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Le aziende di biocarburanti abbandonano la biomassa e si rivolgono al gas naturale
Calysta Energy, una startup recentemente presentata con sede a Menlo Park, in California, prevede di produrre carburante diesel che costa la metà del diesel convenzionale. Dice di aver dimostrato, su piccola scala, che i microrganismi che si nutrono naturalmente di gas naturale possono essere ingegnerizzati per produrre diesel e altri prodotti chimici, e prevede che il processo sarà molto più economico dei metodi termochimici convenzionali per produrre combustibili liquidi dal gas naturale .
La società, come molte altre, sta tentando di capitalizzare sul gas naturale a basso costo reso possibile dal fracking (vedi Natural Gas Changes the Energy Map e King Natural Gas). Alcuni, come Primus Green Energy, stanno sviluppando varianti degli approcci termochimici esistenti: utilizza un processo di Exxon per produrre benzina. Coskata, un'azienda di biocarburanti che originariamente intendeva produrre etanolo da trucioli di legno e altre fonti cellulosiche, ha recentemente annunciato che il suo primo impianto commerciale non utilizzerà biomassa. Invece, utilizzerà i microrganismi per convertire il gas naturale in etanolo, un processo che è stato dimostrato in un piccolo impianto pilota per circa cinque anni. Producendo diesel, Calysta spera di sfruttare un mercato potenziale molto più grande di quello dell'etanolo. E dice che il suo approccio biologico richiederà meno capitali di quelli termochimici come quello di Primus.
Il CEO di Calysta, Alan Shaw, afferma che molti dei progressi della biologia applicati alla produzione di biocarburanti da fonti cellulosiche come i trucioli di legno possono essere applicati anche alla conversione del metano, il componente principale del gas naturale. I ricercatori di Calysta hanno modificato organismi naturali che si nutrono di metano (vedi I microbi che mangiano carbone potrebbero creare grandi quantità di gas naturale). Gli organismi possono convertire il gas in lipidi che possono poi essere trasformati in un carburante simile al diesel nelle raffinerie convenzionali. Oltre a dimostrare il processo su piccola scala in laboratorio, l'azienda ha dimostrato che i microrganismi possono produrre ossido di propilene, una sostanza chimica utilizzata per produrre plastiche poliuretaniche.
Le aziende di biocarburanti avanzati, tra cui Codexis, di cui Shaw era CEO fino all'inizio di quest'anno, hanno faticato a commercializzare la loro tecnologia. Sotto la guida di Shaw, Codexis ha ricevuto quasi 400 milioni di dollari dalla Shell per sviluppare biocarburanti ottenuti da fonti cellulosiche. Shaw ha lasciato Codexis sotto la pressione del consiglio di amministrazione dopo che il prezzo delle azioni della società ha avuto un andamento negativo. Ad agosto, pochi mesi dopo la sua partenza, la società ha annunciato che la Shell avrebbe smesso di finanziare la sua ricerca sui biocarburanti.
Shaw, che ha guidato gli sforzi di Codexis per convertire i materiali cellulosici in carboidrati semplici e poi convertirli in idrocarburi e altri combustibili liquidi, ora afferma che si sbagliava a pensare che i biocarburanti prodotti dalla biomassa potessero sostituire i combustibili derivati dal petrolio.
La biomassa non la taglia, dice. I carboidrati non sono un sostituto dell'olio. Mi sbagliavo in questo, e lo ammetto. Questo non sostituirà mai il petrolio perché l'economia non funziona. Non puoi prendere carboidrati e convertirli in idrocarburi in modo economico.
Il passaggio di Shaw dalla biomassa al gas naturale, tuttavia, nega in primo luogo uno dei motivi principali per rivolgersi ai biocarburanti. Secondo alcune analisi, la produzione di diesel dal gas naturale può creare più emissioni di gas serra rispetto alla produzione di diesel dal petrolio. Ma esiste un mercato potenzialmente ampio per il carburante liquido derivato dal gas naturale, soprattutto se Calysta può raggiungere i suoi obiettivi di costo. I modelli economici dell'azienda suggeriscono che può produrre diesel per la metà rispetto alla versione convenzionale, anche se i prezzi del gas naturale aumentano fino a raddoppiare i livelli odierni.
Il problema con la biomassa, dice Shaw, è la chimica di base. Produrre etanolo dallo zucchero è economico, ma sostiene che l'etanolo non può sostituire i combustibili dal petrolio: è meno denso di energia ed è più difficile da trasportare rispetto agli idrocarburi come il diesel. Produrre tali idrocarburi dallo zucchero non è un punto di partenza, dice, perché nel processo anche gran parte del carbonio nello zucchero viene perso sotto forma di anidride carbonica. È un colpo mortale che la resa massima sia di circa il 30 percento, dice. Non è un posto promettente per iniziare a produrre prodotti chimici e combustibili di base in cui l'80% del costo è costituito da materie prime.
La conversione del gas naturale in combustibili liquidi è già possibile, ma il processo convenzionale richiede impianti termochimici enormi e costosi, come un impianto di trasformazione gas-liquidi da 20 miliardi di dollari che Shell sta costruendo in Qatar. Shaw dice che le piante di Calysta potrebbero essere molto più piccole. Ciò consentirebbe alla società di perseguire il gas naturale incagliato, risorse che sono individualmente troppo piccole o remote per giustificare il costo dell'infrastruttura necessaria per immettere il gas sul mercato. Nel complesso, le fonti di gas naturale incagliate sono enormi e, secondo alcune stime, rappresentano fino alla metà delle riserve mondiali. La conversione del gas in un combustibile liquido nel sito renderebbe molto più economico la spedizione sul mercato.
Non tutti sono d'accordo sul fatto che produrre biocarburanti dalla biomassa sia una proposta condannata. Tom Foust, ricercatore presso il National Renewable Energy Laboratory di Golden, in Colorado, afferma che i prezzi sia del gas naturale che dello zucchero sono volatili. Agli attuali prezzi bassi del gas, il gas naturale ha un vantaggio, dice, ma è eccessivamente semplicistico dire che il gas naturale è la materia prima preferita per sempre.