Aquicultura para todos

Captura de carbono a partir de florações de algas terrestres

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A ideia exclusiva da Brilliant Planet de capturar carbono criando - e depois enterrando - florescências de algas em desertos costeiros é muito promissora, mas serão necessários centenas de milhões de dólares de investimento para que ela possa atingir plenamente suas ambiciosas metas.

por Senior editor, The Fish Site
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Fazenda piloto da Brilliant Planet no Marrocos

© Brilliant Planet

Em poucas palavras, o negócio gira em torno de encher lagos em desertos costeiros com água do mar rica em nutrientes e, em seguida, semeá-los com algas locais. Embora o Brilliant Planet* inicialmente tivesse como objetivo converter essas algas em ingredientes para ração aquática, desde então eles passaram a secá-las e enterrá-las, como uma forma de captura de carbono.

Trata-se de uma ideia realmente única, mas o carismático fundador da startup, Raffael Jovine, defende com veemência seu potencial, apoiado por pesquisas obtidas em oito anos de testes de campo no Marrocos, em Omã e na África do Sul.

"Estamos em um ponto muito diferente do que estávamos antes - sabíamos que o conceito funcionaria em termos de volumes, mas, além de termos melhorado muito no aspecto técnico e de engenharia, agora sabemos mais do ponto de vista social e ambiental. E, depois de fazermos uma análise completa do ciclo de vida, identificamos outros pontos críticos a serem melhorados antes de aumentarmos a escala", explica Jovine.

A evolução de um conceito único

Bioquímico molecular e biofísico por formação, com vasta experiência em engenharia biológica - adquirida em Yale, MIT, UCSB e Woods Hole - o caminho de Jovine para fundar uma startup foi inspirado por uma viagem de campo a uma das regiões mais remotas do oceano.

"Fui parar na Woods Hole Oceanographic para analisar os fatores ambientais por trás da proliferação de algas nocivas e por que alguns organismos reagem mais do que outros. Na época, o objetivo era acabar com as florações e reduzi-las", lembra ele

No entanto, isso também o fez considerar que fazer o oposto - criar a proliferação de algas - poderia ajudar a fornecer uma solução para as mudanças climáticas.

"Quando estava em missão no Giro do Pacífico Central, percebi que os organismos no meio do giro, apesar da falta de nutrientes, eram fotossinteticamente muito mais eficazes do que qualquer coisa que eu pudesse projetar no laboratório", lembra ele.

A descoberta inspirou Jovine a formular um conceito que fosse bom o suficiente para entrar na lista longa do Virgin Earth Challenge, que mais tarde seria cancelado, e então ele decidiu patenteá-lo em 2008. Desde então, a ideia evoluiu consideravelmente, assim como o nome da empresa - que se transformou de Johna para FeedAlgae e SuSeWi antes do nascimento da Brilliant Planet.

"Na época, não havia mercado de carbono, por isso pensamos em usar as algas para alimentação de gado e aquicultura. Fizemos vários testes de ração e obtivemos resultados fantásticos - as algas eram ricas em proteínas e ômega-3. Mas sempre levaria muito tempo para nos encaixarmos nos esquemas dos grandes produtores de ração: para chegarmos a um tamanho que nos permitisse encher um silo a um preço atraente. Entretanto, o mercado de carbono se desenvolveu desde então e percebemos que, se eliminássemos grande parte do processamento pós-colheita necessário para transformar as algas em ração para peixes, poderíamos ter um custo suficientemente baixo para o carbono", explica ele

A Brilliant Planet conseguiu aumentar drasticamente a taxa de crescimento de algas em seus tanques

A startup planeja enterrar a biomassa resultante como um meio de captura e sequestro de carbono © Brilliant Planet

De acordo com Jovine, isso permitiu que eles se concentrassem quase que exclusivamente na produção - em vez de no processamento - das algas, e eles identificaram áreas para melhorias adicionais.

Uma dessas áreas está relacionada à descoberta das espécies de algas mais eficientes, após extensos testes em seu laboratório em Londres.

"Para os biocombustíveis, as células se dividem uma vez a cada 18 a 21 dias, dependendo do esquema utilizado, mas nossas células se dividem mais de uma vez por dia e há alguns organismos que se dividem até cinco vezes e meia por dia, portanto, ainda há espaço para melhorias. Gostamos de organismos grandes que sejam fáceis de colher, fáceis de manipular e que cresçam rapidamente", reflete Jovine.

Embora planejem se concentrar na produção de uma única espécie por local, eles estão considerando mudar suas espécies de acordo com a estação - por exemplo, usar uma para o verão e outra para o inverno. No entanto, eles não podem usar algas geneticamente modificadas, pois cultivam em sistemas abertos.

"O que quer que cultivemos escapará para o meio ambiente, por isso é muito importante que trabalhemos com organismos naturais e locais do jeito que eles são", enfatiza ele.

O gerenciamento de lagos é outra área em que está havendo progresso.

"Podemos operar nossos lagos um pouco mais quentes do que a superfície local da água do mar - no Marrocos, nossos lagos são dois graus mais quentes do que o mar, o que aumenta significativamente a produtividade", observa Jovine.

