Os biocombustíveis aquícolas, bioplásticos e outros alga-químicos produzidos a partir de algas (marinhas e de agua-doce) juntamente com outras fontes de energias renováveis irão desempenhar um papel vital para complementar e até substituir a era do petróleo.
Afinal, o petróleo fóssil é nada mais, nada menos do que algas que foram submetidas a um longo período de transformação química à elevadas temperaturas e pressões. As algas são a matéria primas do petróleo.
Deste modo faz todo sentido imitarmos e usarmos a mesma matéria-prima que a natureza usou para chegar ao petróleo (um recurso natural não renovável) a fim de produzir biocombustíveis aquícolas – um recurso natural renovável – e modificarmos a matriz energética mundial iniciando uma nova era glocalizante (pensando global – agindo local).Como tenho dito em palestras, conferências, cursos e em outros posts (artigos) do MyBeloJardim e escrito no nosso AlgaeforBiofuels site, alga é quase a perfeita matéria prima para biocombustíveis.
Algas produzem óleo, proteínas, carboidratos de alta qualidade e praticamente todos os derivados que podem ser extraídos do petróleo podem ser obtidos do óleo de algas . Além disto, é um dos organismos que crescem mais rápidos no nosso planeta.
Alga, literalmente, é a iniciadora da cadeia alimentar, mesmo assim tem sido capaz de sobreviver e prosperar, reproduzindo-se muito mais rapidamente do que é consumida por todas as outras espécies que dependem destes organismos.
Potencial Produtivo Aquícola das Algas
As algas podem crescer a taxas 100 vezes mais rápidas do que as atuais culturas de produção de alimentos ou plantas energéticas que são usadas para produzir biocombustíveis como soja, milho, sorgo e cana de açúcar. Algas podem atingir produções e produtividades tão elevadas como 40.000 a 140,000 litros por hectare/ano em sistemas abertos. Em sistemas fechados o números podem ser bem mais elevados.
Por exemplo, os Estados Unidos da América usam atualmente cerca de 180 milhões de hectares para a produção vegetal, e 250 milhões de hectares para pecuária. Com menos de 4.4 milhões de hectares, ou seja 1,0 % da área terrestre combinada para agricultura e pecuária, os USA poderiam produzir Biocombustíveis Aquícolas suficientes para substituir a gasolina, diesel e combustível de aviação. Os Estados Unidos precisam produzir 136 bilhões de litros de Biocombustíveis a partir de 2022.
No caso do Brasil investir fundo em algas e dominar esta tecnologia nos próximos anos, o futuro energético da nação pode ser bem diferente.
Podemos estimar que se tão somente 11 (onze) usinas, propriedades de cana-de-açucar, ou fazendas de sojas com uma área de 70.000 hectares cada ou 770.000 mil no total (similares as que hoje existem no Cerrado do planalto central, região de Mato Grosso ou em São Paulo) fossem usadas para produção de Biocombustiveis Aquícolas baseados em algas, poderíamos praticamente abastecer todo o consumo de combustíveis que o Brasil consumiu em 2009 (108,8 bilhões de litros).
Estas estimativas são baseadas em sistemas abertos, ou seja, tanques, lagoas rasas, raceways. Sistemas fechados podem atingir ainda maiores rendimentos por hectare, como resultado do design dos bio-reactores que maximizam horizontalmente e verticalmente as áreas cultivadas.
Da Germinação Até A Colheita Em Apenas 2 Dias
Dependendo da espécie, as algas podem ir desde a germinação até a colheita em apenas 2 dias ou menos. Durante a colheita, a água é drenada e a “green” biomassa é extraída do sistema através de processos de filtração, floculação e/ou centrifugação de alta velocidade.
Os lipídios são separados da biomassa para fornecer um óleo vegetal de alta qualidade. Os resíduos (cake/borra) resultante da separação são valiosíssimos pois contém proteína de alta qualidade e carboidratos. Em suma: óleo + proteína + carboidratos em uma mesma colheita.
O óleo pode ser adaptado (craqueado) para produzir vários tipos de Biocombustível Aquícolas tais como: biodiesel, ethanol, gasolina, querosene de aviação, e óleo para aquecimento/cozinha industriais.
Os níveis de lipídios presentes nas algas ou na “green” biomassa podem atingir rendimentos em forma de óleo de cerca de 30% – 70%. Cerca de 30% deste montante pode ser perdido na extração e separação dos lipídios.
O cake (resíduos/borra)) ou sub-produtos podem ser usados como uma fonte orgânica de alimento de alta concentração de proteína e/ou adicionado como matéria-prima na ração para animais, peixes e aves.
