Tržište
Predviđa se da će globalna potražnja za biodizelom premašiti 10 milijardi galona godišnje do 2015. Trenutno je 30 zemalja implementiralo ciljeve za biogoriva i miješaju biodizel s običnim benzinom. Europa se kreće prema mješavini od 7%, dok Brazil i Indonezija teže 10%. Zemlje u razvoju čine 50% globalne potražnje za biogorivom, a njihova dugoročna predanost obnovljivim gorivima pokazuje se činjenicom da je 17% globalne potražnje za biodizelom već koncentrirano na globalnom jugu. Europska unija je najveći potrošač biodizela, s udjelom od 44% potražnje, a odmah iza nje slijedi azijsko-pacifička regija s 39%, znatno ispred Sjedinjenih Država.
Europsko poljoprivredno zemljište obuhvaća 164 milijuna hektara obradivog zemljišta i 76 milijuna hektara pašnjaka. Poljoprivredni ostaci od prehrambenih i stočnih usjeva predstavljaju značajan izvor za proizvodnju biogoriva. Multilateralni istraživački institut IIASA u Beču, Austrija, procijenio je da bi se iz ostataka usjeva, što čini 50% požnjevene biomase, moglo proizvesti do 246 megatona biomase za proizvodnju biogoriva i bioplastike. Ovi ostaci mogu se koristiti bez rizika od gubitka gnojiva i dodataka za tlo. Ovaj pristup poljoprivrednom otpadu smanjuje potrebu za 15 do 20 milijuna hektara poljoprivrednog zemljišta koje bi se inače koristilo za sadnju usjeva isključivo za proizvodnju biogoriva.
Inovacija
Potražnja za gorivom (ili plastikom) dobivenom iz biomase konkurira proizvodnji hrane. Stručnjaci sa Sveučilišta Cornell izračunali su da bi za opskrbu prosječnog američkog automobila biodizelom ili etanolom tijekom godine bilo potrebno 11 hektara poljoprivrednog zemljišta koje bi inače proizvodilo hranu za sedam ljudi. Međutim, to je samo dio problema: proizvodnja etanola iz usjeva zahtijeva više energije nego što se proizvodi izgaranjem etanola. Glavni problem je što se 8% etanola čistoće od 99,8% mora odvojiti od 92% vode. Dodajte tome surovu stvarnost da kukuruz erodira tlo 12 puta brže nego što se može regenerirati, a da navodnjavanje kukuruza iscrpljuje podzemne vode 25 puta brže od prirodne stope obnavljanja, i ovaj se sustav ne može smatrati održivim. Kad bi svi automobili u Sjedinjenim Državama radili na 100% etanol, 97% kopnene površine SAD-a bilo bi potrebno za uzgoj kukuruza kao sirovine. Teško je objasniti kako se plastika ili goriva na bazi kukuruza mogu smatrati održivim zamjenama za fosilna goriva.
Carl-Göran Hedén, član Kraljevske švedske akademije znanosti i dugogodišnji direktor odjela za mikrobiologiju na Karolinska institutu, predstavio je koncept biorafinerije početkom 1960-ih kako bi se oslobodio zamke hrane, goriva i plastike. Predstavio je koncept prerade biomase koristeći istu logiku kao i sirova nafta, koja se razgrađuje i rekombinira u 100 000 različitih molekula, istovremeno proizvodeći energiju. Dok su mnogi istraživački instituti, poput Nacionalnog laboratorija za obnovljivu energiju i Sveučilišta Wageningen, slijedili taj koncept, profesor Jorge Alberto Vieira Costa s Federalnog sveučilišta Rio Grande do Sul (FURG) u Brazilu bio je taj koji ga je primijenio u praksi, ne s biljkama, već s algama.
Devedesetih godina prošlog stoljeća, profesor Jorge Vieira pokrenuo je istraživanje slatkovodnih algi porijeklom iz alkalnog jezera Lagoa Mangueira u južnom Brazilu kako bi se borio protiv pothranjenosti u regiji. Njegova stručnost u proizvodnji velikih razmjera omogućila mu je da proširi program sa sigurnosti hrane na ublažavanje klimatskih promjena. Iako je proizvodnja algi bila uspješna, bolje razumijevanje potražnje algi za CO2 kao hranjivom tvari pružilo je novu priliku: iskorištavanje viška emisija iz lokalne termoelektrane na ugljen i pretvaranje retencijskog bazena u jedinicu za proizvodnju algi. Detaljna studija proizvodnih kapaciteta otkrila je da prekomjerna proizvodnja algi za ljudsku prehranu otvara vrata ekstrakciji lipida iz algi za proizvodnju biogoriva. Michele Grecque, kolega profesora Jorgea Vieire, podigao je biorafineriju na višu razinu i identificirao mogućnost proizvodnje estera (i poliestera) iz ostataka, čime je predstavio snažan argument za biorafineriju koja proizvodi hranu, goriva i plastiku iz CO2.
Prvi novčani tok
Brazilski tim uspješno je postavio svoju prvu jedinicu u Porto Alegreu u Brazilu 2008. godine. Iako je projekt u početnoj fazi, tehnički i financijski kapaciteti za pretvaranje stakleničkih plinova u sirovinu za ove tri osnovne potrebe generirali su istraživačka sredstva potrebna za usavršavanje ovog pristupa koji bi raspravu o biogorivima na bazi algi postavio na obećavajući put.
U međuvremenu, talijanska tvrtka Novamont, najveći europski proizvođač bioplastike, evoluirala je od inovativne tvrtke za plastiku do tvrtke usmjerene na izgradnju biorafinerija, od kojih je prva već u pogonu u Terniju u Italiji. Nakon ulaganja od otprilike 100 milijuna eura u inovativne plastike i uspostavljanja portfelja od 100 patenata, osnivačica i izvršna direktorica Catia Bastioli krenula je naprijed s ovim projektom stvaranjem zajedničkog poduzeća sa 600 lokalnih poljoprivrednika koji isporučuju proizvode za lokalnu potrošnju. Ova strategija, čiji je cilj vratiti neobrađeno zemljište u proizvodnju i osigurati preradu sve biomase (ne samo škroba i biljnog ulja), poboljšava prihode poljoprivrednika, biljnu proizvodnju i troškove proizvoda, čime se generiraju višestruki novčani tokovi, kako je predviđeno plavim gospodarstvom.
Prilika
Naftna, rafinerijska i petrokemijska industrija trebale bi inspirirati kemijske inženjere da traže usporedive metode proizvodnje složenih derivata biomase. Baš kao što se nafta razgrađuje na 100 000 različitih molekula, biomasa se ne bi trebala proizvoditi u samostalnim silosima, ostavljajući za sobom ogromne količine otpada. Došlo je vrijeme da se prihvati koncept biorafinerija. Sada kada su inicijative u Brazilu i Italiji dokazale svoju tehničku, ekonomsku i društvenu održivost, uskoro bi trebali uslijediti i drugi projekti.
