquer filtração ou algo parecido para removê-las da água. Pode-se utilizar aglomerantes mas isso custo algum dinheiro. Depois, um novo problema. Como retirar o óleo de dentro das células? Normalmente elas possuem uma sólida parede celular de celulose dificultando a penetração de hexano (solvente), bem como a extração mecânica. De acordo com Venter, esses organismos estariam permanentemente produzindo e expelindo óleo. Nada de colheita, nada de extração. Uma redução significativa nos custos capaz de viabilizar a produção de óleo de algas. O principal insumo para essas algas seria mesmo o CO2, provavelmente acoplado a algum processo de fermentação ou combustão diretamente conectado ou não ao local de produção de algas. Sim, Venter e o pessoal da Exxon já falam em grandes gasodutos de CO2, transportando o gás carbônico de grandes refinarias e usinas para os locais em áreas devastadas aptos para a produção dessas algas em grande escala.

Sem dúvida, essa propriedade de produzir e expelir qualquer tipo de óleo é um verdadeiro “pulo do gato” na aplicação de algas para biocombustíveis. Mais importante do que aumentar a concentração de óleo nas algas, aumentar a produtividade, ou mesmo a velocidade de crescimento desses organismos.

Lembrando que há pouco tempo o CEO da Exxon, Rex Tillerson, se referiu com ceticismo aos biocombustíveis como um “brilho da lua”. Craig Venter e sua engenharia genética trouxeram luz aos executivos petroleiros mostrando que o “brilho do sol” sobre algas melhoradas poderão gerar energia de forma competitiva com o “ouro negro”.

Agradecimentos as informações prestadas pelo amigo Prof. José Vitor Bomtempo da UFRJ

Catálogo do biodiesel 2010



6 Comentários em “Exxon foca Biocombustíveis de Algas”

  1. José Inácio Schilling Trein disse:
    31 de julho de 2009 às 15:07

    Essas novas informações trazidas pelo professor Donato dão novo alento a quem acredita no potencial das microalgas mas mantém “um pé atrás” em relação a alguns “milagres” a elas atribuídos.
    A verdade é que enquanto os estudos com a genética, equipamentos, técnicas de cultivo, extração, seleção de espécies, etc ainda iniciam seu desenvolvimento, há muita desinformação, muitos dados não confirmados, que nos levam a conclusões por vezes precipitadas.
    Ainda há poucos dias li um artigo da Valcent Products Inc (http://findarticles.com/p/articles/mi_pwwi/is_200610/ai_n16755327/ – http://www.valcent.net/s/Home.asp ) que trazia valores extrapolados de produção de cerca de 370730 litros de óleo por ha.ano. Se formos fazer as contas veremos que a capital brasileira que recebe maior insolação anual é Natal com 2013 kWh/m².ano, que resulta em 2,6 x 10E13 J/ha.ano. O modelo que nos dá a maior eficiência quântica para a fotossíntese resulta em E=0,215 (http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0009-67252008000300002&lng=es&nrm=iso&tlng=es )e isto seria a energia total disponível fabricação dos óleos, celulose, manutenção da célula etc.
    Se notarmos que só a quantidade de óleo citada acima corresponde a 1,4 x 10E13 J/ha.ano, poderemos concluir que o rendimento anunciado está muito acima até mesmo do máximo teórico possível.
    Isto talvez se deva ao fato de alguns produtores tentarem extrapolar valores de produção em pequena escala, como aquele do “varal” com saquinhos plásticos pendurados, para grandes áreas. Como a insolação horizontal naqueles casos por vezes supera a vertical, chega-se a uma distorção em valores extrapolados, pois toma-se apenas a área vertical utilizada, sem contar os ESPAÇOS NECESSÁRIOS ENTRE os “varais”.
    Ainda assim é consenso que a produtividade das microalgas supera em várias vezes a de outras culturas com a vantagem de poder tornar-se mais eficiente ainda com a adição direta de CO2 de termoelétricas, indústrias, etc, agindo assim como um poderoso absorvedor de emissões.
    Apresentava-se então como desafio melhorar e baratear as técnicas de extração do óleo que ainda tornam muito caro o produto obtido, cerca de US$ 2,80/l por exemplo, segundo artigo de 2007 (Yusuf Chisti – Biotechnology Advances – http://dels.nas.edu/banr/gates1/docs/mtg5docs/bgdocs/biodiesel_microalgae.pdf ).
    Com essas algas obtidas por Venter expelindo o óleo, todo o processo fica mais barato, trazendo para um futuro mais próximo o biodiesel de microalgas.
    Creio que um grande desafio que ainda nos resta é o desenvolvimento de uma maneira viável de cultivo em grande escala, uma vez que o cultivo a céu aberto sofre com contaminações e os fotobioreatores ( um exemplo interessante desenvolvido pelo MIT pode ser visto em http://www.youtube.com/watch?v=EnOSnJJSP5c ), tanques em forma de “pista de corrida de cavalos” e outros sistemas parecem promissores em pequena escala, porém quando lembramos que cada usina de álcool no Brasil tem ao seu redor cerca de 40 a 90 mil ha de cana plantados, vemos que a grande escala é diferente, pois ainda que a produtividade das microalgas seja maior, um cultivo de 10 mil ha corresponde 100.000.000 m² de “área construída”, muitas vezes as custas de muito combustível fóssil.
    Ainda assim, como nos trouxe o Donato, a cada dia novas tecnologias são desenvolvidas, o que nos dá muita esperança de poder dizer em breve que os desertos estão ficando verdes, literalmente!
    José Inácio S. Trein – estudante de graduação – UFRJ

  2. Carlos Eduardo disse:
    31 de julho de 2009 às 15:34

    Considerando que o grande problema com as algas hoje gira em torno da viabilidade econômica, neste processo as algas não morrem. Elas podem continuar produzindo óleo, apenas com mais fonte de energia, essencialmente CO2.

