Dari semua pilihan energi bersih dalam pengembangan, itu adalah biofuel berbasis alga yang paling mirip dengan komposisi minyak mentah yang dipompa keluar dari bawah dasar laut. Bagaimanapun, sebagian besar dari apa yang kita ketahui sebagai minyak bumi terbentuk dari mikroorganisme-mikroorganisme ini, melalui konversi yang difasilitasi oleh panas alami yang dimainkan selama jutaan tahun.
Sekarang, para peneliti di Laboratorium Nasional Pasifik Barat Laut Departemen Energi di Richland, Washington, telah menemukan cara untuk tidak hanya meniru, tetapi mempercepat proses "memasak" ini ke titik di mana campuran kecil alga dan air dapat diubah menjadi sejenis minyak mentah dalam waktu kurang dari satu jam. Selain mudah disuling menjadi gas yang dapat terbakar seperti bahan bakar jet, bensin atau diesel, teknologi miliknya juga menghasilkan, sebagai produk sampingan, elemen kimia dan mineral yang dapat digunakan untuk menghasilkan listrik, gas alam dan bahkan pupuk untuk, mungkin, tumbuh bahkan lebih banyak ganggang. Itu juga bisa membantu mengantarkan ganggang sebagai alternatif yang layak; sebuah analisis telah menunjukkan bahwa menerapkan teknik ini dalam skala yang lebih luas memungkinkan perusahaan untuk menjual biofuel secara komersial dengan harga dua dolar per galon.
"Ketika tiba saatnya, orang Amerika tidak seperti orang Eropa yang cenderung lebih peduli tentang mengurangi jejak karbon mereka, " kata ketua peneliti Douglas C. Elliott, yang meneliti bahan bakar alternatif selama 40 tahun. "Kekuatan pendorong untuk mengadopsi segala jenis bahan bakar pada akhirnya adalah apakah itu semurah bensin yang kita gunakan sekarang."
Para ilmuwan telah lama tertarik dengan daftar cucian dari kelebihan yang dimiliki oleh ganggang di atas sumber energi lainnya. Departemen Energi AS, misalnya, memperkirakan bahwa meningkatkan produksi bahan bakar alga untuk memenuhi konsumsi minyak sehari-hari negara itu akan memakan sekitar 15.000 mil persegi tanah, kira-kira seukuran negara bagian kecil seperti Maryland. Sebagai perbandingan, mengganti hanya pasokan diesel yang diproduksi dengan bio-diesel dari kedelai akan membutuhkan menyisihkan setengah dari massa tanah negara.
Selain potensi hasil yang jauh lebih tinggi, bahan bakar ganggang masih lebih bersih daripada minyak bumi, karena tanaman laut melahap karbon dioksida dari atmosfer. Secara pertanian, ganggang tumbuh subur di berbagai habitat, dari wilayah laut hingga lingkungan air limbah. Itu tidak berbahaya seperti bahan bakar nuklir, dan biodegradable, tidak seperti panel surya dan intervensi mekanis lainnya. Ini juga tidak bersaing dengan persediaan makanan dan, sekali lagi, cukup mirip dengan bensin sehingga dapat disempurnakan sama saja dengan menggunakan fasilitas yang ada.
"Etanol dari jagung perlu dicampur dengan gas dan minyak nabati yang dimodifikasi untuk digunakan dengan diesel, " kata Elliott. "Tapi apa yang kami buat di sini dalam mengkonversi ganggang lebih merupakan rute langsung yang tidak memerlukan penanganan khusus atau campuran. "
Atau, seperti yang dikatakan oleh peneliti alga Juergen Polle dari Brooklyn College: "Kita tidak bisa menerbangkan pesawat dengan etanol. Kita membutuhkan minyak, " katanya kepada CBS News .
Tetapi sementara infrastruktur untuk produksi etanol berbasis jagung telah meluas sampai-sampai sebagian besar mobil di jalan menggunakan campuran bensin terdiri dari 10 persen biofuel, pengembangan bahan bakar ganggang yang sedang berlangsung telah mengalami kemajuan yang sangat glasial sejak percikan awal minat pada 1980-an. Para pakar industri mengaitkan ini dengan kurangnya metode yang layak untuk memproduksi bahan bakar alga yang mencapai 10 dolar per galon, menurut sebuah laporan di New York Times . Namun, janji minyak dari ganggang cukup menggiurkan sehingga ExxonMobil, pada 2009, meminta keahlian ahli bioteknologi sintetis Genomics Craig Venter di dunia untuk membuat galur genetik ganggang yang kaya lemak, sebagai cara untuk mengimbangi biaya budidaya dan memproses zat menjadi sumber daya yang menarik secara komersial. Namun, meskipun menginvestasikan $ 600 juta ke dalam upaya yang sangat ambisius, proyek itu diliputi dengan "keterbatasan teknis, " memaksa perusahaan untuk mengakui awal tahun ini bahwa bahan bakar ganggang "mungkin lebih jauh" daripada 25 tahun lagi dari menjadi arus utama.
