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Biocarburante sostenibile ricavato dalle alghe

Le microalghe sono degli organismi fotosintetici che producono un’ampia varietà di molecole ricche di energia. Un consorzio finanziato dall’UE ha studiato e dimostrato un processo “dal pozzo alla ruota” che utilizza le microalghe per la produzione futura di biocarburante sostenibile in grado di rimpiazzare i combustibili fossili.

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Nella nuova bioeconomia, una delle fonti sostenibili più promettenti di sostanze chimiche e biocarburanti per prodotti alimentari e non alimentari sono le microalghe. Tuttavia, per realizzare il loro pieno potenziale è necessario far corrispondere un incremento nella portata della produzione delle microalghe con una simultanea diminuzione dei costi di produzione. Attualmente, la tecnologia necessaria per sfruttare pienamente le microalghe è ancora agli inizi. Il progetto FUEL4ME (Future European league 4 microalgal energy), finanziato dall’UE, è stato creato per sviluppare una filiera produttiva sostenibile che consentirebbe ai biocarburanti di seconda generazione di competere con i carburanti fossili. L’obiettivo era quello di sfruttare la capacità unica delle alghe di produrre lipidi usando l’energia ricavata dalla fotosintesi. Questi lipidi rappresentano degli eccellenti materiali di partenza per biocarburanti e altri prodotti come ad esempio il mangime per gli animali. Per di più, l’alga di riferimento usata nel progetto non è in competizione con le colture alimentari per quanto riguarda suolo e acqua dolce visto che viene fatta crescere in acqua salata. “Gli scienziati del progetto hanno studiato in dettaglio i meccanismi molecolari e metabolici che controllano l’accumulo di lipidi in due specie di microalghe e hanno dimostrato un aumentato accumulo di lipidi mediante ingegneria metabolica. Inoltre, abbiamo confrontato l’attuale processo di produzione a blocchi in due fasi per i lipidi microalgali con un processo continuo in una sola fase sviluppato recentemente e abbiamo ottimizzato la produzione di lipidi in differenti condizioni di crescita,” dice il coordinatore del progetto, la dott.ssa Dorinde Kleinegris. “I ricercatori hanno sviluppato le varie fasi della catena di trasformazione a valle, che coinvolgeva raccolta, rottura della cellula, estrazione e frazionamento dei lipidi e loro idrotrattamento per creare biocombustibile. Si è mostrato che essi possono essere applicati con successo alle microalghe e che sono adesso pronti per essere usati in procedimenti commerciali, che non sono limitati solo alla produzione di biocombustibili.” Anche se con un minore contenuto di lipidi, il procedimento in una fase possedeva una produttività di lipidi paragonabile a quella della tradizionale lavorazione a blocchi, ma necessitava di verifiche su scala più ampia. Il consorzio ha progettato un impianto pilota per la produzione all’aperto e ha organizzato la produzione di microalghe in tre impianti pilota con sede rispettivamente in Italia, Paesi Bassi e Israele, e una struttura dimostrativa in Spagna. Per determinare lo stato attuale della tecnologia e anche il modo in cui parametri chiave influenzano la sostenibilità del processo integrato di FUEL4ME è stata effettuata una valutazione del ciclo di vita. Secondo la dott.ssa Kleinegris, “Le principali influenze sulla sostenibilità erano rappresentate da coltivazione e raccolta, domanda di elettricità, fonti di acqua dolce e anidride carbonica e terreno idoneo. La ricerca ha affrontato alcuni di questi parametri migliorando la produttività della coltivazione e l’efficienza della raccolta, incluso il riutilizzo di acqua e risorse in economici terreni desertici.” Sono tuttavia necessari ulteriori miglioramenti per rendere il procedimento della produzione di biocombustibile con le microalghe pienamente sostenibile dal punto di vista economico e ambientale. Attualmente il processo è più adatto alla produzione di prodotti di alto valore come ad esempio gli acidi grassi polinsaturi, mentre si è mostrato che un promettente approccio di bioraffineria migliora molto la stabilità economica. “Crediamo che la strategia di innovazione a lungo termine di FUEL4ME, che si concentra maggiormente su prodotti ad alto valore, porterà a prodotti basati sulle microalghe economicamente fattibili e sostenibili dal punto di vista ambientale. Questo garantirà un ulteriore calo dei costi di produzione e un aumento nella portata della produzione. Il biocombustibile ottenuto dalle microalghe può quindi diventare una possibilità,” spiega la dott.ssa Kleinegris. Il progetto ha fornito un’opportunità eccellente ai partner industriali per effettuare test pilota delle loro tecnologie al fine di ottenere soluzioni industriali più affidabili e scalabili per la coltivazione delle microalghe e per la lavorazione a valle. Inoltre, esso ha prodotto dei professionisti altamente qualificati con competenze in microbiologia algale e coltivazione delle microalghe e sistemi di lavorazione. FUEL4ME ha fornito un prezioso contributo alla capacità di ricerca e alla bioeconomia dell’Europa sviluppando conoscenze e capacità in aggiunta a prodotti sostenibili valorizzati ottenuti dalle microalghe. Inoltre, questo procedimento rispettoso dell’ambiente può ridurre la dipendenza dai combustibili fossili.

Parole chiave

Biocarburante, microalghe, FUEL4ME, valutazione del ciclo di vita, acidi grassi polinsaturi

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