Sapphire Energy sammelt 144 Millionen US-Dollar für eine Algenfarm

Diese Woche gab das Algen-Biokraftstoff-Startup Sapphire Energy bekannt, dass es 144 Millionen US-Dollar an neuen Mitteln erhalten hat, was einer Gesamtsumme von über 300 Millionen US-Dollar entspricht.

Das Unternehmen, das weniger als fünf Jahre alt ist, hat schnell eine 300 Hektar große Algenfarm gebaut, um sein Verfahren zur Herstellung von Algenöl in großem Maßstab zu demonstrieren. Die US-Regierung hat über 100 Millionen US-Dollar der Investitionen bereitgestellt, darunter ein Zuschuss von 50 Millionen US-Dollar nach dem Recovery Act, der teilweise die Schaffung von Arbeitsplätzen fördern soll.



Die schnelle Expansion von Sapphire wirft jedoch die Frage auf, ob es seine Technologie zu früh skaliert. Einige ihrer Ideen zur Kostensenkung für Algenbrennstoffe befinden sich noch in einem zu frühen Stadium, um auf der neuen Farm umgesetzt zu werden. Diese Technologien könnten sich jedoch als entscheidend erweisen, um seine Kraftstoffe wettbewerbsfähig zu machen.

Zu wissen, wann Technologien aus dem Labor in groß angelegte Demonstrationen verschoben werden müssen, ist eine ständige Herausforderung für Energie-Startups. Nach Ansicht einiger Experten ist Range Fuels, ein Startup, das gegründet wurde, um Ethanol aus Holzspänen zu produzieren, gescheitert, weil es zu früh eine Großanlage gebaut hatte, bevor die Fehler im kleineren Maßstab aus seiner Technologie herausgearbeitet worden waren. Infolgedessen funktionierte die Anlage nicht gut genug, um wirtschaftlich zu sein.

Die neue Finanzierung wird es Sapphire ermöglichen, den Bau seiner Algenfarm in der Nähe der kleinen Stadt Columbus, New Mexico, nördlich der amerikanisch-mexikanischen Grenze abzuschließen. Ein 100-Acre-Segment der Farm ist bereits fertiggestellt, und wenn das gesamte Projekt abgeschlossen ist, wird Sapphire bis 2014 die Kapazität haben, etwa 1,5 Millionen Gallonen Algenrohöl zu produzieren, das an Raffinerien zur Herstellung von Chemikalien und geliefert werden kann Kraftstoffe wie Diesel und Benzin.

Algen sind als Brennstoffquelle attraktiv, da die Mikroorganismen von Natur aus große Mengen Öl produzieren und in mit Brack- oder Salzwasser gefüllten Teichen angebaut werden können, sodass sie weder Süßwasservorräte noch hochwertiges Ackerland verbrauchen. Algen sind jedoch teuer in Anbau und Ernte, daher wurden sie bisher kommerziell nur zur Herstellung relativ hochwertiger Produkte wie Kosmetika und Nahrungsergänzungsmittel verwendet.

Sapphire hofft, die Kosten für die Herstellung von Algenkraftstoffen zu senken, indem jeder Teil des Produktionsprozesses geändert wird. Dazu gehören die Erhöhung der Qualität und Menge des produzierten Öls, die Reduzierung der Kosten für den Bau von Teichen und die Entwicklung kostengünstiger Möglichkeiten zur Ölgewinnung. Das Unternehmen strebt ein Produkt an, das mit einem Ölpreis von 85 USD pro Barrel konkurrenzfähig ist, und erwartet, dieses Ziel zu erreichen, sobald es in etwa sechs Jahren die volle Produktion erreicht hat. Öl kostet heute über 100 Dollar pro Barrel.

Um diese Kostenziele zu erreichen, sind erhebliche Innovationen erforderlich. Letztes Jahr kamen zwei Studien des National Renewable Energy Laboratory in Golden, Colorado, zu dem Schluss, dass algenbasierter Diesel, der durch die Erweiterung bestehender Algentechnologien hergestellt wird, ein Vielfaches der Kosten herkömmlicher Dieselkraftstoffe betragen würde. Laut einer der Studien würde die Herstellung von Algendiesel etwa 9,84 USD pro Gallone kosten, im Gegensatz zu 2,60 USD pro Gallone für Petrodiesel, die im Januar 2011 anfielen. Andere Studien gehen von noch höheren Kosten aus.

Die Erhöhung der Ölmenge, die Algen produzieren, ist eine der vielversprechendsten Möglichkeiten zur Kostensenkung. Eine Reihe anderer Algen-Biokraftstoff-Unternehmen manipulieren ihre Algen gentechnisch, um die Produktion zu steigern, aber Sapphire hat stattdessen eine schnelle Methode entwickelt, um Algen zu züchten, diejenigen mit Eigenschaften auszuwählen, die die Ölproduktion verbessern können, und Öl herzustellen, das dem Rohöl nahe genug ähnelt dass es in gewöhnlichen Raffinerien verarbeitet werden kann.