Sistem pencairan hidrotermal yang dikembangkan tim Elliott bukanlah hal baru. Faktanya, para ilmuwan mengutak-atik teknologi di tengah krisis energi selama tahun 1970-an sebagai cara untuk memberikan gasifikasi ke berbagai bentuk biomassa seperti kayu, akhirnya meninggalkannya satu dekade kemudian ketika harga bensin kembali ke tingkat yang lebih masuk akal. Namun, versi yang dibuat di laboratorium PNNL "relatif lebih baru, " dan dirancang hanya untuk menunjukkan bagaimana mengganti praktik intensif biaya seperti mengeringkan ganggang sebelum mencampurkan bahan kimia dengan pendekatan yang efisien membuat seluruh proses jauh lebih hemat biaya di semua fase. Elliott menjelaskan, misalnya, bahwa sebagian besar pengeluaran dihabiskan untuk memelihara ganggang, yang tumbuh di apa yang disebut sistem kolam terbuka, mirip dengan lingkungan alami, atau dalam kondisi yang terkendali dengan baik yang ditemukan dalam sistem loop tertutup. Sistem kolam terbuka tidak terlalu mahal untuk dijalankan, tetapi cenderung menghasilkan lebih banyak tanaman yang terkontaminasi dan tidak dapat digunakan sementara pengaturan buatan, di mana ganggang ditanam di dalam wadah tertutup yang jelas dan diberi gula, mahal untuk dipertahankan.
"Orang-orang memiliki gagasan yang sedikit tidak akurat ini bahwa Anda dapat menanam ganggang di mana saja hanya karena mereka akan menemukannya tumbuh di tempat-tempat seperti kolam renang mereka, tetapi memanen ganggang tingkat bahan bakar dalam skala besar sebenarnya sangat menantang, " kata Elliott. “Keindahan sistem kami adalah Anda dapat memasukkan hampir semua jenis alga ke dalamnya, bahkan strain campuran. Anda dapat tumbuh sebanyak mungkin, jenis apa pun, bahkan jenis lipid yang lebih rendah dan kami bisa mengubahnya menjadi kasar. "
Reporter energi Forbes Christopher Helman memiliki deskripsi yang baik tentang bagaimana teknik pencairan hidrotermal khusus ini bekerja:
"Anda mulai dengan sumber ganggang dicampur dengan air. Solusi ideal adalah 20% ganggang berat. Kemudian Anda mengirimkannya, terus menerus, turun tabung panjang yang memegang ganggang di 660 derajat Fahrenheit dan 3.000 psi selama 30 menit sambil mengaduk Waktu dalam panci bertekanan ini memecah ganggang (atau bahan baku lainnya) dan mengubahnya menjadi minyak.Mengingat 100 pon bahan baku ganggang, sistem ini akan menghasilkan 53 pon 'bio-oil' menurut penelitian PNNL. Minyak ini secara kimia sangat mirip dengan minyak mentah ringan, manis, dengan campuran kompleks senyawa ringan dan berat, aromatik, fenolik, heterosiklik, dan alkana dalam kisaran C15 hingga C22. "
Mengoperasikan apa yang pada dasarnya adalah alat pemasak tekanan ekstrim pada suhu dan tekanan tinggi yang konstan seperti itu membutuhkan daya yang cukup besar, meskipun Elliott menunjukkan bahwa mereka telah membangun sistem mereka dengan fitur-fitur pemulihan panas untuk memaksimalkan panas dengan bersepeda kembali ke proses, yang harus menghasilkan keuntungan energi bersih yang signifikan secara keseluruhan. Sebagai bonus, reaksi kimia selanjutnya meninggalkan sejumlah senyawa, seperti hidrogen, oksigen, dan karbon dioksida, yang dapat digunakan untuk membentuk gas alam, sementara mineral sisa seperti nitrogen, fosfor, dan kalium berfungsi dengan baik sebagai pupuk.
"Ini adalah cara meniru apa yang terjadi secara alami dalam jangka waktu yang tidak terduga, " tambahnya. "Kami hanya melakukannya, jauh lebih cepat."
Tim Elliott telah melisensikan teknologi tersebut ke startup Genifuel Corporation yang berbasis di Utah, yang berharap untuk membangun penelitian dan akhirnya mengimplementasikannya dalam kerangka kerja komersial yang lebih besar. Dia menyarankan bahwa teknologi perlu ditingkatkan untuk mengkonversi sekitar 608 metrik ton ganggang kering menjadi minyak mentah per hari agar berkelanjutan secara finansial.
"Ini adalah tantangan yang berat, untuk membuat biofuel yang kompetitif biaya dengan bahan bakar berbasis minyak bumi yang sudah mapan, " kata Presiden Genifuel James Oyler dalam sebuah pernyataan. "Ini adalah langkah besar ke arah yang benar."
