La semana pasada, la start-up dedicada a la fabricación de biocombustible de algas Sapphire Energy anunció que había recibido 144 millones de dólares (unos 108 millones de euros) de financiación que se suman a lo que ya había recaudado hasta la fecha, alcanzando un total de 300 millones (unos 225 millones de euros).

La empresa, que se creó hace menos de cinco años, se ha movido rápidamente para construir una granja de algas de 120 hectáreas en la que demostrar su proceso para fabricar a gran escala crudo partiendo de algas. El Gobierno de Estados Unidos ha invertido 100 millones de dólares (unos 75 millones de euros), incluyendo 50 millones de dólares (unos 37,5 millones de euros) correspondientes a una subvención de la Ley de Recuperación y Reinversión, creada en parte para fomentar la creación de empleo.

Pero ante la rápida expansión de Sapphire cabe la duda de si no estará aumentando la escala de su tecnología demasiado pronto. Algunas de sus ideas para reducir el coste de los combustibles de algas están en una fase demasiado temprana para ser puestas en marcha en la nueva granja. Y sin embargo es posible que estas tecnologías sean fundamentales para que sus combustibles resulten competitivos.

Reconocer el momento adecuado para sacar la tecnología del laboratorio y aplicarla a gran escala es un reto perenne para las start-ups dedicadas a la energía. Según algunos expertos, Range Fuels, una start-up fundada para producir etanol partiendo de fragmentos de madera, fracasó porque construyó una planta a gran escala demasiado pronto, antes de que se hubieran resuelto los problemas que tenía su tecnología a una escala menor. En consecuencia, el plan no funcionó lo suficientemente bien como para ser rentable.

Esta nueva ronda de financiación permitirá a Sapphire terminar de construir su granja de algas junto a la pequeña ciudad de Columbus, en Nuevo México, justo al norte de la frontera entre Estados Unidos y México. Cuarenta hectáreas de la granja ya se han terminado y cuando el proyecto concluya, para 2014, Sapphire tendrá la capacidad de producir aproximadamente 5,7 millones de litros de crudo de algas, que se podrá transportar a las refinerías para fabricar productos químicos y combustibles como el diésel y la gasolina.  

Las algas son una fuente de combustible muy atractiva porque estos microorganismos producen, de forma natural, grandes cantidades de aceite y pueden cultivarse en estanques llenos de agua salobre o salada, así que no consumen provisiones de agua dulce o grandes cantidades de terreno agrícola. Pero cultivar y recolectar algas es caro, así que hasta ahora solo se han usado comercialmente para producir productos de alto valor relativo como cosméticos o suplementos nutritivos.

Sapphire espera reducir el coste de producción de los combustibles basados en algas cambiando todas y cada unas de las partes del proceso de producción. Eso incluye aumentar la calidad y la cantidad del aceite producido, reducir el coste de construcción de los estanques y desarrollar sistemas de recolección del aceite de bajo coste. La empresa espera tener un producto capaz de competir con el petróleo a un precio de 85 dólares (unos 64 euros) el barril y espera lograr este objetivo cuando consiga la producción plena a gran escala dentro de unos seis años. En la actualidad su crudo cuesta unos 100 dólares (unos 75 euros) el barril.

Para lograr estos objetivos de reducción de coste harán falta grandes innovaciones. El año pasado, un par de estudios del Laboratorio Nacional de Energías Renovables con sede en Golden, Colorado (EE.UU.) concluyeron que el diésel basado en algas que se pudiera fabricar aumentando la escala de producción con las tecnologías existentes costaría varias veces más que el diésel convencional. Según uno de los estudios, costaría unos 9,84 dólares por galón (unos 1,95 euros por litro), en comparación con los 2,60 dólares por galón (unos 51 céntimos de euro por litro) que costaba fabricar diésel partiendo de petróleo en enero de 2011. Otros estudios han hecho cálculos que afirman que los costes serían aún mayores.