Saphir hat auch Algen gezüchtet, die in offenen Teichen gedeihen können. Andere Algen-Biokraftstoff-Unternehmen verwenden geschlossene Behälter, die teurer sind, aber dazu beitragen können, die Algen vor Raubtieren, Pilzkrankheiten und anderen Algenstämmen zu schützen, die einen Teich besetzen könnten. Saphir hat krankheitsresistente Algen gezüchtet, die unter rauen Bedingungen wie hohem pH-Wert oder Salzgehalt wachsen können, die die meisten anderen Organismen nicht vertragen, wodurch die Konkurrenz reduziert wird. Es hat sie auch gegen bestimmte Chemikalien resistent gemacht, die das Wachstum anderer Organismen hemmen.

Eine weitere große Herausforderung ist die Algenernte. Es braucht etwa 1.000 Gramm Wasser, um 1 Gramm Algen zu züchten, und die effiziente Trennung der beiden und die Extraktion des Öls kann viel Energie erfordern. In Anlehnung an Techniken aus Wasseraufbereitungsanlagen behandelt Sapphire die Algen mit Chemikalien, die sie verklumpen lassen. Die Algen können von der Oberfläche abgequetscht werden, sagt Tim Zenk, Vice President of Corporate Affairs bei Sapphire Energy. Das Ergebnis ist eine nasse Gülle, die noch viel Wasser enthält. Saphir behandelt dies mit Lösungsmitteln bei hohen Drücken und Temperaturen, um drei Produktströme herzustellen: Algenöl, Nährstoffe wie Phosphate und die übrig gebliebene Biomasse. Das Öl geht an eine Raffinerie, und die Nährstoffe und Biomasse werden verwendet, um weitere Algen zu ernähren.

Das Unternehmen sucht nach Möglichkeiten, andere Kosten zu senken. Anstatt Betonteiche zu bauen, baut es billigere Teiche aus Schmutz und wasserdichter Auskleidung. Es plant, die Liner schließlich abzuschaffen und Teiche zu bauen, die Reisfeldern ähneln. Sapphire ersetzt auch energieintensive Schaufelräder, die zur Zirkulation der Algen verwendet werden, durch effizientere Pumpen und plant, Systeme zu entwickeln, die nur den Wind verwenden, der über die Wüsten von New Mexico fegt.

Gemeinsam mit der Münchner Linde Group entwickelt das Unternehmen eine kostengünstige Möglichkeit, die Algen mit Kohlendioxid zu versorgen, das für eine hohe Produktivität entscheidend ist. Linde hat Systeme zur Versorgung von Gewächshäusern mit Kohlendioxid aus einer Raffinerie entwickelt.

Schließlich, so Zenk, könnte das Unternehmen irgendwann auf Gentechnik zurückgreifen, um die Leistung seiner Algen weiter zu verbessern.

Nach seiner Fertigstellung wird das neue 300 Hektar große Algenfarmprojekt voraussichtlich etwa 100 Barrel Algenrohöl pro Tag oder 35.000 pro Jahr produzieren. Zenk sagt, dass der Prozess ohne die Skaleneffekte, die mit viel, viel größeren Farmen – 1.000 bis 5.000 Acres – einhergehen werden, wirtschaftlich nicht rentabel sein wird.

Sapphire ist ein Hauptnutznießer der US-Regierung. Es erhielt einen Zuschuss von 50 Millionen US-Dollar im Zusammenhang mit dem Recovery Act von 2009 und eine Darlehensgarantie von 54 Millionen US-Dollar vom US-Landwirtschaftsministerium. Die ersten Kunden könnten das US-Militär sein, das seine Kraftstoffe evaluiert. Zu den frühen Geldgebern von Sapphire gehörten Bill Gates und ein Rockefeller-Familienfonds. Monsanto ist ein weiterer wichtiger Geldgeber. Es hat eine F&E-Vereinbarung mit Sapphire, um Gene in Algen zu identifizieren, die Mais, Baumwolle und Sojabohnen widerstandsfähiger gegen Dürre und anderen Stress machen und ihren Ertrag steigern könnten.

Phil Pienkos, ein Forscher am National Renewable Energy Lab, sagt, dass Sapphire eine Reihe guter Dinge tut, um die Kosten zu senken. Er sagt jedoch, dass es eine Herausforderung sein wird, Algenkraftstoffe wettbewerbsfähig zu machen. Es braucht ein gewisses Maß an Vertrauen, dass es dort ein Geschäft geben wird, sagt er.

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