Os biocombustíveis modernos têm sido apresentados como uma alternativa mais ecológica à gasolina e ao diesel desde o início do século XX. Parece uma boa ideia no papel, e funcionam - mas seu uso e produção não vêm sem problemas.

A primeira geração de biocombustíveis - principalmente etanol feito de plantações - e a segunda geração, derivados de fluxos de resíduos vegetais e animais, ambos tinham ambientalistas e outros preocupados com a competição por terra e nutrientes entre a produção de biocombustíveis e a produção de alimentos.

Foi com muita esperança, e hype, foi iniciada a produção da terceira geração de biocombustíveis. Ao contrário de seus predecessores, esses biocombustíveis são derivados de algas, e assim, em teoria, o dilema alimento x combustível dos biocombustíveis com base em plantações seria resolvido.

Óleo combustível fóssil e gás originado de algas antigas em grande medida, então, o conceito aqui é replicar a essência da criação de combustíveis fósseis, embora acelerado e otimizado com engenharia química moderna. Alegou-se que o uso de algas seria muito mais eficiente do que a criação de biocombustíveis a partir de plantas terrestres e que a tecnologia faria uso de terras de baixa qualidade, incapazes de cultivar outras culturas.

Milhões de dólares, euros e outras moedas foram gastos tentando fazer a maravilha das algas funcionar. Grande parte do dinheiro foi direcionado ao refinamento do processo de engenharia, acender eletricamente a safra - que cresce em suspensão líquida - colhendo e drenando. A solução para a otimização era vista principalmente como tecnológica não biológica, embora a seleção de espécies e as condições de crescimento também fossem reconhecidas como fatores importantes.

Aborto úmido

Contudo, Acontece que o hype foi extraviado. Nossa pesquisa descobriu que a produção de biocombustíveis de algas não é comercial nem ambientalmente sustentável. Os níveis de produção atingíveis são uma fração daqueles que foram reivindicados. A quantidade de biocombustível produzida a partir da cultura prolongada de algas em sistemas em escala piloto não é muito diferente daquela das plantas terrestres:cerca de 5, 000 a 10, 000 litros por hectare por ano.

Na verdade, a taxa de produção de algas que crescem nas grandes lagoas necessárias para uma produção verdadeiramente massiva é, para uma determinada área de terra, semelhante ao observado nas áreas mais produtivas do oceano. Isso equivale a cerca de 4g de carbono de CO₂ fixado na biomassa por metro quadrado todos os dias.

Então qual é o problema? Por que os biocombustíveis de algas não são tão bons quanto se esperava? Muito simples, é biologia.

O sonho foi quebrado não por falhas na engenharia, mas pela ineficiência da bioquímica. Simulações da produção de biocombustíveis de microalgas mostram que, para se aproximar dos 10% dos combustíveis de transporte da UE que se espera sejam fornecidos por biocombustíveis, seriam necessárias lagoas três vezes a área da Bélgica. E para as algas nessas lagoas produzirem biocombustível, exigiria fertilizante equivalente a 50% das atuais necessidades anuais totais de plantas agrícolas da UE. Ironicamente, tais lagoas também precisariam ser localizadas perto da indústria pesada que produz CO₂ para fornecer o nível exigido pelas microalgas para a fotossíntese.

Problemas de escala

O problema com os biocombustíveis de terceira geração sempre foi aumentar as taxas de produção medidas em pequenos frascos de cultura para aumentar em milhares de metros cúbicos. Nas culturas maiores, a densidade da biomassa das algas - necessária para tornar o cultivo e os processos de colheita econômicos - anula as taxas de crescimento desejadas porque os organismos sombreiam a luz uns dos outros. Isso significa que eles não recebem a luz do sol necessária para fotossintetizar e produzir os compostos ricos em carbono necessários para tornar o biocombustível rápido o suficiente.

Também houve mal-entendidos sobre como as algas reagem ao ambiente. Mais importante, esses compostos vitais ricos em carbono só se acumulam realmente nas células com limitação de nitrogênio e, portanto, crescem lentamente. As primeiras estimativas de produção presumiram alto teor de carbono em células de crescimento rápido, mas isso não se provou ser o caso.

Não poderíamos modificar geneticamente uma solução para a ineficiência biológica inerente? Possivelmente, mas deveríamos realmente mexer em fatores que são tão fundamentais para a vida na Terra e correr o risco de gerar espécies de algas perigosas e imparáveis ​​que poderiam destruir a pesca e danificar o abastecimento de água potável? Mesmo que criássemos as algas perfeitas para a produção de biocombustíveis, a necessidade de todo aquele fertilizante e CO₂ permaneceria.

No final das contas, o público pagou por essa visão fracassada - mas seu dinheiro não foi desperdiçado. Se há uma coisa que os humanos precisam mais do que combustível, é comida - e este trabalho pode nos ajudar a entender como cultivar melhor microalgas para apoiar a criação de peixes e crustáceos, e produzir suplementos dietéticos, como Omega-3. A produção em massa de microalgas também pode criar alimentos contendo ácidos graxos ômega para peixes de criação, por exemplo, o que significa que não precisaríamos mais pescar em rios e oceanos para fazer farinha de peixe para eles.

O futuro do cultivo de microalgas em massa ainda é literal e metaforicamente verde, simplesmente não depende da produção de biocombustíveis.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.