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Les carburants à base d'algues sont prêts à fleurir
Les prix du pétrole relativement élevés, les progrès technologiques et l'accent accru de l'administration Bush sur les carburants renouvelables suscitent un nouvel intérêt pour une source potentiellement riche de biocarburants : les algues. Un certain nombre de startups font maintenant la démonstration de nouvelles technologies et lancent de vastes efforts de recherche visant à remplacer des centaines de millions de gallons de combustibles fossiles d'ici 2010, et bien plus encore à l'avenir.
Les microalgues cultivées dans les déserts du sud-ouest comme celles illustrées ici pourraient s'avérer être une excellente source de carburant renouvelable.
Les algues produisent de l'huile naturellement. Les algues brutes peuvent être transformées pour produire du biobrut, l'équivalent renouvelable du pétrole, et raffinées pour fabriquer de l'essence, du diesel, du carburéacteur et des matières premières chimiques pour les plastiques et les médicaments. En effet, il peut être traité dans les raffineries de pétrole existantes pour fabriquer à peu près tout ce qui peut être fabriqué à partir de pétrole brut. C'est l'approche adoptée par les startups Solix Biofuels, basée à Fort Collins, CO, et LiveFuels, basée à Menlo Park, Californie.
Alternativement, les souches d'algues qui produisent plus de glucides et moins d'huile peuvent être transformées et fermentées pour produire de l'éthanol, les protéines restantes étant utilisées pour l'alimentation animale. C'est l'une des utilisations potentielles des algues produites par la startup GreenFuel Technologies Corporation, basée à Cambridge, MA.
Le potentiel théorique est clair. Les algues peuvent être cultivées dans des étangs ouverts ou scellés dans des tubes transparents, et elles peuvent produire beaucoup plus d'huile par acre que le soja, une source d'huile pour le biodiesel. Les algues peuvent également nettoyer les déchets en traitant l'azote des eaux usées et le dioxyde de carbone des centrales électriques. De plus, il peut être cultivé sur des terres marginales inutiles pour les cultures ordinaires, et il peut utiliser l'eau des aquifères salés qui n'est pas utile pour la consommation ou l'agriculture. Les algues ont le potentiel de produire une énorme quantité de pétrole, explique Kathe Andrews-Cramer, chercheuse principale technique pour les programmes de biocarburants et de bioénergie aux laboratoires nationaux Sandia, à Albuquerque, au Nouveau-Mexique. Nous pourrions certainement remplacer tout notre carburant diesel par des huiles dérivées d'algues, et peut-être en remplacer beaucoup plus.
Certes, l'utilisation d'algues pour les carburants liquides a été largement étudiée dans le passé, notamment dans le cadre d'un programme du National Renewable Energy Laboratory (NREL) qui a duré près d'une décennie. À l'époque, les résultats n'étaient pas encourageants. Le programme NREL a pris fin en 1996, en grande partie parce qu'à l'époque les prix du pétrole brut étaient bien trop bas pour que les algues puissent rivaliser.
Mais Eric Jarvis, un scientifique du NREL, dit que cela a suffisamment changé pour que les chercheurs du NREL s'attendent à redémarrer le programme dans les six prochains mois à un an. Lorsque le programme a été annulé en 1996, les prix du pétrole étaient relativement bas. Les prix plus élevés du pétrole d'aujourd'hui faciliteront la concurrence des algues. Pourtant, Jarvis prévient que vous devez être prudent car il y a beaucoup de battage médiatique en ce moment.
Les progrès de la biotechnologie au cours de la dernière décennie pourraient aider. Les nouvelles technologies génomiques et protéomiques permettent de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la production d'huile d'algues. L'un des défis auxquels les chercheurs ont été confrontés est que, même si certains types d'algues peuvent produire de grandes quantités d'huile, jusqu'à 60% de leur poids, elles ne le font que lorsqu'elles manquent de nutriments. Mais lorsqu'ils manquent de nutriments, ils perdent une autre de leurs caractéristiques attrayantes : leur capacité à se développer et à se reproduire rapidement. Les chercheurs espèrent comprendre les commutateurs moléculaires qui provoquent une augmentation de la production de pétrole, avec l'espoir supplémentaire de la déclencher sans affamer les algues. Cela pourrait augmenter considérablement la production de pétrole et faire baisser les prix.
Une meilleure compréhension de la biologie peut aider les chercheurs à résoudre un autre problème. Le moyen le moins cher de faire pousser des algues est dans des étangs ouverts. Mais les étangs ouverts remplis de nutriments invitent d'autres espèces à prendre le relais, rivalisant avec les algues et réduisant la production. LiveFuels, qui finance et coordonne la recherche dans son propre laboratoire et dans ceux de Sandia et du NREL, espère créer des écosystèmes d'algues qui résistent à ces envahisseurs en garantissant que tous les nutriments sont convertis en des formes que les algues peuvent facilement utiliser, explique David Kingsbury. , le président du conseil consultatif scientifique de l'entreprise.
Des tests récents d'un système à base d'algues développé par GreenFuel, qui, contrairement à LiveFuels, développe des bioréacteurs fermés, ont montré qu'il pouvait capturer environ 80% du dioxyde de carbone émis par une centrale électrique pendant la journée lorsque la lumière du soleil est disponible. Bien que ce dioxyde de carbone soit libéré plus tard lorsque le carburant est brûlé dans les véhicules, le dioxyde de carbone aurait de toute façon pénétré dans l'atmosphère. Sa réutilisation dans les combustibles liquides renouvelables permet d'éviter le rejet de dioxyde de carbone des combustibles fossiles, diminuant ainsi les émissions totales.
L'intérêt croissant pour la réglementation des émissions de dioxyde de carbone pourrait également être une aubaine pour les carburants à base d'algues. S'il existe une taxe sur le carbone, ou un autre moyen de gagner de l'argent en capturant le dioxyde de carbone, cela pourrait certainement avoir un impact sur l'économie, dit Jarvis. Mais John Lewnard, vice-président du développement des procédés de GreenFuel, affirme que l'entreprise pense pouvoir atteindre des prix compétitifs sans taxe sur le carbone.
Mais pour l'instant, réduire les coûts signifiera surmonter de nombreux obstacles techniques. De toute évidence, [produire du carburant à partir d'algues] peut être fait, déclare Lissa Morgenthaler Jones, PDG de LiveFuels. La seule question est de savoir si nous pouvons le faire à moindre coût. Et la seule façon pour nous de le découvrir, c'est de le faire - si nous sortons réellement, que nous le lançons, dépensons quelques millions pour cela et réalisons cela.
Il y a beaucoup d'intérêt fédéral ces jours-ci. Dans son discours sur l'état de l'Union, le président Bush s'est fixé l'objectif ambitieux de remplacer 20 % de la consommation d'essence aux États-Unis d'ici 2017, en grande partie en produisant 35 milliards de gallons de carburants renouvelables. Atteindre ces objectifs sera un défi. À l'heure actuelle, les biocarburants proviennent de cultures vivrières telles que le soja et le maïs ; déjà, la demande de maïs pour produire de l'éthanol fait grimper les prix des aliments de base et alimente les manifestations au Mexique. Une alternative aux sources de nourriture est constituée de matériaux cellulosiques tels que les copeaux de bois, l'herbe et les tiges de maïs, qui sont plus abondants que les grains de maïs. Mais ceux-ci nécessitent des méthodes de traitement spéciales, et bien que certaines de ces techniques aient été démontrées dans de petites usines, elles n'ont pas encore été prouvées commercialement.