Da mesma forma, eles descobriram que o formato dos tanques e a taxa de entrada de água podem afetar significativamente a produtividade. E a equipe também tem se aprofundado nas fisiologias de fotos e nutrientes das algas.

"Analisamos a fisiologia celular fundamental - o que está limitando o crescimento - e somos excepcionalmente fortes na medição do crescimento instantâneo. A qualquer momento, posso dizer exatamente a velocidade com que as algas estão crescendo, e assim podemos medir o impacto, por exemplo, de uma nuvem que passa sobre o lago", explica ele

"Quanto à fisiologia dos nutrientes, embora trabalhemos em áreas com água do mar rica em nutrientes, nunca há nutrientes suficientes, nem carbono suficiente. Mas somos muito melhores do que a natureza, porque manipulamos o sistema - ao otimizar as condições nos lagos, estamos retirando até 10 vezes mais CO2 da água do mar do que aconteceria com uma floração natural de algas no mar", acrescenta

Embora a Brilliant Planet adicione nutrientes aos lagos, isso é feito com cuidado e em uma base sazonal. Atualmente, a principal fonte de nutrientes vem de uma instalação local de fosfato operada pela OCP, que, segundo Jovine, tem um método "muito ecológico" de produção de fosfato ou amônia

"O que não queremos fazer é alimentar organismos competidores ou despejar nutrientes que criarão eutrofização em alto-mar. Se você observar as receitas normais de produção de algas, você adiciona 880 micromoles de nitrato, mas nós adicionamos apenas cerca de 30 micromoles. É muito direcionado", explica ele.

Outro avanço destacado por Jovine é o desenvolvimento de um modelo que leva em conta 54 parâmetros e permite que a empresa preveja a taxa de crescimento das algas em um determinado dia, permitindo que eles ajustem algumas das tecnologias, como as rodas de pás em seus tanques, para otimizar o crescimento de acordo com as condições.

Ele também está confiante de que agora eles têm conhecimento de engenharia suficiente para um aumento drástico de escala.

"Estamos pensando em engenharia de escala muito grande e nosso engenheiro-chefe costumava ser o engenheiro-chefe da Mott MacDonald, que projetou o Thames Tideway - um túnel de 86 km que passa por baixo do Tâmisa e capta 85% do escoamento de Londres", observa ele.

Locais potenciais

Embora Jovine afirme que o governo do Marrocos, que é o local de sua planta piloto, tem dado muito apoio, o projeto também tem feito barulho em outros lugares e atraído a atenção da ONU, que o tornou um de seus projetos de referência da iniciativa blue belt. A Brilliant Planet está agora buscando expandir-se para uma série de locais desérticos costeiros que estão próximos aos sistemas de afloramento de nutrientes mais fortes do mundo - incluindo Chile, Peru e Namíbia - essencialmente tornando-o uma tecnologia de plataforma, de acordo com Jovine

Embora as correntes oceânicas nessas áreas forneçam uma fonte constante de água rica em nutrientes, a startup também está determinada a que suas instalações estejam localizadas apenas em terras que, de outra forma, seriam em grande parte improdutivas e, ainda assim, abençoadas com altos níveis de luz solar - o que proporciona uma situação em que todos saem ganhando em termos de eficiência de recursos.

"Pegamos a água do mar abaixo da profundidade da camada mista e a usamos para encher lagos em terras desérticas vazias, onde não é possível cultivar uma folha de grama. É tudo uma questão de adicionalidade: trata-se de uma nova produção primária que não teria ocorrido de outra forma. Acho que faremos a primeira grande fazenda no Marrocos - temos a terra, temos os relacionamentos - mas não é o lugar mais econômico para se trabalhar, pois o oceano é de energia muito alta e você precisa de uma proteção cara para a entrada de água do mar", explica Jovine

Raffael Jovine, fundador da Brilliant Planet

Apoio à comunidade

Além dos aspectos positivos ambientais, a Brilliant Planet também tem uma forte agenda socioeconômica.

"Estamos trabalhando com comunidades muito humildes à beira do deserto e fornecemos muito treinamento, desde habilidades linguísticas até como operar o Excel. Também aprendemos com as 'soluções para o deserto' dos habitantes locais - maneiras de operar em um ambiente tão hostil", observa Jovine

A empresa já emprega cerca de 40 pessoas, o que a torna a maior empregadora em um condado que é aproximadamente do tamanho do País de Gales, mas tem uma população de apenas 2.200 habitantes. Como resultado, sua presença no Marrocos foi bem recebida, oferecendo empregos altamente qualificados em uma área que, de outra forma, oferece poucas oportunidades para pessoas brilhantes e ambiciosas, especialmente mulheres.

"Cinquenta por cento de nossa equipe são mulheres que, de outra forma, estariam em casa. Os jovens que trabalham para nós normalmente seriam operários em Tarfaya [a cidade mais próxima, a 120 km de distância] se permanecessem na região, mas agora eles podem ficar aqui e trabalhar para nós em profissões especializadas, como eletricistas e engenheiros", explica ele

De acordo com Jovine, a instalação também tem impactos ambientais positivos em sua localidade imediata, pois os lagos refletem mais luz solar do que o deserto e a evaporação deles ajuda a resfriar o ar. Enquanto isso, se for ampliado, o local poderá rejuvenescer as fazendas de bivalves locais ao descarregar a água desacidificada de volta no oceano, melhorando as condições de crescimento.

