La promesa de la eficiencia de los biocombustibles, y la clave en la lucha de Chile para lograr la independencia energética, está envuelta en algas marinas.

Eso según Bio Architecture Lab (BAL), firma de investigación en biotecnología con sede en Estados Unidos, que ha desarrollado una granja piloto de 40 hectáreas de algas marinas en la isla de Chiloé, en el sur de Chile.

“Muchos concuerdan en que el futuro de los combustibles y químicos renovables dependerá de la disponibilidad estable, sustentable y de bajo de costo de azúcares”, señala Yuki Kashiyama, cofundador y gerente general de BAL Chile. “Y nosotros creemos en que nuestra tecnología nos posiciona para prestar servicios a estos mercados de billones de dólares”.

BAL ha diseñado y ingeniado un “bacteria mágica” que mejora la conversión de algas marinas en etanol y químicos de especialidad en casi la mitad del tiempo que demora en la naturaleza.

Las macroalgas tienen el potencial para generar más de 2.300 litros por hectárea al año de etanol sustentable de bajo costo - comparado con los 1.200 litros que se obtienen de la caña de azúcar- y se puede cultivar en muchos países con extensas costas, incluido Chile.

Y debido a que las algas marinas se descomponen con facilidad, las biorefinerías que emplean microbios desarrollados con ingeniería de BAL son más eficientes que las refinerías que procesan biocombustibles de tierra, que poseen moléculas difíciles de degradar conocidas como “lignina”.

A juicio de BAL, esta es su ventaja clave respecto del maíz y el azúcar. A diferencia de estos cultivos, el alga marina reduce las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y no compite con la tierra destinada para alimentos ni requiere un alto uso de fertilizantes o químicos.

“La alga marina se compone en un 50 por ciento de carbohidratos, un 30 por ciento de minerales y un 20 por ciento de proteínas y lípidos”, explica Kashiyama. “Nuestro insecto mágico usas los carbohidratos de las algas para producir etanol, butanol y otros combustibles y químicos”.

Los orígenes de BAL comenzaron en torno a una taza de café. Kashiyama y el doctor. Yasuo Yoshikuni se conocieron a través de un amigo mutuo en el 2005. Kashiyama estaba en el programa de MBA de la Universidad de California, Berkeley, donde Yoshikuni preparaba su doctorado en el Departamento de Ingeniería Química.

Kashiyama buscaba la oportunidad de negocio correcta y Yoshikuni quería comercializar su experiencia técnica. Pero la decisión de seguir adelante con las algas marinas para obtener etanol no se tomó hasta dos años más tarde cuando conocieron al Dr. David Baker, profesor de bioquímica de la Universidad de Washington en Seattle.

Hoy en día, BAL tiene oficinas en California y Chile, y espera iniciar operaciones en Noruega durante este año a través de una alianza con Statoil, empresa estatal de energía de Noruega.

BAL obtuvo US$ 30 millones en capital de riesgo y subsidios locales. Esto incluye una inversión de US$ 9,5 millones del fondo chileno de capital de riesgo Austral Capital en alianza con los fondos estadounidenses X/Seed y Energy Capital Management (ECM).

La firma además encabezó un consorcio con la Universidad de los Lagos y la estatal chilena Empresa Nacional del Petróleo (ENAP), que se adjudicó el año pasado un subsidio de US$ 7,7 millones de Innova Chile, el programa de innovación de la Corporación de Fomento de la Producción (CORFO) de Chile, para producir etanol a partir de algas marinas.

“Estas alianzas son mutuamente beneficiosas”, afirma Kashiyama. “Aportamos la tecnología y la materia prima a la alianza, mientras que (ENAP9 contribuye con las instalaciones de producción y las redes de distribución. Juntos, todos se benefician”.

Dos proyectos locales de microalgas -Desert Bionergy y AlgaFuels- también recibieron subsidios, pero BAL fue el único proyecto de macroalgas en recibir financiamiento.

