01/01/2013 - 01:00

Energia dalle microalghe

I microrganismi algali sono ritenuti una risorsa fondamentale per l'ottenimento di biocarburanti, la tecnologia è però ancora troppo costosa e non garantisce una produzione su vasta scala.
L'utilizzo di microalghe come risorsa di lipidi per la produzione di biodisel, è una tecnologia molto promettente e a cui si rivolgono molti studi e programmi di ricerca.

Ottenere biocarburante dalle microalghe è molto vantaggioso, infatti le colture non competono con il terreno arabile destinato alla produzione alimentare e presentano una maggiore produttività di lipidi per area occupata in confronto alle specie agricole oleaginose, inoltre richiedendo una grande quantità di anidride carbonica contribuiscono a mitigare l'effetto serra.

Dalle microalghe si ottengono per estrazione oli che possono essere convertiti per transesterificazione in biodisel, e altri prodotti combustibili come etanolo, idrogeno e idrocarburi a catena lunga. Oggi la produzione di biocarburanti dalle microalghe raggiunge livelli troppo bassi per cui non può essere considerata una risorsa significativa ai fini della soddisfazione della domanda energetica.

L'esigenza di ampliare lo spettro delle possibili fonti energetiche alternative e quella di preservare la terra arabile per l'utilizzo alimentare, spingono gli studi affinché la produzione di lipidi algali diventi un processo sostenibile ed economicamente sopportabile. Un importante sforzo deve essere fatto per rendere conveniente il processo fin dall'inizio, abbassando i consumi energetici e i costi nella fase di coltivazione.

Le colture di microalghe richiedono molta acqua, anche se meno di quelle oleaginose, destinata non solo alla fotosintesi, ma anche al raffreddamento dei sistemi di coltivazione chiusi o alla compensazione dell'evaporazione di acqua in quelli aperti, per cui bisogna mettere a punto delle tecnologie che non comportino un tale consumo. L'apporto di nutrienti essenziali per la crescita delle microalghe, principalmente fosforo e azoto, è un aspetto rilevante per le grandi quantità richieste, quasi il doppio di quelle utili alla produzione di fertilizzanti, e per assicurare di poterle soddisfare senza pesare eccessivamente, sarà necessario ricorre a soluzioni come il riciclaggio di nutrienti, o l'utilizzo di fonti di nutrienti residue.

Un obiettivo che deve essere perseguito è quello di poter affidare la coltivazione di microalghe esclusivamente all'energia del sole. Questi miglioramenti devono conciliarsi con la possibilità di massimizzare la produzione dei lipidi. In condizioni di stress indotto dalla mancanza di nutrienti, le microalghe presentano una produzione di lipidi più alta del normale, una conoscenza più approfondita delle vie metaboliche, dei meccanismi cellulari, e le informazioni di tipo genetico, permetterebbero di utilizzare questi meccanismi naturali nel modo più utile ai nostri fini.

Dopo la coltivazione, le microalghe vengono raccolte e si procede con tecniche di centrifugazione e di estrazione degli oli con solventi.

Oltre ai lipidi anche il recupero di altri materiali cellulari come proteine, carboidrati, vitamine è altrettanto importante, perché utilizzati come mangimi o fertilizzanti, spesso però vengono persi durante la frantumazione della cellula per il recupero dei lipidi. Alcuni ceppi hanno membrane cellulari sottili ma resistenti quindi in grado di mantenere intatti e funzionali gli altri materiali cellulari.

Da una parte con l'ausilio delle biotecnologie per ottenere ceppi con queste particolari membrane, dall'altra implementando tecniche di frantumazione delle cellule più "dolci", si può rendere sostanziosa anche la produzione di questi altri componenti cellulari dando un ulteriore valore aggiunto all'intero processo.

In conclusione per avere una produzione di biocarburante da microalghe su vasta scala e a prezzi bassi e competitivi è necessario un approccio multidisciplinare che va da una più completa conoscenza dei sistemi genomici di questi microrganismi e della loro biologia, alla messa a punto di una tecnologia più efficiente, se si perseguiranno questi obiettivi tra 15 anni la biomassa algale potrebbe rifornire 0,4 miliardi di metri cubi di biodisel al mercato europeo, diventando un processo vitale per la produzione di biocarburanti.

(autore: Erica Perreca)
Riccardo Bandello
Editore

condividi su