Refutan tesis sobre baja rentabilidad del cultivo de microalgas para biocombustibles



Cultivo de microalgas para biocombustibles en fotobioreactores

Refutan tesis sobre baja rentabilidad del cultivo de microalgas para biocombustibles. Energías renovables, cultivos energéticos

Cultivo de microalgas para biocombustibles en fotobioreactoresEl doctor Cristián Agurto, del Grupo de Biocombustibles Algales del Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción (UDEC), manifestó su desacuerdo con el  artículo publicado el 22 de agosto de 2008 por AQUA.cl, denominado «Expertos consideran poco rentable cultivo de microalgas para biocombustibles», el cual fue obtenido desde el sitio estadístico de pesca y acuicultura de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), Globefish.

No cabe duda que el agotamiento de las reservas mundiales de los combustibles fósiles en asociación con las alzas en los precios de estos (> US$135/barril en Julio de 2008), han afectado fuertemente al sector energético y productivo de nuestro país. Esta situación ha motivado debatir sobre la inversión en investigación y desarrollo de nuevas fuentes de energía que permitan diversificar la altamente dependiente matriz energética de Chile. En este sentido, una de las posibles fuentes de energía renovables, son los biocombustibles (biodiesel y bioetanol) a partir de microalgas.

Las microalgas presentan características promisorias como potencial materia prima para la producción de biocombustibles, particularmente biodiesel, considerando que desde los años 50 (First mass culture project at MIT. USA) y formalmente desde la década del 70 (Aquatic Species Program: Biodiesel from Algae. NREL. USA) y hasta la fecha se trabaja constantemente y en diversos países (USA, Israel, España, Nueva Zelandia, Australia, Alemania, Holanda, etc.) en la optimización de las ventajas y minimización de las desventajas asociadas a la producción de biocombustibles utilizando microalgas como materia prima. Es por esta razón, que el Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción (CB-UdeC) también ha decidido fomentar y fortalecer este tópico tecnológico muy poco desarrollado en Chile.

Las microalgas pueden ser encontradas en casi todos los ambientes (e.g. océanos, lagos, ríos, pantanos, etc); estos organismos unicelulares tienen la misma capacidad que las plantas vasculares de convertir la luz solar en energía química mediante la fotosíntesis. Algunas especies de microalgas son capaces de canalizar esta energía química hacia la biosíntesis de lípidos, los cuales son una excelente fuente para la producción de biodiesel, el cual es altamente biodegradable, no es tóxico y no emite SO2. La estructura unicelular de las microalgas es muy eficiente en el uso de la luz, absorción de nutrientes y CO2. Tanto, que el crecimiento de las microalgas y la productividad de aceites son entre 30 a 100 veces más alta que las cosechas de Soya (Chisti 2007).  Además, la producción de microalgas no compite con la agricultura tradicional, usan 99% menos agua que la agricultura convencional y pueden estar localizadas en terrenos no aptos para la agricultura, como por ejemplo el desierto chileno. A diferencia de las plantas vasculares, en las que usualmente sólo la semilla es aprovechada para la producción de aceite, en las microalgas el organismo entero (toda la célula) puede ser aprovechado para este fin. Por lo tanto, su pequeño tamaño celular (< 30 µm) y su naturaleza acuática, las hacen ideales para sistemas de producción a escala industrial, pudiendo crecer en altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2) y dióxido de nitrógeno (NO2), los cuales son residuos contaminantes provenientes de la industria pesada.

En representación del Grupo de Biocombustibles Algales del Centro de Biotecnología de la UdeC, quisiera manifestar algunos comentarios referentes al artículo publicado el  22 de Agosto de 2008 denominado “Expertos consideran poco rentable cultivo de microalgas para biocombustibles”, el cual considero carente de fundamentación científica y presenta errores en la interpretación de la información citada.

