Sapphire Energy samlar in 144 miljoner dollar till en algfarm

Denna vecka meddelade startupen Sapphire Energy för alger och biobränsle att den har fått 144 miljoner dollar i ny finansiering, vilket ger den totala summan till över 300 miljoner dollar.

Företaget, som är mindre än fem år gammalt, har gått snabbt för att bygga en 300 hektar stor algfarm som en storskalig demonstration av dess process för att tillverka algojor. Den amerikanska regeringen har tillhandahållit över 100 miljoner dollar av investeringarna, inklusive ett anslag på 50 miljoner dollar i Recovery Act, som delvis är utformat för att stimulera skapande av jobb.

Men Sapphires snabba expansion väcker frågan om den skalar upp sin teknik för tidigt. Några av dess idéer för att minska kostnaderna för algbränslen är i ett för tidigt skede för att kunna implementeras på den nya gården. Ändå kan dessa tekniker visa sig vara avgörande för att göra dess bränslen konkurrenskraftig.

Att veta när teknik ska flyttas ut från labbet och till storskaliga demonstrationer är en ständig utmaning för energistartuper. Enligt vissa experter grundades Range Fuels, en startup som grundades för att producera etanol från träflis, för att den byggde en storskalig anläggning för tidigt, innan insekterna hade arbetats ut ur sin teknologi i mindre skala. Som ett resultat fungerade anläggningen inte tillräckligt bra för att vara ekonomisk.

Den nya finansieringen gör det möjligt för Sapphire att bygga färdigt sin algfarm, nära den lilla staden Columbus, New Mexico, strax norr om gränsen mellan USA och Mexiko. Ett 100 hektar stort segment av gården har redan avslutats, och när hela projektet är klart, 2014, kommer Sapphire att ha kapacitet att producera cirka 1,5 miljoner liter algerråolja, som kan fraktas till raffinaderier för att tillverka kemikalier och bränslen som diesel och bensin.

Alger är attraktiva som bränslekälla eftersom mikroorganismerna naturligt producerar stora mängder olja och kan odlas i dammar fyllda med bräckt eller saltvatten, så att de inte förbrukar färskvatten eller kvalitetsjordbruksmark. Men alger är dyra att odla och skörda, så tidigare har de bara använts kommersiellt för att producera relativt högvärdiga produkter som kosmetika och kosttillskott.

Sapphire hoppas kunna sänka kostnaderna för att producera algbränslen genom att förändra varje del av produktionsprocessen. Det inkluderar att öka kvaliteten och mängden producerad olja, minska kostnaderna för att bygga dammar och utveckla billiga sätt att skörda oljan. Företaget siktar på att ha en produkt som är konkurrenskraftig med olja prissatt till $85 per fat, och det förväntar sig att nå detta mål när det når fullskalig produktion om cirka sex år. Oljan kostar över 100 dollar per fat nu.

För att uppnå dessa kostnadsmål krävs betydande innovation. Förra året drog ett par studier från National Renewable Energy Laboratory i Golden, Colorado slutsatsen att algbaserad diesel tillverkad genom att skala upp befintlig algteknologi skulle kosta flera gånger så mycket som konventionell diesel. Enligt en av studierna skulle det kosta cirka 9,84 USD per gallon att tillverka algdiesel, i motsats till 2,60 USD per gallon för petrodiesel, vid kostnaden i januari 2011. Andra studier har uppskattat ännu högre kostnader.

Att öka mängden olja som alger gör är ett av de mest lovande sätten att minska kostnaderna. Ett antal andra alger-biobränsleföretag genmanipulerar sina alger för att öka produktionen, men Sapphire har istället utvecklat ett snabbt sätt att föda upp alger, välja ut de med egenskaper som kan förbättra oljeproduktionen och göra olja som liknar råolja tillräckligt mycket att den kan bearbetas i vanliga raffinaderier.

Sapphire har även fött upp alger som kan frodas i öppna dammar. Andra alg-biobränsleföretag använder slutna behållare, som är dyrare men kan hjälpa till att skydda algerna från rovdjur, svampsjukdomar och andra algstammar som kan ta över en damm. Sapphire har fött upp sjukdomsresistenta alger som kan växa under svåra förhållanden, såsom högt pH eller salthalt, som de flesta andra organismer inte kan tolerera, vilket minskar konkurrensen. Det har också gjort dem resistenta mot vissa kemikalier som hämmar tillväxten av andra organismer.

En annan stor utmaning är att skörda algerna. Det krävs cirka 1 000 gram vatten för att odla 1 gram alger, och att separera de två effektivt och utvinna oljan kan kräva mycket energi. Genom att låna tekniker från vattenreningsverk behandlar Sapphire algerna med kemikalier som får dem att klumpa ihop sig. Algerna kan skrapas bort från ytan, säger Tim Zenk, Sapphire Energys vice vd för företagsfrågor. Resultatet är våt slam som fortfarande innehåller mycket vatten. Sapphire behandlar det med lösningsmedel vid höga tryck och temperaturer för att göra tre strömmar av produkter: algolja, näringsämnen som fosfater och överbliven biomassa. Oljan går till ett raffinaderi och näringsämnena och biomassan används för att mata fler alger.

Företaget hittar sätt att minska andra kostnader. Snarare än att bygga betongdammar, bygger det billigare dammar av smuts och vattentäta foder. Den planerar så småningom att göra sig av med fodren och göra dammar som liknar risfält. Sapphire ersätter också energikrävande skovelhjul som används för att cirkulera algerna med effektivare pumpar och planerar att designa system som endast använder vinden som sveper över New Mexicos öknar för cirkulation.

Företaget samarbetar med München-baserade Linde Group för att utveckla ett billigt sätt att förse algerna med koldioxid, vilket är nyckeln till hög produktivitet. Linde har utvecklat system för att försörja växthus med koldioxid från ett raffinaderi.

Slutligen, säger Zenk, kan företaget så småningom vända sig till genteknik för att ytterligare förbättra prestandan hos sina alger.

När det är färdigt förväntas det nya 300-acre algfarmningsprojektet producera cirka 100 fat algråolja per dag, eller 35 000 per år. Zenk säger att processen inte kommer att vara kommersiellt gångbar utan de stordriftsfördelar som kommer med mycket, mycket större gårdar - 1 000 till 5 000 hektar.

Sapphire är en stor mottagare av den amerikanska regeringen. Den fick ett anslag på 50 miljoner dollar kopplat till 2009 års återhämtningslag och en lånegaranti på 54 miljoner dollar från det amerikanska jordbruksdepartementet. Dess första kunder kan vara den amerikanska militären, som utvärderar sina bränslen. Sapphires tidiga finansiärer inkluderade Bill Gates och en Rockefeller-familjefond. Monsanto är en annan stor finansiär. Det har ett FoU-avtal med Sapphire för att identifiera gener i alger som kan göra majs, bomull och sojabönor mer motståndskraftiga mot torka och annan stress och öka deras avkastning.

Phil Pienkos, en forskare vid National Renewable Energy Lab, säger att Sapphire gör ett antal bra saker för att minska kostnaderna. Ändå säger han att det kommer att bli en utmaning att göra algbränslen konkurrenskraftig. Det krävs en viss tro på att det ska bli en verksamhet där, säger han.

Dölj