Una startup con sede en Cambridge, MA—Joule Biotechnologies—reveló hoy los detalles de un proceso por el que, según afirman, serían capaces de producir 20.000 galones de biocombustible por acre y año. Si esto resulta ser verdad, podría hacer que resultase práctico reemplazar todos los combustibles fósiles utilizados para el transporte por biocombustibles. La compañía también afirma que el combustible se puede vender a precios competitivos en comparación con los combustibles fósiles.

Joule Biotechnologies cultiva microorganismos creados genéticamente en unos fotobioreactores especialmente diseñados para ese propósito. Los microorganismos utilian energía del sol para convertir el dióxido de carbono y el agua en etanol o combustibles de hidrocarburos (tales como el diesel o algunos componentes de la gasolina). Los organismos excretan el combustible, que después se puede recolectar utilizando unas tecnologías de separación química convencionales.

Si este nuevo proceso, que se ha podido demostrar a nivel de laboratorio, funciona bien a gran escala tal y como así lo esperan en Joule Biotechnologies, marcaría un profundo cambio dentro de la industria del biocombustible. Los biocombustibles convencionales, basados en grano de maíz, sólo son capaces de proveer una pequeña fracción del combustible de los Estados Unidos debido a la cantidad de tierra, agua y energía que se necesita para hacer crecer el grano. Sin embargo el nuevo proceso, gracias a sus altos niveles de producción, podría servir para suministrar todo el combustible para el transporte del país, utilizando un área del tamaño del ‘mango de sartén’ de Texas. “Creemos que se trata de la primera compañía que ha encontrado una solución real al concepto de la independencia de energía,” afirma Hill Sims, director y presidente de Joule Biotechnologies. “Y si se compara con el resto, esta solución está lista en relativamente poco tiempo.”

La compañía tiene previsto construir una planta a escala piloto en el suroeste de los Estados Unidos a principios del año que viene, y espera producir etanol a escala comercial para finales de 2010. Las demostraciones a gran escala de la producción de combustibles de hidrocarburos se darían a partir de 2011.

Hasta ahora, la compañía ha reunido “substancialmente menos de 50 millones de dólares,” afirma Sims, a partir de Flasghip Ventures y otros inversores, incluyendo a los empleados de la compañía. La firma está a punto de empezar una nueva ronda de financiación para poder aumentar la escala de la tecnología.

Este nuevo método también supondría una importante mejora con relación a los biocombustibles basados en celulosa. Los materiales celulosos, tales como el pasto y las astillas de madera, podrían producir más combustible por acre que el maíz, y unos estudios recientes sugieren que estas fuentes podrían reemplazar alrededor de un tercio de los combustibles fósiles que se usan en la actualidad en el transporte en los Estados Unidos. Sin embargo, reemplazar todos los combustibles fósiles con combustibles basados en celulosa no sería fácil, puesto que requeriría una mejora en los métodos de cultivo, así como grandes mejorías en la economía de los combustibles.

Los biocombustibles basados en algas son los que más se acercan a la tecnología de Joule, con producciones potenciales de 2.000 a 6.000 galones por acre; aún así, el nuevo proceso representaría una mejora en el orden de la magnitud. Además, para que las mejores tecnologías de combustibles de algas actuales fueran competitivas con los combustibles fósiles, el petróleo crudo tendría que costar alrededor de 800 dólares por barril, afirma Philip Pienkos, investigador en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de Golden, Colorado. Joule afirma que su proceso será competitivo con el petróleo crudo a 50 dólares por barril. Durante las últimas semanas, el petróleo se ha vendido por un precio de entre 60 y 70 dólares por barril.

El proceso de Joule parece muy similar al método de fabricación de biocombustibles a partir de algas, aunque la compañía afirma que no están usando algas. Los microorganismos de la compañía se pueden cultivar dentro de reactores transparentes, donde entran en circulación para asegurarse de que todos acaban expuestos a la luz del sol, y se les proporciona dióxido de carbono concentrado como alimento—que puede provenir de una planta energética, por ejemplo—y otros nutrientes. (El biorreactor de la compañía es un panel plano con un área del tamaño aproximado de una tabla de contrachapado.) Aunque las algas normalmente producen aceites que después deben ser refinados y convertidos en combustibles, los microorganismos de Joule producen el combustible directamente—ya sea etanol o hidrocarburos. Y mientras que el aceite se cosecha de las algas mediante la recolección y procesado de los organismos, los organismos de Joule excretan el combustible de forma continuada, lo que podría reducir los costes asociados con la recolecta de combustible.

David Berry, uno de los fundadores de la compañía y miembro de la junta, afirma que el organismo que utilizan fue seleccionado y modificado para que trabajase mejor en el biorreactor, y el biorreactor fue diseñado teniendo en cuenta al organismo. Añade que la compañía tuvo en cuenta problemas tales como la respuesta del organismo al calor, y que el reactor se construyó para que el calor estuviera dentro de unos límites soportables. En el pasado, uno de los mayores problemas de los bioreactores ha sido el sobrecalentamiento.

Probablemente la compañía se enfrentará a muchos retos mientras intenta hacer que su proceso se desarrolle a mayor escala. Otras compañías, tales como Green Fuels, no han conseguido producir biocombustibles de forma económica en bioreactores, y esto se debe al alto coste de los reactores en comparación con la cantidad de combustible producida. Otro reto consiste en hacer que los microorganismos produzcan combustible a un ritmo estable. Las poblaciones de algas pueden florecer y crecer tan rápidamente que acaban con las provisiones de nutrientes o luz solar, lo que produce un colapso de la población, afirma Jim Barber de Barber Associates, que antiguamente fue director de Metabolix, compañía encargada de producir productos químicos a partir de fuentes renovables. “De pronto se ponen a crecer y se acaban muriendo todas,” afirma.

Joule Biotechnologies también tendrá que enfrentarse a unos duros competidores. No es la única compañía que está desarrollando organismos fotosintéticos capaces de excretar combustible. Synthetic Genomics, que recientemente anunció su asociación con ExxonMobil, ha desarrollado unos organismos que excretan combustible, tal y como también ha hecho Algenol, que recientemente anunció su asociación con Dow.