  3. Richard Fontana disse:
    3 de agosto de 2009 às 10:16

    Biocombustíveis e Algas.
    Todo ser vivo possuí um ciclo de vida. As algas também possuem esta característica, e mais cedo ou mais tarde acabam morrendo.
    O maior e mais antigo campo original de produção de algas foram e são os oceanos, e a sistemática de milhares de anos de evolução e procura de um equilíbrio ecológico também foi necessário para se chegar aonde estamos. É por este mesmo motivo que os oceanos são considerados os pulmões de controle do gás carbônico na atmosfera terrestre, absorvendo e liberando este gás de conformidade com o próprio equilibrio atmosférico.
    Idênticas condições e sob rígido controle, se pode também criar e desenvolver em laboratório e com isto se conseguir alcançar níveis de produção de algas de forma até mesmo mais eficiênte que a natureza nos mostra nos oceanos. Algumas espécies muito eficientes em produzir ácidos graxos. E agora e então, com esta pesquisa de produzir algas geneticamente modificadas para expelir o óleo produzido, então irá ser um grande passo para a utilização deste tipo de matéria prima aos biocombustíveis.
    Contudo, tenho ouvido pessoas dizerem que com esta condição de criação de algas de forma artificial, se poderá e então absorver os gases de setores industriais e/ou de produção de energia, a exemplo das termoelétricas, de siderurgias e outras mais. Somando-se assim às questões dos biocombustíveis um incremento considerável de suprimento de matéria primas.
    Com algumas excessões, a exemplo de processos produtivos através de biotecnologia e fermentações – caso das destilarias de álcool, por exemplo -, julgo esta amplitude de utilização um grande engano, pois estes setores industriais produzem sim um volume considerável de gás carbônico, porém contaminado com uma série de outros componentes que inevitavelmente irá alterar o equilibrio tão sensível e necessário à produção de algas no meio aquoso. Um exemplo marcante, o enxofre contido na queima de carvão, de derivados de petróleo ou de muitos minérios. Este enxofre no processo de combustão ou de transformação de minérios em metais, irá produzir o anidrido sulfuroso, e este e em contanto com umidade ou água, irá se transformar em ácido sulfuroso ou ácido sulfúrico (princípio da “chuva ácida”). Enxofre, anidrido sulforoso, materiais particulados os mais diversos, e outros compostos irão acompanhar os gases que se produzem neste tipo de atividade industrial e empresarial. Muito expensível e complicadíssimo separar o gás carbônico dos outros gases que compõem a mistura de combustão ou transformação industrial. O pêndulo das questões econômicas irá assim ser fundamental para este tipo de utilização, pois limitações às questões ambientais, tem-se que sempre observar as questões de valores monetários de consumo.
    Perguntamos então, irá as algas sobreviver ou se desenvolver em um âmbiente contendo este tipo de contaminações? Uma das grandes alterações da inserção de anidrido sulfuroso ou outro ácido equivalente, seria a alteração de pH (potencial de Hidrogênio) das águas que irão absorvê-lo. E condições de pH é um fator muito relevante para que o processo de produção de vida biológica, não importa qual seja esta vida, possa se desenvolver a contento em um ambiente aquoso.
    Pesquisa bem direcionada é muito bom, pois caso contrário o homem estaria ainda vivendo em cavernas. Contudo sonhos sem ter uma base sólida científica e de bom direcionamento, é caminhar para o suicídio do próprio sucesso.
    Julgo que no contexto de algas, muito se tem a fazer, ainda. Infeslimente, para o direcionamento dos biocombustíveis.
    Londrina, 03 de Agosto de 2009 – 10:15 Horas
    Richard Fontana
    Diretor de Tecnologia
    fontana@austenbio.com.br
    Fone (43) 3328 1587
    AustenBio Tecnologia Industrial.

  4. Donato Aranda disse:
    6 de agosto de 2009 às 16:34

    Parabenizo e agradeço a todos pelo alto nível da discussão acima.

  5. Felipe Casertani disse:
    2 de dezembro de 2009 às 13:13

    Incrível a manipulação genética do Botryococcus braunii. Sobre Venter, somente uma aclaração: não existe ex-surfista.

  6. gabriel disse:
    24 de outubro de 2015 às 21:25

    Estimados Colegas
    El motivo de este correo es poder solicitar su colaboración, actualmente estoy emprendiendo el desarrollo del texto denominado : “Status Q, Biotecnología aplicada en Microalgas y Cianobacterias , Aspectos académicos, sociales y económicos para Latinoamérica ” . Por lo mismo solicito me puedan colaborar con información general de los proyectos que ustedes conocen en sus paises en relación , ya sea en la academia, social o empresarial, como también en los distintos niveles de muy pequeños hasta los más grandes que ustedes tengan información.
    Espero me puedan dar esta colaboración, contestando la encuanta adjuntada en este correo, constituida de 11 preguntas de fácil respuesta, para luego ser enviada al algae.biotecnology@gmail.com
    Saludos afectuosos , atento a sus comentarios y encuestas

    Gabriel Castro
    Ciencias Ficológicas
    Latinoamérica
    2015

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