Os carboidratos podem ser refinados em gasolina ou fermentados em etanol. Outra opção é usar as cianobactérias (algas azuis-verdes), porque este tipo de algas libera lipídios como excrementos. Embora esta tecnologia seja altamente sofisticada e ainda em desenvolvimento, ela poderá reduzir os custos, uma vez que elimina a necessidade de extração pois os lipídios podem ser continuadamente colhidos da água.
Sequestrando CO2
As algas podem ser um instrumento importante no sequestro de CO2, e consequentemente produzindo o oxigênio como subproduto. Unidades produtoras de algas podem ser colocado junto de industrias poluidoras que produzem CO2 intensivamente e outros gases quentes.
Este processo de sequestro de CO2 ocorre naturalmente em sistemas abertos/lagoas, mas o valor real é o uso de sistemas fechados de produção de algas em bio-reatores. Estes sistemas fechados podem ser instalados próximos à termo-elétricas e fábricas de produtos químicos que produzem altas quantidades de emissões atmosféricas de gáses como CO2, NOx e SOX.
Os básicos requerimentos para de produzir algas são luz solar, CO2 e água (água salobra ou salgada são também aceitáveis) além, é claro, do completo domínio da tecnologia de cultivo e processamento.
As algas também são capazes de absorver SOX e NOX os dois principais contribuintes de chuva ácida. Para cada duas toneladas de crescimento das algas, uma tonelada de CO2 é removida das emissões industriais.
Alimentos versus Bio-Combustíveis
Um dos maiores benéficios dos bio-combustíveis aquícolas produzidos a partir das algas é que elas não competem com culturas alimentares ou com a população por água potável. Na realidade os efluentes de estações de tratamento de esgotos são ideais para cultivar algas para biocombustíveis aquícolas. Algas são organismos robustos e altamente adaptáveis a quase todos ambientes.
Com o uso de sistemas fechados, os requisitos de espaço são ainda mais reduzidos e os rendimentos podem ser bem maiores. Além disso, nenhum gás de efeito estufa ou poluição é emitido por algas e não exige herbicidas, pesticidas ou fertilizantes para o crescimento quando usam efluentes secundários.
Na realidade, seus resíduos podem ser uma fonte de nitrogênio para adubação. Finalmente, as algas podem ser utilizados para purificar a própria água onde estão sendo cultivadas.
Vamos agir? Sugestões
A pergunta que fica no ar é que com todas estas informações e dados mostrando os usos e reais benefícios dos Biocombustíveis Aquicolas baseados em algas, por quê o Brasil e outros países líderes em energia renovável (com exceção dos USA) não estão investindo fundo nesta alternativa tanto para Biodiesel como para o Etanol (álcool combustível) aquícolas?
Os Estados Unidos sozinhos estão investindo bilhões de dólares na pesquisa de Biocombustiveis Aquícolas baseados em algas. Somente a Universidade de Arizona como resultado de um programa que iniciamos alguns anos atrás com os cientistas John Kyndt e M. Cusanovich, recebeu recentemente uma grant de milhões de dólares para pesquisar algas para biocombustíveis.
Com todos esses benefícios para enfrentar a crise de petróleo-energia, cabe à população do Brasil e de outros países exigirem que o governo der pleno apoio aos Biocombustíveis Aquícolas baseados em algas como um dos principais componentes dos programas nacionais de energia sustentável e renovável.
Mão-de-obra é outro componente chave. Precisamos ter mão-de-obra preparada em Biocombustíveis Aquícolas em todos os níveis e graduações. Cursos de Engenharia de Pesca (aquicultura), Agronômica, Produção, Química, Bio-Química, Mecânica, Industrial, Computação e similares devem incluir Biocombustíveis Aquícolas em seus currículos. Escolas e Institutos de nível técnico devem fazer o mesmo.
CNPQ e outros órgãos governamentais de apoio às pesquisas devem financiar bolsas e equipar laboratórios para entrar de cabeça nesta corrida tecnológica. Embrapa, se já não é, deveria ser uma líder na pesquisa de Biocombustíveis Aquícolas.
Empresas privadas deveriam, com pleno suporte governamental, ter visão da imensa oportunidade que algas apresentam e investirem em R&D entrando seriamente na corrida do domínio da tecnologia alga-química.
Estudos mostram que atualmente o mercado-potencial de algas para produção de bioenergia está ao redor de 1.9 trilhões de dólares. É hora dos líderes públicos e empresariais verem e agirem para não ficarem à margem da história dos Biocombustíveis Aquícolas baseados em algas.
Mais informações sobre Biocombustíveis Aquícolas a partir de algas:
- Algas: Solução Renovável Para Libertar da Dependência do Petróleo – Parte I
- Algas São Matérias Primas Quase Que Ideais Para Produção de Green-Bio-Combustíveis e Bioplásticos – Parte II
- Características das Algas como Matéria Prima para Green-Bio-Combustíveis e Bioplásticos – Parte III
- Cultivando Algas para Green-Bio-Combustíveis – Parte IV