Dado que Chile importa la mayor parte de su energía, incluido el 98% de su petróleo, es un candidato obvio para los biocombustibles. En la actualidad a los distribuidores de combustibles se les permite mezclar gasolina con hasta un 5% de etanol, pero -desde que se unió el año pasado a la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE)- se espera que Chile convierta en obligatoria la mezcla acorde con los estándares internacionales. Sin embargo, a diferencia de Brasil, que produce etanol a partir de la caña de azúcar, Chile no tiene un mercado interno de biocombustibles.

“El gobierno está viendo de dónde obtener el etanol para satisfacer esos requerimientos, pero ello no ayudará a reducir nuestra dependencia del combustible extranjero”, afirma Alejandro Buschmann, profesor de la Universidad de los Lagos en Puerto Montt y uno de los principales expertos a nivel mundial en macroalgas. “La producción de biocombustibles es estratégica para Chile, pero no tenemos el terreno para el maíz o la caña de azúcar”.

Estados Unidos, que es el principal productor mundial de etanol en base a maíz gracias a un controversial crédito tributario, no tiene granjas de algas marinas de gran escala. Chile -sin embargo- con su larga costa, industria de acuicultura establecida, fuerza laboral capacitada e institutos académicos y de investigación, fue una elección sencilla para BAL.

Otros factores tales como un sólido marco regulador, un entorno de negocios transparente y de bajo riesgo en conjunto con las iniciativas del gobierno para promover las energías renovables y la biotecnología fueron muy atractivas, sostiene Kashiyama.

Mediante su asociación con expertos locales del mundo académico e industrial, incluido el profesor Buschmann, BAL ha desarrollado técnicas de cultivo de macroalgas de bajo costo y alta densidad que producen azúcares de manera competitiva en términos de costos respecto de otros biocombustibles.

La compañía no está sola en la carrera por cultivar algas marinas. Hay al menos media docena de empresas de Corea del Sur, las Filipinas, Escocia e Italia trabajando en proyectos de obtención de etanol a partir de algas marinas, pero BAL está un paso más adelante en la competencia.

“Hay muchos proyectos en desarrollo alrededor del mundo, pero BAL es el más avanzado y eficiente en términos de costos”, indica Buschmann.

Pese al entusiasmo que despiertan los biocombustibles a nivel global, dos problemas han impedido su amplia adopción: los costos del azúcar y las preocupaciones sobre el uso de la tierra. BAL afirma tener la solución para ambos problemas: las macroalgas no sólo tienen el potencial para satisfacer la futura demanda de biocombustibles y químicos a un precio competitivo, lo hacen sin usar tierra cultivable.

Si bien aún se encuentra en una etapa piloto, la compañía se ve alentada por los resultados iniciales obtenidos a partir de su proyecto en Chiloé.

“Creemos que dentro de dos años podemos lograr la productividad de las algas marinas y el costo de producción requerido para la factibilidad comercial”, comenta Kashiyama. “Y en cinco años esperamos estar produciendo cantidades significativas a escala comercial de azúcares fermentables”.

Aaron Nelsen trabaja como periodista freelance en Santiago

The promise of biofuel efficiency, and the key to Chile’s struggle for energy independence, is wrapped up in seaweed.

That’s according to Bio Architecture Lab (BAL), a U.S.-based biotechnology research company, which has developed a 40-hectare pilot seaweed farm on Chiloé Island in southern Chile.

“Many agree that the future of renewable chemicals and fuels will depend on stable, sustainable and low-cost availability of sugars,” said Yuki Kashiyama, co-founder and general manager of BAL Chile. “And we believe our technology positions us well to serve these trillion dollar markets.”

BAL has designed and engineered a “magic bug” that enhances the conversion of seaweed into ethanol and specialty chemicals in roughly half the time found in nature.

Macroalgae has the potential to generate more than 2,300 liters of sustainable low-cost ethanol per hectare per year – compared to 1,200 liters from sugarcane - and can be grown in many countries with extensive coastlines including Chile.

And because seaweed is easy to break down, biorefineries that use BAL engineered microbes are more efficient than refineries that process land-based biofuels, which possess hard-to-degrade molecules known as “lignin”.

