Jonathan Trent: Energia produzida em caixas flutuantes de algas

Chama-se 'combustível sem fósseis': Jonathan Trent está trabalhando em um plano de crescimento do novo biocombustível cultivando em caixas flutuantes em alto-mar microalgas que se alimenta do esgoto das cidades. Ouça sua visão de grupo do Projeto OMEGA (Ambientes fechados em alto mar para crescimento da alga) e como ele pode fornecer energia para o futuro.

Há alguns anos, passei a tentar entender

se havia a possibilidade de desenvolver biocombustível

em quantidade que realmente competisse com o combustível fóssil,

mas não competisse com a agricultura por água,

fertilizantes ou terra.

Eis o que consegui.

Imagine que nós construímos um cercado que colocamos

dentro da água, e enchemos com esgoto

e algumas formas de microalgas que produzem petróleo,

e fazemos isto a partir de um material flexível

que se move com as ondas subaquáticas,

e o sistema que vamos construir, claro,

usa a energia solar para fazer crescer as algas,

elas usam CO2, o que é bom,

e elas produzem oxigênio enquanto crescem.

As algas que crescem estão em um recipiente que

distribui calor para as águas no entorno,

e vocês podem colhê-las e fazer biocombustível,

cosméticos, fertilizantes e ração para animais,

claro, teriam que fazê-lo em uma grande área,

e teriam que se preocupar com outros interessados

como pescadores, navios e coisas assim, mas olhem,

estamos falando de biocombustível,

e sabemos da importância da possibilidade de

conseguir um combustível líquido alternativo.

Por que estamos falando de microalgas?

Aqui vocês veem um gráfico que mostra os diferentes tipos

de plantas cotadas para fazer biocombustível,

e vocês podem ver coisas como soja,

que faz 50 litros por 1.000m² por ano,

girasol, canola, jatrofa ou palma, e aquele

gráfico no alto mostra quais microalgas podem servir.

Ou seja, para dizer que as microalgas geram entre 2.000

e 5.000 litro por 1.000m² por ano,

comparado aos 50 litros por 1.000m² por ano da soja.

Então o que são microalgas? Microalgas são micro --

isto é, são extremamente pequenas, como podem ver aqui

uma foto desses organismos unicelulares

comparada a um cabelo humano.

Esses pequenos organismos estão por aí

a milhões de anos e há milhares

de espécies de microalgas diferentes no mundo,

estre elas, estão as plantas cujo crescimento é o mais rápido do planeta,

que produzem, como mostrei a vocês, muito, muito petróleo.

Por que queremos fazer isto em alto mar?

A razão é que se examinarmos

nossas cidades litorâneas, não há escolha,

pois estaremos usando esgoto, como eu sugeri,

e se examinarem onde há mais plantas do tratamento

de esgoto, elas estão ligadas às cidades,

Esta é a cidade de São Francisco, que já tem 1350km

de saídas de esgoto sob a cidade,

e o libera em alto mar.

Varias cidades mundo afora tratam seu esgoto

de modo diferente. Algumas cidades processam.

Algumas cidades só liberam a água.

Mas em todos os casos, a água que é liberada

é perfeitamente adequada para cultivar microalgas.

Vamos imaginar como será o sistema.

O chamamos de OMEGA, um acrônimo para

Ambientes fechados em alto mar para cultivar alga.

Na NASA, é preciso ter bons acrônimos.

Como funciona? De algum modo já mostrei como funciona.

Colocamos esgoto e alguma fonte de CO2

em nossa estrutura flutuante,

e ele fornece os nutrientes para as algas crescerem,

elas sequestram o CO2 que de outra forma iria embora

para a atmosfera como gás de efeito estufa.

Elas, claro, usam a energia solar para crescer,

e a energia das ondas da superfície fornece a energia

para misturar as algas, e a temperatura

é controlada pela temperatura da água do entorno.

A alga que cresce produz oxigênio, como mencionei,

e também produz biocombustível, fertilizantes, alimentos,

e outros produtos de interesse derivados da alga.

E o sistema é fechado. O que quero dizer com isto?

É modular. Digamos que algo acontece que é

totalmente inesperado em um dos módulos.

Ele vaza. É atingido por um raio.

O esgoto que vaza é a água que já

vai para o ambiente costeiro, e

a alga que vaza é biodegradável,

e como estão vivendo de esgoto,

elas são algas de água doce, ou seja elas não

podem viver em água salgada, daí elas morrem.

O plástico que usaremos é do tipo

bem conhecido de plástico que nós tivemos boas experiências, e

reconstruiremos nossos módulos para podermos reutilizá-los.

Seremos então capazes de ir além ao pensarmos

neste sistema que estou mostrando, e isto é para dizer que

precisamos pensar em termos de água, de água doce,

que também será um problema no futuro,

e agora estamos trabalhando nos métodos

para recuperar o esgoto.

