Mikroalgak, gasolindegietako hornitzaile

Halabeharrez hobetu behar dira mikroalgetatik olioa ateratzeko sistemak, bioerregaiak sortzeko prozesua errentagarri bihutzeko. Arg.: Texas A M AgriLife.

Bioerregaien lehengai izateko potentzialari buruz entzuten hasi zen guztia "hutsaren hurrengoa ote zen" aztertzeko ekin zioten Inasmet-Tecnaliako Energia Unitatean mikroalgak aztertzeari. Hala dio Amaya Artechek, mikroalgekin lanean dabilen ikertzaileak. Hiru urte pasatu dira harrezkero, eta, gaur egun, hainbat proiektutan sartuta dabiltza. Neiker-Tecnalian ere azkeneko urte eta erdian ikerketa-gai dituzte mikroalgak energia-iturri gisa.

Zentro teknologikoak ez ezik, bioenergia-gaietan sartuta dauden enpresa handi askok, hala nola Repsolek, Aurantiak, Abengoak eta Accionak, jakinarazi dute mikroalgekin lotutako ikerketak egiten dihardutela bioerregaiak sortzeko.

Azkenaldian argitara atera diren bi albistek erakusten dute enpresen interesa. Batetik, Repsol petrolio-enpresak jakitera eman du AlgaEnergy enpresaren % 20 erosi duela. 2007an sortutako enpresak horrek hainbat patente eta lankidetza-hitzarmen ditu CSICekin eta Espainiako zenbait unibertsitaterekin mikroalgei lotuta. Bestetik, Iberdrola buru da VIDA izeneko proiektuan. Besteak beste, mikroalgetatik energia eskuratzeko teknologia berriak garatzea du helburu proiektuak, eta 2013. urtera arte iraungo du. Iberdrolaz gainera, beste 15 enpresak eta 25 zentro teknologikok hartzen dute parte; Neiker-Tecnaliak, besteak beste.

Mikroalgetatik datozenak bigarren belaunaldiko bioerregaiak direla esaten da. Izan ere, hainbat desberdintasun dituzte orain arte gehien ugaritu diren bioerregaiekiko, landareren hazietatik abiatuta sortutakoekiko, alegia. Ez da bideratzen elikagai izan daitekeen lehengairik energia sortzera, ez da nekazaritza-lurrik erabiltzen, ez dago zertan erabili ureztatzeko urik, hondakin-uretan edo ur gazitan hazten diren algak erabili baitaitezke, CO ₂ -iturri gisa hainbat industriak isuritako keak erabil litezke, eta abar. Gainera, mikroalgen emankortasuna bioerregaiak sortzeko hazten diren lehorreko landare gehienena baino askoz handiagoa da azalera unitateko. Adibidez, hektarea bat koltzak 1.500 litro olio ematen ditu, eta hektarea bat palmondok, 6.000. Bada, mikroalgek, 20.000-80.000 litro olio eman dezakete hektarea bakoitzeko.

Abantaila horiek ikusita, orain dela lauzpabost urtetik hona "oso azkar handitu da energia-erakundeen eskaera, eta oso denbora gutxian talde-pila bat hasi dira lanean, espezie-pila batekin, hazkuntza-sistema askorekin, klima-eskualde askotan eta abar", azaldu du Sonia Castañónek, Neiker-Tecnaliako Bioteknologia Saileko buruak.

Ikerketen abiaduraren eta emaitzak onak direla frogatu nahi izanaren adibide bat izan da ekainean Berlinen egin zuten erakustaldia: lehen aldiz, hegazkin batek algetatik eratorritako erregaia erabili zuen erregai gisa. Ikertzaileek ordea, argi dute: ezjakintasuna oso handia da oraindik.

Askotariko erregai-lehengaiak

Oro har, hiru erregai-mota ekoitz daitezke mikroalgetatik abiatuta: erretzeko biomasa, bioetanola eta biodiesela. Bioerregai bilakatzeko lehengaiak sortzen dituzten fabrikatxo gisa erabiltzen dituzte zelula bakarreko organismo horiek. Landareak bezala bizidun fotosintetizatzaileak direnez, CO ₂ -a xurgatzen dute, argi-energiaz baliatuta, eta biomasa, azukre edo lipido bilakatzen dute karbonoa.

Biomasaren kasuan, hazitako algak berak dira erregaia: hazitako algak erreta lortzen da energia. Azukreak eta lipidoak, berriz, eraldatu egin behar dira. Azukretik bioetanola ekoizten da, hartzidura-prozesu bat tarteko, eta, lipidoetatik, biodiesela, esterifikazio eta transesterifikazio deritzen prozesu industrialen bitartez.

Laborategi-mailako saiakuntzak egiteko hazten dira horrelako fotobioerreaktoreetan mikroalgak. Arg.: Oihane Lakar.

Erregaiak sortzeko prozesu industrial horiek guztiak ezagunak dira jadanik. Azken batean, lehenagotik landareekin erabiltzen diren metodologia berak erabiltzen dira mikroalgekin ere.