"Quando atingirmos centenas de hectares de lagoas, isso será significativo o suficiente para que possamos rastrear o impacto que estamos tendo sobre a biodiversidade - estamos apenas começando a coleta de dados de base agora, mas nossa suposição é que nossa desacidificação terá realmente uma qualidade de aumento de produtividade", explica Jovine.

Nem peixe nem ave

A natureza visionária do conceito da Brilliant Planet é uma espécie de bênção mista, de acordo com Jovine, pois não está em conformidade com as tecnologias de captura de carbono mais bem documentadas.

"Não somos uma solução baseada no oceano da mesma forma que as pessoas pensam no aumento da alcalinidade do oceano ou na ressurgência artificial. E, ao mesmo tempo, estamos em terra, mas não estamos cultivando biomassa lenhosa convencional, lignocelulósica, nem armazenando-a da mesma forma. Somos um híbrido, o que significa que tivemos que fazer nossa própria análise de ciclo de vida e desenvolver nossas próprias ferramentas de monitoramento que levam em conta nossos impactos ambientais, bem como nossas remoções de carbono", explica ele

"Armazenamos as coisas de uma maneira diferente - essencialmente mumificamos a biomassa, o que significa que ela é muito salgada, muito seca e bastante ácida. Podemos armazenar 100% do carbono que está incorporado na biomassa e é superestável - medimos todos os dias e tem zero emissões - mas isso requer um nível totalmente diferente de autenticação", acrescenta

O Marrocos tem todos os ingredientes para produzir algas de forma eficiente

A única desvantagem é a natureza de alta energia do oceano, o que significa que a tubulação de entrada de água para a fazenda precisa ser extremamente robusta © Brilliant Planet

Como resultado, ele argumenta que os investidores precisam ver a oportunidade com uma nova perspectiva.

"Pense em nós como uma empresa de serviços públicos: fornecemos um serviço comunitário que é melhor se você pagar por ele do que se não o tiver. Portanto, o modelo de serviço público funcionará muito bem quando formos grandes o suficiente e as pessoas tiverem visto um desses sites funcionando. Quando uma grande fazenda estiver funcionando, a troca de mensagens se tornará muito mais fácil. Mas agora tudo se resume à captação de recursos na escala de financiamento de projetos ou de serviços públicos. Acho que se arrecadássemos entre US$ 250 milhões e US$ 400 milhões, a empresa se tornaria suficientemente geradora de caixa para que pudéssemos sempre construir o próximo site. Esse é o limite para nos tornarmos autofinanciáveis", explica Jovine.

Atualmente, custa à Brilliant Planet cerca de US$ 800 para produzir algas suficientes para sequestrar uma tonelada de carbono, mas Jovine espera que esse custo caia vertiginosamente assim que eles conseguirem aumentar a escala, sugerindo que o modelo será lucrativo a médio prazo.

"Nós nos vemos chegando muito rapidamente a cerca de US$ 250 por tonelada e, em seguida, a cerca de US$ 100 por tonelada em 6 a 7 anos, dependendo da rapidez com que aumentarmos a escala. E vemos o mercado de carbono pagando US$ 250 por tonelada até 2030, se não antes", prevê ele

"Por unidade de área, capturamos cerca de 30 vezes mais carbono do que uma floresta. É um sistema muito produtivo, mas também muito mais caro do que o manejo de uma floresta. No entanto, em comparação com a captura de ar ou a eletrólise, na verdade usamos muito menos energia por tonelada de CO2 removido", acrescenta

Olhando para o futuro

Além de aumentar a produção e expandir para vários países, a Jovine está procurando compartilhar a infraestrutura com outros setores, a fim de reduzir custos e aumentar os fluxos de renda.

"Uma área de 1.000 hectares a 100 m de altitude poderia armazenar 1,9 GW horas de eletricidade todos os dias. Portanto, do ponto de vista do equilíbrio da rede, seríamos a solução definitiva de bomba-hidroelétrica. No pico da demanda, à noite, poderíamos descarregar e recapturar 85% dessa energia. Ainda somos uma empresa pequena, portanto, desenvolver essas coisas não é algo que possamos fazer sozinhos, mas isso seria outro marco", reflete ele.

Embora a ambição final de Jovine seja criar uma rede internacional de tanques de produção de algas que cubram milhares de hectares, no curto prazo ele está procurando construir uma instalação em escala semicomercial. E ele acredita que a arrecadação de US$ 20 milhões lhe permitirá provar seu conceito exclusivo e abrir caminho para um setor que poderia não apenas revolucionar a captura de carbono e promover a biodiversidade, mas também criar comunidades prósperas em algumas das zonas mais marginais do planeta.

*A Brilliant Planet faz parte do portfólio de investimentos da Hatch, mas o The Fish Site mantém a independência editorial.

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