Outra coisa a se considerar é a estrutura.

Ela fornece uma superfície para as coisas dentro do oceano,

e esta superfície, recoberta de alga marinha

e outros organismos dentro do oceano,

irá se tornar um habitat marinho,

o que aumenta a biodiversidade.

E finalmente, por ser uma infraestrutura no mar,

podemos pensar em como ela pode contribuir

para uma atividade de agricultura no mar.

Daí vocês devem estar pensando... "Isto parece

uma boa idéia. O que podemos fazer para ver se é real?"

Bom, eu fundei laboratórios em Santa Cruz

nas instalações de Caça e Pesca da Califórnia,

e essas instalações nos permitem

testar algumas destas ideias.

Fizemos também experiências em São Francisco

em uma das três estações de tratamento de esgoto,

mais uma área para testar idéias.

E finalmente, queríamos saber onde poderíamos analisar

qual o impacto que esta estrutura teria

no ambiente marinho, montamos um campo experimental

num lugar chamado Laboratório Marinho Moss Landing

na baia de Monterey, trabalhamos num porto

para ver o impacto nos organismos marinhos.

O laboratório que nós montamos em Santa Cruz era nosso escritório.

Era um lugar no qual cultivávamos alga,

plástico soldado e ferramentas de construção

e cometendo muitos erros,

ou, como Edison disse,

as 10.000 maneiras de como o sistema não funcionaria.

Cultivamos algas em esgoto e construímos ferramentas

que nos permitem entrar na vida das algas

para monitorar a forma como crescem,

o que as fazem felizes, como nos certificar que

teremos uma plantação que sobreviverá e prosperará.

A característica mais importante que precisávamos desenvolver foram

as chamadas fotobioreatores, PRB em inglês.

Essas eram as estruturas que poderiam flutuar na

superfície, feitas de um material barato de plástico

que permite às algas crescerem, e tivemos que fazer muitos e muitos

projetos, a maioria dos quais resultaram em fracassos horríveis,

e finalmente quando chegamos a um que funcionou,

por volta de 114 litros, nós crescemos

para 1.700 litros em São Francisco.

Deixem-me mostrar-lhes como o sistema funciona,

Pegamos o esgoto com a alga de nossa preferência,

e o circundamos através dessa estrutura flutuante,

tubular de plástico flexível,

e ela circula através desta coisa,

e há a luz do sol, claro, na superfície,

e a alga cresce com os nutrientes.

Mas isso é como colocar sua cabeça em um saco plástico.

As algas não se sufocam devido ao CO2,

como nós.

Elas se sufocam devido ao oxigênio, e elas

não se sufocam, mas o oxigênio que elas produzem

é problemático, e elas usam quase todo o CO2.

A próxima coisa a descobrir era como poderíamos

remover o oxigênio, o que fizemos ao construir esta coluna

na qual circula parte da água,

e devolver o CO2, o que fizemos borbulhando o sistema

antes de recircular a água.

O que veem aqui é um protótipo,

a primeira tentativa de construir este tipo de coluna.

A coluna mais larga que instalamos em São Francisco

no sistema instalado.

Daí a coluna tinha na realidade outra característica,

isto é, a alga povoando a coluna

o que nos permite acumular a biomassa da alga

em um ambiente em que facilmente conseguimos colhê-la.

Daí removeríamos as algas que se concentram

no fundo desta coluna, e poderíamos

colhê-las por um procedimento em que deixa-se as algas flutuando

e elas podem ser retiradas por uma rede.

Queríamos também investigar qual seria o impacto

desse sistema no ambiente marinho,

como disse, montamos esta experiência em um campo

no Laboratório Marinho Moss Landing.

Bem, descobrimos que, claro, este material se tornava

cheio de alga, e precisávamos desenvolver

um processo de limpeza, e poderíamos ver como

os pássaros e mamíferos marinhos interagem, e de fato vocês

veem aqui uma bergamota que achou isto incrivelmente interessante,

e periodicamente faria seu caminho através desta pequena

cama de água flutuante, queríamos contratar esse bicho

ou treiná-lo para limpar a superfície,

mas isto é para o futuro.

Agora o que estávamos realmente fazendo,

era trabalhar em quatro áreas.

Nossas pesquisas cobrem a biologia de um sistema,

a qual inclui estudar como as algas crescem,

mas também o que as comem, e o que as mata.

Usamos engenharia para entender o que precisaríamos

para construir esta estrutura,

não só em pequena escala, mas como construiríamos

em uma escala enorme que é, no fundo, o que se precisa.

Mencionei que observamos os pássaros e mamíferos marinhos

e examinamos o impacto ambiental

do sistema e finalmente examinamos os custos,

o que quero dizer com custos é

quanta energia é necessária para o sistema funcionar?

Vocês conseguem mais energia do sistema

do que vocês têm de dar ao sistema

para ele conseguir funcionar?