Hobetzeko beharra, hazkuntza-prozesuetan

Hazteko kondizioei eta haietatik atera daitezkeen lehengaiei dagokienez, "perfektuak dira mikroalgak bioerregaiak sortzeko", dio Artechek. "Perfektuak, teorian. Baina asko dago hobetzeko prozesu horietan", gaineratu du.

"Ergelkeria litzateke, adibidez, energia-iturri gisa algek emango duten energia baino energia gehiago xahutzea algak hazten eta prozesatzen, edo lortuko duzun dirua baino gehiago gastatzea erregaia sortzeko prozesuan", adierazi du Artechek.

Mikroalgetatik produktuak erauzten dituzten beste merkatu batzuetan, farmazeutikan eta kosmetikan, esate baterako, egoera oso bestelakoa da. Balio erantsi handiko merkatuak dira, eta, horrenbestez, produkzio- eta prozesatze-kostu handiei egin diezaiekete aurre haietarako lanean ari diren alga-haztegiek. "Biodieselaren kasuan, ordea, askoz txikiagoak dira irabaziak. Hortaz, asko murriztu behar dira gastuak, halabeharrez", azaldu du Artechek.

Biodieselaren kasuan, adibidez, lipidotan aberatsak diren mikroalga-espezieak aukeratu behar dira, eta jakin behar da zer motatako ura eta zer kondizio behar dituen hazteko. Gainera, oso ongi ezagutu behar da algen bizi-zikloa eta metabolismoa, uzta jasotzeko une egokiena noiz den jakiteko. Izaki bizidunak direnez gero, zikloaren fase jakin batzuetan dute lipido gehien.

Uzta jasotzeko ere, asko dago hobetzeko alga uretik bereizteari dagokionez. "Haztegian bildu ohi den likidoan, % 2-5 besterik ez dute betetzen algek", zehaztu du Artechek. Gainerakoa, ura da. Lan hori egiteko bide eraginkorrena zentrifugagailuak erabiltzea da, baina energia asko kontsumitzen dute. Hala ere, azkenaldian handitzen ari da zentrifugagailuen eraginkortasuna, eta nabarmen ari dira jaisten kontsumoak.

Biomasa uretik bereizitakoan, algak berak prozesatu behar dira. Biodiesela sortzeko, lipidoak erauzi behar dira. Metodo mekanikoen bidez, metodo kimikoez baliatuz, hala nola disolbatzaileez, edo bi metodoen arteko konbinazioz atera ohi zaizkie gantzak mikroalgei.

Fluoreszentziazko mikroskopioz algei ateratako argazkia. Lipidoak horiz tindatuta daude. Gainerako gorria, klorofilak autofluoreszentziaz igorritako argia da. Arg.: Neiker-Tecnalia.

Erauzitakoan, kontuan hartu beharrekoa da lortzen den olio-mota. Ekilore-haziek eta koltza-haziek ematen dituzten olioak berdinak ez diren bezalaxe, desberdinak dira alga-espezie batzuek eta besteek ematen dituztenak ere. Horrenbestez, karakterizatu egin behar dira, eta ikusi gehigarririk erantsi behar ote zaien ondoren homologatutako bioerregaiak lortzeko.

Hortik aurrerakoa, olioa biodiesel bihurtzea, ezagunagoa da, unibertsalagoa. "Zailtasunak ditu, bai, baina estandarizatuago dagoen zerbait da", dio Artechek. Horregatik, euskal ikerketa-zentroetan uzta jaso arteko urratsak hobetzeko eta optimizatzeko lanetan ari dira.

Zer ikertu aukeratu beharra

Hobetu beharreko alderdi guztien artean zein jorratu aukeratzea da ikerketa-zentroek egin behar duten lehenengo lana. Inasmet-Tecnalian, adibidez, merkatuaren eta teknologien egoera zein zen ezagutzeko ikerketak egin zituzten lehenik. Halaber, aztertu egin zuten algen produkzioaren zein fasek zuen hobetzeko behar handiena.

Orain, berriz, bioerregaiak sortzen dituzten enpresekin elkarlanean ari dira. Proiektu bakoitzerako gehien komeni den espeziea aukeratutakoan, "hainbat hilabete" behar izan dituzte, Artechek azaldu duenez, alga ezagutzeko; hau da, jakiteko zer metabolismo duen, nola hazten den, nola ugaltzen den, noiz komeni den uzta jasotzea eta abar. Horretarako, 40-50 litroko fotobioerreaktore edo haztegi bat diseinatu dute bakoitzarentzat, etengabe hazkuntzari buruzko hainbat datu jasotzeko, hala nola tenperatura, uraren pHa, oxigenoaren eta CO ₂ -aren kontzentrazioak eta abar.

Egiten ari diren ikerketetan, algak eta ura bereizteko prozesuak aztertzen ari dira, besteak beste: "Zentrifugazioa, mikro- eta ultrafiltrazioa, araztegietan erabili ohi diren tratamenduak (malutapena eta flotazioa)... Bereizteko hainbat metodo ari gara probatzen, eta ikusten zer kalitatetako produktua ematen duten batzuek eta besteek", zehaztu du. Halaber, algetatik olioa ateratzeko sistemak prestatzen eta optimizatzen ari dira. "Erauzitako olio hori prest egongo litzateke bioerregai bihurtzeko prozesuan sartzeko", argitu du Artechek.