Aumentar la cantidad de aceite que producen las algas es una de las formas más prometedoras para reducir costes. Unas cuantas empresas de biocombustibles de este tipo están haciendo ingeniería genética con sus algas para aumentar la producción. Sapphire, en cambio, ha desarrollado una forma rápida de criar algas, seleccionar las que tienen rasgos que mejoran la producción de aceite y hacer que este producto se parezca lo suficientemente al petróleo en crudo como para poder ser refinado en refinerías normales.

Sapphire también ha seleccionado algas que crecen en estanques abiertos, mientras que otras empresas de biocombustibles basados en ellas usan contenedores cerrados, que son más caros pero pueden proteger a las algas de depredadores, hongos y otras cepas de algas que pueden invadir el estanque. Sapphire ha cultivado algas resistentes a las enfermedades, capaces de prosperar en condiciones adversas como un pH o una salinidad elevadas -que la mayoría de los organismos no toleran- lo que reduce la competencia. También las ha hecho resistentes a determinados químicos que inhiben el crecimiento de otros organismos.

Otro de los grandes retos es recolectar las algas. Hacen falta mil gramos de agua para producir un gramo de algas, y separar las dos de forma eficaz para extraer el aceite requiere grandes cantidades de energía. Tomando prestadas técnicas de las plantas de tratamiento de aguas, Sapphire trata las algas con químicos que hacen que se aglutinen. A continuación se pueden “esquilmar de la superficie”, explica Tim Zenk, vicepresidente corporativo de Sapphire Energy. El resultado es una masa húmeda que aún contiene mucha agua, y que Sapphire trata con solventes a altas presiones y temperaturas para producir tres líneas de productos: aceite de algas, nutrientes como los fosfatos y la biomasa sobrante. El aceite va a una refinería y los nutrientes y la biomasa se usan para alimentar a más algas.

La empresa está buscando también otras formas de reducir otros gastos. En vez de construir estanques de hormigón lo hace de forma más barata con tierra y capas plásticas impermeables. Con el tiempo pretende prescindir por completo de las capas y hacer estanques parecidos a los arrozales. Sapphire además está sustituyendo las ruedas de palas que se usan habitualmente para remover las algas, que consumen mucha energía, por bombas más eficientes, y planea diseñar sistemas que solo necesiten el viento que barre los desiertos de Nuevo México para conseguir que estas circulen.

La empresa trabaja con el Grupo Linde, que tiene su sede en Múnich (Alemania) para desarrollar una forma barata de suministrar dióxido de carbono a las algas, algo clave para que la productividad sea elevada. Linde ya ha desarrollado sistemas para proporcionar este gas proveniente de una refinería a los invernaderos.

Por último, Zenk afirma que la empresa quizá acabe recurriendo a la ingeniería genética para mejorar aún más el rendimiento de sus algas.

Cuando esté finalizado, se espera que el proyecto de granja de 120 hectáreas produzca unos cien barriles de crudo de algas al día, o 35.000 al año. Según Zenk el proceso no será viable comercialmente hasta no lograr las economías de escala que llegarán con granjas muchísimo más grandes, de 400 a 2.000 hectáreas.

Sapphire es uno de los principales beneficiarios del Gobierno de Estados Unidos. Recibió una subvención de 50 millones de dólares (unos 37,5 millones de euros) en el marco de la Ley de Recuperación y Reinversión de 2009 y un aval de préstamo de 54 millones de dólares (unos 40 millones de euros) del Departamento de Agricultura de EE.UU. Uno de sus primeros clientes puede ser el Ejército de EE.UU., que está evaluando el posible uso de sus combustibles. Entre los primeros que invirtieron en Sapphire están Bill Gates y un fondo de inversiones de la familia Rockefeller. Monsanto es otro gran inversor. Tiene un acuerdo de I+D con Sapphire para identificar genes de las algas capaces de hacer que el maíz, el algodón y la soja sean más resistentes a la sequía y otras adversidades y aumenten su producción.

Phil Pienkos, investigador del Laboratorio Nacional de Energías Renovables, afirma que Sapphire está haciendo algunas cosas positivas para reducir los costes, pero avisa de que conseguir que estos combustibles resulten competitivos será un reto. “Hace falta cierta cantidad de fe para estar seguro de que será un negocio”, afirma.