Como señala el artículo en cuestión, las conclusiones presentadas a nombre del Sr Piccolo fueron  mal interpretadas y omiten información bibliográfica y aspectos vitales, para una mejor comprensión del tema. Tony Piccolo del Fish Utilization and Marketing Service (FIIU) en su informe “Aquatic Biofuels” de mayo de 2008, no concluye que la producción actual de microalgas para la generación de biocombustibles no es una solución a la dependencia de los combustibles sólidos (fósiles), debido principalmente a los costos necesarios para el mantenimiento de los cultivos. Sino que concluye que: “Los recursos acuáticos, haciendo referencia a las microalgas y a los desechos de pescados (fish-waste) que producen energía limpia pueden no ser la solución total  de las necesidades y demandas energéticas del mundo (conclusión lógica), pero si ofrecen realmente una solución parcial, una solución que no interfiere con la producción y los costos de los alimentos y lo más importantemente, no pone en riesgo la seguridad de estos últimos. Además constituyen fuentes de energía que no aportan CO2 extra a la atmosfera, por lo tanto su producción y utilización  tiene poco o ningún impacto negativo en el ambiente”.

Si bien es cierto, Piccolo (2008), solo repite lo planteado por los mundialmente prestigiosos investigadores en el tema  como Yusuf Chisti (investigador colaborador nuestro) y John R. Benemann, quienes mencionan que los costos para cultivos de microalgas en fotobiorreactores (FBRs) son relativamente mayores a los de raceways o piscinas. No obstante, ellos también indican comparativamente que la biomasa producida en FBRs es 3 a 5 veces mayor y libre de contaminación que en raceways. Por lo tanto una alta inversión inicial para FBRs podría ser recuperada durante un periodo de tiempo definido, dependiendo de los objetivos de la planta productiva, sobre todo considerando que la mayoría de estos proyectos de escalamiento industrial (a la fecha aun pílotos) consideran estratégicamente valorizar todos los co- productos del proceso (e.g. Bonos de carbono por medio de la mitigación de CO2 industrial) y sub-productos de la biomasa remanente (e.g. bioetanol, pigmentos, proteínas, vitaminas, aminoácidos esenciales) operando bajo el modelo de bio-refinería.

Reconociendo la diversidad de opiniones que enriquecen este debate, no sorprende, el escepticismo del Dr. Dimitrov del Instituto australiano de Bioingeniería y Nanotecnología de la Universidad de Queensland quien es experto en nanobarcode para la detección electrónica de biomoleculas. Mientras Dimitrov sostiene sus criticas, paralelamente, en la misma Universidad de Queensland el Dr.Peer Schenk del Integrative Biology School, quien ha ofrecido cooperar con nuestro grupo en el tema de producción de bio-hidrógeno, pero no así, en biodiesel por presentar conflicto de intereses, ejecuta actualmente proyectos sobre producción de biodiesel de microalgas, los cuales son parte del “The Solar Bio-Fuels Consortium” con sede en Alemania.

Dimitrov menciona claramente la inviabilidad de las microalgas para generar biodiesel en su informe “GreenFuel Technologies: A Case Study for Insdustral Photosynthetic Energy Capture” donde concluye que el precio estimado de biocombustibles microalgales no bajara los US$ 800/barril. Estos resultados contrastan totalmente a los estimados por el Dr. Richard Sayre del Plant Cellular and Molecular Biology Department at the Ohio State University, quien por medio de microalgas transgénicas estima un precio de US$84/barril. Los resultados de Sayre están incluso muy por debajo de los publicados por Chisti en 2007, quien mencionó que el precio estimado de biodiesel microalgal para el 2006 fue de US$445/barril. Chisti en 2007 y 2008 reitera por ello, su conclusión de que existe la gran necesidad de seguir trabajando en ingeniería genética, metabólica e ingeniería en fotobiorreactores para reducir los costos de producción en un factor de 9. Creo que el grupo de Richard Sayre ha tomado ese camino y por lo tanto, es el ejemplo a seguir.

Es importante destacar que el informe de Dimitrov esta basado en supuestos teóricos (termodinámicos) sin experiencias prácticas. Además Dimitrov más bien critica la tecnología de la empresa GreenFuel, lo que no significa que la investigación y el desarrollo tecnológico, implementadas por otros grupos de investigación con sus empresas asociadas tales como Solix Biofuels, Solazyme, Inc en USA, Universidad de Almería en España e incluso nuestro grupo en el CB-UdeC junto a empresas asociadas, no sean viables técnico- y económicamente en el tiempo. Esta es una carrera científico-tecnológica que recién hemos empezado en Chile, con una clara desventaja de aproximadamente 20 años, pero que vale la pena correr, si pensamos y actuamos con espíritu responsable, emprendedor e innovador.