E quais os custos operacionais?

Quais os custos de capital?

E o que dizer de toda a estrutura econômica?

Deixem-me dizer, não será fácil,

e há muito mais trabalho a ser feito em todas as quatro

áreas para fazer o sistema funcionar de verdade.

Mas não temos muito tempo, gostaria de lhes mostrar

uma concepção artística de como será este sistema

se estivermos em uma baía fechada

em algum lugar do mundo, temos ao fundo

desta imagem, a estação de tratamento de água

e uma fonte de gás para CO2,

mas quando você analisar a parte econômica deste sistema,

descobrirá que de fato será dificil fazê-lo funcionar.

A menos que veja o sistema como uma forma de tratar o esgoto

um sequestrador de carbono e potencialmente painéis fotovoltáicos,

energia de ondas, ou mesmo energia eólica,

se pensarem na integração

de todas estas diferentes atividades,

poderam também incluir uma área de aquacultura.

Daí teríamos sob este sistema uma aquacultura de ostras

na qual cultivaríamos moluscos ou escalopes.

Estamos cultivando ostras e coisas

que produziriam produtos de alto valor, alimentos,

e conduziria o mercado a medida que construímos o sistema

em um escala cada vez maior, de forma a se tornar, no final,

competitivo com a idéia de fazer combustíveis.

Sempre há uma grande questão que surge,

já que plástico no oceano tem uma péssima reputação

e estamos pensando do berço ao berço.

O que faremos com todo este plástico que

precisaremos usar em nosso ambiente marinho?

Bom, não sei se sabem disso,

mas na Califórnia, há uma enorme quantidade de plástico

que é usada no campo como cobertura plástica,

este é o plástico usado nestas pequeníssimas estufas

ao longo da superfície do solo, e isto fornece

calor para o solo ampliando a estação do crescimento,

permitindo controlar as sementes,

e, claro, torna o regar muito mais eficiente.

Daí o sistema OMEGA será parte

deste tipo de resultado, e quando tivermos terminado

de usá-lo no ambiente marinho, o usaremos,

com sorte, no campo.

Onde colocaremos isto,

e qual a aparência em alto-mar?

Eis uma imagem do que faríamos na baia de São Francisco.

São Francisco produz 246 milhões de litros por dia

de esgoto. Se imaginarmos um tempo de retenção de 5 dias.

para este sistema, precisaríamos de 1.230 milhões de litros

para acomodar, e isso seria por volta de 5.200.000m²

destes módulos flutuantes OMEGA na baia de São Francisco.

Bom, isso é menos de 1%

da área da superfície da baia.

Ele Produziria 2.000 litros por 1.000 m² por ano,

mais de 7,6 milhões de litros de combustível

que é 20% do biodiedel,

ou do diesel necessário em São Francisco,

e isso nada tem a ver com eficiência.

Onde mais poderíamos instalar este sistema?

Há muitas possibilidades.

Há, claro, a baia de São Francisco, como mencionei.

A Baia de São Diego é outro exemplo,

A Baia Mobile, a baia Chesapeake, mas nas realidade,

como o nível do mar sobe, haverá muitas, muitas

novas oportunidade a considerar. (Risos)

O que estou lhes mostrando é um sistema

de atividades integradas.

Produção de biocombustíveis integrada com energia alternativa

que é integrada com aquacultura.

Saí a procura de um jeito

para inovar a produção de biocombustíveis sustentável,

e no caminho descobri que o que realmente precisamos

para sustentabilidade é mais integração do que inovação.

A longo prazo, tenho muita fé

em nossa capacidade coletiva e conectiva.

Acho que quase não há limites para o que podemos fazer

se formos radicalmente abertos

e não nos importarmos com quem levará os créditos.

Soluções sutentáveis para nossos problemas futuros

serão diversificadas

e serão muitas.

Acho que precisamos considerar tudo,

tudo de alfa a OMEGA.

Obrigado. (Aplausos)

(Aplausos)

Chris Anderson: Uma perguntinha rápida, Jonathan.

Este projeto pode continuar a progredir dentro

da NASA ou precisa de um fundo de energia verde

mais ambicioso que chegue e o assuma ?

Jonathan Trent: Chegamos a um estágio agora

na NASA no qual eles gostariam de mandar isto

para fora, e há um monte de questões

para se fazer isto nos E.U.A devido a questões de permissão

limitada e o tempo necessário para conseguir as permissões

para fazer coisas em alto mar.

Na realidade, ele necessita, neste momento, de pessoas de fora,

e estamos sendo radicalmente abertos com esta tecnologia

que iremos colocar a disposição

para quaisquer e todos interessados

em pegar e tentar realizá-lo.

CA: Isto é interessante. Você não está patenteando isto.

Você está publicando.

JT: Absolutamente.

CA: Certo. Muito obrigado.

JT: Obrigado. (Aplausos)