This, BAL believes, is its key advantage over corn and sugar cane. In contrast to these crops, seaweed reduces carbon dioxide (CO2) emissions and does not compete with land used for food or require increased use of fertilizer or chemicals.

“Seaweed is 50 percent carbohydrate, 30 percent mineral and 20 percent proteins and lipids,” explains Kashiyama. “Our magic bug uses carbohydrate components of seaweed to produce ethanol, butanol and other fuel and chemicals.”

The origins of BAL began over a cup of coffee. Kashiyama and Dr. Yasuo Yoshikuni met through a mutual friend in 2005. Kashiyama was in the MBA program at the University of California, Berkeley, where Yoshikuni was a PhD candidate in the Department of Chemical Engineering.

Kashiyama was looking for the right business opportunity and Yoshikuni was looking for how to market his expertise. But the decision to pursue seaweed for ethanol did not occur until two years later when they met Dr. David Baker, a professor of biochemistry at the University of Washington in Seattle.

Today, BAL has offices in California and Chile, and it expects to start operations in Norway later this year through a partnership with Norway’s state-owned energy company Statoil.

BAL has secured US$30 million in venture capital and local grants. This includes a US$9.5 million investment from Chilean venture capital fund Austral Capital in partnership with U.S. funds X/Seed and Energy Capital Management (ECM).

The firm also led a consortium with the Universidad de los Lagos and state-owned petroleum refiner, ENAP, which was awarded a US$7.7 million grant from Innova Chile, the innovation program of Chilean Economic Development Agency (CORFO), last year to produce ethanol from seaweed.

“These partnerships are mutually beneficial,” said Kashiyama. “We bring the technology and raw materials to the partnership, while [ENAP] brings the production facilities and distribution networks. Together, everyone benefits.”

Two local microalgae projects - Desert Bionergy and AlgaFuels – also received grants, but BAL was the only macroalgae project to receive funding.

Given that Chile imports most of its energy, including 98% of its oil, it is an obvious candidate for biofuels. Fuel distributors are currently permitted to blend gasoline with up to 5% of ethanol but, since joining the OECD last year, Chile is expected to make the mix obligatory in line with international standards. Unlike Brazil, however, which produces ethanol from sugar cane, Chile does not have a domestic biofuel market.

“The government is figuring out where to get the ethanol to meet those requirements, but it won’t help reduce our dependence on foreign fuel,” said Alejandro Buschmann, a professor at the Universidad de los Lagos in Puerto Montt and one of the world’s leading experts on macroalgae. “Producing biofuels is strategic for Chile but we don’t have the land for corn or sugar cane.”

The United States, which is the world’s largest producer of corn-based ethanol thanks to a controversial tax credit, has no large-scale seaweed farms. Chile, however, with its long coastline, established aquaculture industry, trained labor force, and academic and research institutes was an easy choice for BAL.

Other factors such as a strong regulatory framework, a transparent and low-risk business environment, and government initiatives to promote renewable energy and biotechnology were very attractive, said Kashiyama.

Partnering with local academic and industrial experts, including Professor Buschmann, BAL has developed low-cost, high-density macroalgae aquafarming techniques that produce sugars cost competitively with other biofuels.

The company is not alone in the race to farm seaweed. There are at least a half dozen other companies from South Korea, the Philippines, Scotland and Italy working on seaweed-to-ethanol projects, but BAL is a step ahead of the competition.

“There are many projects going on around the world, but BAL is the most advanced and cost effective,” said Buschmann.

Despite the enthusiasm for biofuels globally, two issues have prevented their widespread adoption: sugar costs and concerns about land use. BAL says it has the solution for both problems - macroalgae not only has the potential to meet the future demand for biofuels and chemicals at a competitive price, it does so without using arable land.

Although still in the pilot phase, the company is encouraged by its initial results from the Chiloé project.

“We believe that within two years we can achieve seaweed productivity and the production cost required for commercial viability,” said Kashiyama. “And in five years we hope to be producing significant, commercial scale quantities of fermentable sugars.”

Aaron Nelsen is a freelance journalist based in Santiago