De flesta typerna av bränsle är organiska föreningar. Alger och högre växter producerar många olika organiska föreningar, alltså ämnen som kan förbrännas. Nästan alla fotosyntetiska organismer kan sålunda vara av intresse med tanke på produktion av bränsle. Men även oorganiska ämnen kan komma i fråga. Vissa cyanobakterier och grönalger producerar också vätgas. Professor Akira Mitsui i Florida studerade det här fenomenet redan på 1970-talet.
Det finns alltså en hel del forskning sedan långt tillbaka. Den intresserade kan googla på till exempel ”Biological Solar Energy Conversion”. Nu pågår aktiv forskning rörande algers och cyanobakteriers vätgasproduktion på många håll, såsom vid Åbo universitet. Man kan givetvis också producera algbiomassa, låta den jäsa och sedan skörda biogas. Då är det inte så kritiskt vilka alger som ingår.
Snabb tillväxt, stora skördar
Dagens trafik och elproduktion bygger långt på förbränning av organiska ämnen, främst produkter av olja. Dessa flytande bränslen är på många sätt praktiska att hantera och transportera, men oljan är också förknippad med många problem. Oljeutvinning och oljetransporter orsakar många miljöproblem, men mest bekymrar man sig nu över att all förbränning av fossila bränslen ökar atmosfärens koldioxidhalt vilket leder till global uppvärmning. Genom att helt ersätta oljan med biobränslen skulle man i princip stoppa den processen.
Alla slags biobränslen är attraktiva, men algodling har på senare tid fått mycket uppmärksamhet. Mikroskopiska alger har i allmänhet en snabb tillväxt och de kan ge ett stort netto. Skörden per hektar och år kan fås att stiga till tiotals ton torrvikt. Positivt är också att algodling kan göras nästan var som helst och att produktionen inte torde konkurrera nämnvärt om areal med odlingen av livsmedel.
Maximera ljustillgängligheten
Mikroskopiska alger i naturen är i allmänhet svåra att hantera och skörda. Då man odlar alger under kontrollerade betingelser kan man mångdubbla produktionen per ytenhet, optimera odlingsbetingelserna och rationalisera skörden på olika sätt. Det är ingen enkel match att odla och skörda alger, men de tekniska problemen går att lösa. Det som är mest problematiskt är att alla nuvarande metoder är kostsamma, även om man får ljuset gratis och kan utnyttja näringsrikt spillvatten. För att algerna skall växa snabbt behövs mycket ljus, men så fort biomassan ökar så hämmar den också ljustillförseln. Algcellerna skuggar varandra. Odling i bassänger är därför inget bra koncept.
Man har däremot lyckats höja produktionen avsevärt genom att odla alger i stående påsar eller stående parallella fack där ljuset aldrig behöver gå många centimeter för att nå fram till algcellerna. Virus och andra parasiter kan snabbt drabba öppna bassänger och stora områden, men de kan lättare undvikas och bekämpas om odlingen sker i många separata enheter.
Nyttiga biprodukter
Alla tekniska anläggningar gör algodlingen dyrare, men troligen kan man med tiden få ner odlingskostnaderna avsevärt. En aspekt som kan få stor betydelse är biprodukter vid odling av alger för biobränsleproduktion. Man kan göra papper och plast av algprodukter. Likaså kan man utveckla helt nya algprodukter, till exempel livsmedel och djurfoder.
I Japan gjorde man förr livsmedelsfärg av torkad algblomning. Algbiomassan förbrändes och askan var giftfri och klassades som naturprodukt. Många artificiella livsmedelsfärger har som känt blivit bannlysta och naturprodukter är ”inne”. Alger och cyanobakterier producerar en stor mängd olika pigment, men också många biologiskt aktiva och medicinskt intressanta ämnen.
Odlingstekniken utveklas snabbt
Ett stort problem i bränslesammanhang är att finna lämpliga alger som är effektiva och levererar rikligt med användbara ämnen, såsom fetter (lipider). En alg av stort intresse är Botryococcus braunii, som ofta är så fettrik att den flyter upp till ytan. Denna art är mycket allmän i nästan alla vattenmiljöer också hos oss.
Man letar givetvis mycket aktivt efter nya algtyper för odling. Med hjälp av förädling genom urval och genteknik kan man sedan snabbt få fram nya varianter med önskade egenskaper. Man kan rentav få lättodlade alger att bilda ämnen som de inte ens producerar i naturen.
Ett dilemma är givetvis att all skörd också stoppar eller minskar produktionen. Också på den punkten finns tänkbara alternativ. Man försöker bland annat fånga upp och utnyttja flyktiga organiska ämnen (till exempel aldehyder) som vissa alger kontinuerligt avsöndrar, allt medan algodlingen kan fortsätta ostörd.
Inom de närmaste åren kommer det garanterat många nya problemlösningar och patent. Men trots många lovande forskningsrön får man räkna med att biobränsle från alger länge ännu täcker bara en bråkdel av världens bränslebehov. Antagligen blir bränsle från avfall nu lika viktig eller viktigare. Det är fråga om ett sätt att bli av med avfall, något som i alla fall kostar.
Superalg?
Det är givetvis intressant att man nu årligen satsar hundratals miljoner dollar på forskning kring biobränsle från alger. Ännu för några år sedan brukade folk fnysa åt en när man berättade att man sysslar med algforskning. Nu har algforskningen blivit mera ansedd och det publiceras mera forskningsresultat än någon enskild person hinner läsa.
Mycket av all bränslerelaterad algforskning görs dessutom i hemlighet. Det är nämligen många personer och företag som hoppas på att finna en guldgruva, ett patent på en superalg, en smart produkt eller en effektiv produktionsprocess.
Trots allt verkar det också finnas mycket skenbar aktivitet. Stora företag startar algforskning med mycket reklam helt enkelt för att skapa en grön image. Men må så vara, varje ton algolja ersätter givetvis ändå ett ton fossil olja, så mindre vettiga saker än bränsleproducerande alger kan man syssla med.
Som slutkläm kan man säga att det nog finns optimism, men väldigt många och svåra problem återstår att lösa innan man kan producera bränsle från alger till ett konkurrenskraftigt pris.