Neiker-Tecnaliako Bioteknologia Sailean, berriz, beste bide batzuetatik bideratu dituzte ikerketak. Hazkuntza- eta banaketa-prozesuak hobetzen saiatu ordez, alga-espezieak eta -anduiak aukeratzen dihardute, "erabilera jakin baterako emaitza onenak eman ditzaketen horien bila".

Espezie-bilduma bat ere badute, 30 bat espeziekoa. "Ikerketak egiten hasteko beharrezkoak genituen espezieekin hasi genuen bilduma, eta, orain, sortzen zaizkigun proiektuetan behar ditugunak gehituz goaz, edo geure jardunean han eta hemen biltzen ditugunak", dio Castañónek.

Haiekin elkarlanean dauden enpresentzat hazten dituzte Neiker-Tecnaliako ikertzaileek mikroalgak. Argazkian, Sonia Suarez mikroalgetan aditua aurrean, eta Sonia Castañón, Bioteknologia Saileko burua, atzean. Arg.: Oihane Lakar.

Bestalde, bioerregaiak sortzera bideratutako mikroalgen produkzioa errentagarri bihurtzeko, algei balio erantsia emateko zerbaiten bila dabiltza. Hau da, bioerregaiak sortzeko intereseko osagaiak erauzitakoan, "beste helburu batzuetarako interesgarriak izan daitezkeen molekulak bilatzen" dituzte, Castañónek azaldu duenez, gelditzen den biomasan: oinarrizko gantz-azidoak, pigmentuak, molekula antioxidatzaileak, immunoestimultatzaileak eta abar.

Eraldaketa genetikoa, beste aukera bat

Mikroalgen produkzioa errentagarri bihurtzeko beste modu bat lipido gehiago sortzea da. Helburu hori du Neiker-Tecnaliak martxan duen beste ikerketa-lerro batek, eta ingeniaritza genetikoan oinarrituta dago. Alegia, lipidoak sintetizatzen dituen bidezidor metabolikoko entzimei eragiten dieten gene-eraldaketak ikertzen ari dira. Oinarria da entzima horiek sortzen dituzten geneetan beste generen bat sartzea, geneak neurriz gain espresa daitezen.

Agrobacterium tumefaciens bakterioa ari dira erabiltzen lan hori egiteko. Bakterioak berez sartzen ditu bere genoma-zatitxo batzuk infektatzen dituen landareetan. Berez, zatitxo horietan landareen hazkuntza azkartzeko eta bakterioarentzat elikagai diren substantziak ekoizteko geneak ditu. Bada, horiek beharrean lipidoen sintesia erregulatzen duten geneak sartuz gero, mikroalgek lipido gehiago ekoiztea lortu nahi dute ikertzaileek.

Hainbeste ikerketa, ikertzeko bide, hobetzeko alderdi eta aztertzeko esparru daudela ikusita, ez du zaila ematen, Artechek dioenez, bioerregaien alorrean "etorkizun handiko lehengaiak izatera iristea. Gure ustez, iritsiko dira erregai fosilekin lehiatzeko moduan egotera. Baina oraindik ez. Gaur-gaurkoz, badirudi mikroalgetatik bestelako molekulak erauztea dela prozesu hori guztia errentagarria izateko bide bakarra. Kostuak garestiak dira, asko dira hobetu beharreko alorrak, eta sare guztia egokitu, moldatu eta optimizatu behar da".

Bioerregaietarako baino askoz-askoz gehiagorako

Bioerregaien lehengai gisa duten potentziala dela eta egin badira ere ezagunak azkenaldian, aspalditik erabiltzen dira mikroalgak zelula bakarreko fabrika gisa maila industrialean. Askotariko aplikazioetarako, gainera. Hiru hamarkada dira, esate baterako, mikroalgetatik erauzitako hainbat konposatu, hala nola karotenoideak, fikobiliproteinak eta omega-3ak kosmetikan eta farmazian erabiltzen direla.

Neiker-Tecnalia

Bestalde, mikroalga-espezie batzuk gizakien elikagai gisa erabiltzen dira. Aspalditik, gainera. Esate baterako, maiek eta aztekek Spirulina zianobakterioa elikagai gisa erabiltzen zuten. Alga berde-urdin horren % 60-70 proteinak dira, eta, horretaz gain, aberatsa da E bitaminan, beta-karotenoan eta hainbat mineraletan. Gaur egun ere maila industrialean ekoizten da, eta, gure inguruan, begetarianoek kontsumitzen dituzte bereziki, elikadura-osagarri bezala.

Akuikulturako animaliak elikatzeko erabiltzea ere ohikoa da. Aspaldikoa izanagatik ere, ikerketak egiten dira, akuikulturako pentsuak aberastu nahian, eta, adibidez, hazten ari diren animalientzat bereziki onuragarriak edo interesgarriak diren substantzietan aberatsak diren espezieak aurkitzeko. Neiker-Tecnalian, besteak beste, bilaketa horretan ari dira.