En el artículo fue planteado que, Dimitrov considera que aunque el precio del petróleo aumentará a cifras «estratosféricas», existen otras alternativas más rentables, como sería el caso del bioetanol, y los hidrocarburos gaseosos. Si bien esta apreciación es parcialmente correcta, parece no considerar que la mayor demanda y consumo de combustibles fósiles en todos los países del mundo, esta dada por el diesel. Solo en Chile durante el 2007, el consumo de diesel fue de 9485 Mm3,  3121 Mm3 por gasolina automotriz  y 144 Mm3 por kerosene, lo que implica que es el biodiesel el que tendría un mas amplio mercado objetivo en comparación con el bioetanol. No debemos olvidar, que el objetivo de estos biocombustibles de microalgas no es reemplazar totalmente a los fósiles, sino que diversificar la matriz energética del país, incorporándolos por medio del uso de mezclas  como B5 (5% biodiesel y 95% petrodiesel) y B10 (10% biodiesel y 90% petrodiesel), permitiendo con esto, disminuir gradualmente la importación de petróleo, la cual actualmente constituye un 98% del abastecimiento energético total de Chile.  No obstante, tampoco podemos dejar pasar la oportunidad de generar ahora nuestra propia tecnología y transferirla al sector productivo nacional para que en el futuro seamos nosotros los responsables de producir nuestros  combustibles, actualmente alternativos, cuando ya no tengamos la posibilidad de importar los combustible fósiles.

En general las dificultades asociadas a la producción de biodiesel de microalgas son bien conocidas  y asumidas como interesantes desafíos para nuestro grupo. Benemann en 2007 y 2008, concluye que uno de los desafíos fundamentales no es producir aceite (para biodiesel) de microalgas, sino que producir microalgas con altas concentraciones de  aceite y por ende, como optimizamos la cosecha y la extracción del aceite desde ellas. Por lo tanto, John Benemann como Yusuf Chisti reiteran que es necesario invertir en grupos multidisciplinarios y en proyectos I+D que se focalicen sus esfuerzos en la ingeniería genética, metabólica, de fotobiorreactores y tecnología extractiva, tal como lo esta haciendo activamente el Grupo de Biocombustibles Algales del Centro de Biotecnología UdeC. Este esfuerzo no atañe tan solo a los investigadores, sino que también, al gobierno y al sector productivo publico-privado, en un tema tan relevante para la sociedad chilena de hoy y del mañana.

Recomiendo finalmente que siempre se indique los nombres de los autores de los artículos publicados en los blogs de Aqua y Chile Potencia Alimentaria, así como las fuentes bibliográficas citadas en ellos.

Dr. Cristian Agurto
Algae BioFuels RG.
Centro de Biotecnología
Universidad de Concepción

Referencias:

Benemann J.R. (2007). Microalgae Biofuels. EECA Biofuels Conference. Wellington, New Zealand,
Benemann J.R. (2008). Overview: Algae Oil to Biofuels. NREL-AFOSR  Workshop. Algal Oil for Jet Fuel Production. Arlington. VA. USA.
Comision Nacional de Energia. Gobierno de Chile. CNE. Estadísticas. http://www.cne.cl/estadisticas/f_estadisticas.html
Chisti, Y. (2008). Biodiesel from microalgae beats bioetanol. Trends in Biotechnology. 3:126-131.
Chisti, Y. (2007). Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances. 25:294-306.
Dimitrov.K (2007). GreenFuel Technologies: A Case Study for Industrial Photosynthetic Energy Capture. Report. 26 pages
Piccolo, T. (2008).  Aquatic Biofuels. FAO Report. 12 pages.
Sayre, R. (2008). webpage: http://www.biosci.ohio-state.edu/pcmb/osu_pcmb/people_faculty_sayreRichard.php
Schenk P.M., Thomas-Hall S.R., Stephens E., Marx U., Mussgnug J.H., Posten C., Kruse O. & Hankamer B. (2008) Second generation biofuels: High-efficiency microalgae for biodiesel production. BioEnergy Research 1: 20-43.

Artículo original: Expertos consideran poco rentable cultivo de microalgas para biocombustible (http://www.aqua.cl/noticias/index.php?doc=25903)

Los interesados en obtener mayores informaciones lo pueden hacer escribiendo a Cristian Agurto Munoz al E-mail: [email protected]

Refutan tesis sobre baja rentabilidad del cultivo de microalgas para biocombustibles (Chile). Energías renovables, cultivos energéticos

Fuente: AQUA.cl (www.aquia.cl)


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