Quella energetica è una delle sfide che l'umanità dovrà affrontare nei prossimi anni in particolar modo in relazione allo sfruttamento delle risorse terrestri e all'impatto ambientale, sia in fase di produzione che di utilizzo. Tra le sperimentazioni più interessanti in corso in tutto il mondo vi sono quelle connesse alle microcolture algali. In Italia tra le realtà che studiano e lavorano con le alghe vi è Microlife, diretta da un giovanissimo amministratore delegato, Matteo Villa, esperto di energie rinnovabili e biotecnologie green.
E' davvero possibile ottenere energia dalle alghe?
Le biotecnologie associate allo sviluppo di microalghe, batteri e nuovi enzimi, stanno gettando le basi per realizzare biocarburanti che potranno sostituire - assieme alle altre tecnologie pulite di produzione di energia - i combustibili fossili. In merito alla produzione energetica, possono permettere di produrre sia biogasone - attraverso la digestione anaerobica - che biocarburanti utilizzabili per diversi mezzi, dalle auto agli aerei. L'utilizzo delle alghe ha numerose potenzialità che spaziano dai biocarburanti a tutta una serie di altri settori. I vantaggi integrati che discendono dal loro uso, considerati nella loro globalitàrendono interessanti tali colture, sia per i risultati e i benefici che possono comportare, sia dal punto di vista economico anche perché delle alghe non si butta davverovia nulla. Con la parte oleica si possono produrre biocarburanti, mentre la biomassa secca può essere impiegata nella cosmesi, nella nutraceutica e nella farmaceutica (dagli omega 3 e 6 agli antinfiammatori) fino ai mangimi per pesci. Tra gli utilizzi vi è peraltro quello legato alla produzione di importantissimi integratori alimentari come la spirulina, alga che può contribuire a combattere il problema della fame nel mondo grazie al suo alto contenuto proteico e che stiamo producendo in piccole coltivazioni per missioni espazi gestiti da ONG in paesi in via di sviluppo. Peraltro, i proprietari di impianti fotovoltaici sono sempre alla ricerca di colture che possano crescere sotto i pannelli: la spirulina si presta particolarmente a crescere sotto serre fotovoltaiche, con un ottimo rendimento economico a differenza dialtre colture.
Quali sono gli obiettivi e le sperimentazioni a cui sta lavorando Microlife?
Le alghe possono essere prodotte sia 'outdoor' che 'indoor'. Nelle sperimentazioni di Microlife lavoriamo per realizzare dei fotobioreattori ad alto rendimento, ovvero degli impianti industriali a tecnologia avanzata a forma di silos all'interno dei quali si coltivano le alghe. La coltura in un ambiente chiuso comporta una serie di vantaggi come basse perdite di acqua per evaporazione - il che ne rende possibile la coltivazione anche in territoripoveri di risorse idriche - la protezione da inquinanti esterni, una maggiore rendita dell'energia solare - oltre che con la fotosintesi - per 'l'effetto serrà che si produce nei silos che innalza la temperatura interna, incrementando la velocità di crescita delle alghe. Ovviamente vi sono delle varianti a seconda del risultato da raggiungere: se le alghe sono destinate ad uso farmaceutico e cosmetico serve poca coltura ma di alta qualità, per i biocarburanti è invece necessario ottenere una quantità notevole. Lei sostiene che vi siano numerosi vantaggi rispetto all'impiego di altre coltivazioni normalmente usate per i biofuel. Potrebbe dirci di più? Le alghe, a differenza di altri tipi di colture con cui si realizzano biocarburanti, non sono concorrenziali con le colture alimentari non richiedendo terreni agricoli e non necessitano di pesticidi. Possono poi essere coltivate sia in acqua di mare che in acque reflue. Ma vi è anche un'altra grande differenza in termini di rendimenti: con un ettaro coltivato a mais, soia o palma si riescono a produrre solamente 700 - 1000 litri l'anno. Con le alghe, invece,nelle nostre regioni e climi, grazie ai bioreattori, si può arrivare a 20 tonnellate per ettaro l'anno e nelle aree tropicali anche a 30. Normalmente queste tecnologie sono utilizzate in zone con aree tropicali. Si pensi alle Hawaii ove il clima è costante tutto l'anno e sono realizzati grandi impianti. Uno dei nostri obbiettivi è la realizzazione di fotobioreattori che consentano una produzione su larga scala in climi europei. La possibilità di adeguare, ad un prezzo accettabile, queste colture in Europa permetterebbe una produzione diffusa in impianti di dimensioni minori. Le alghe permetterebbero di realizzare un 'federalismo energetico', ovvero delle produzioni energetiche diffuse contrapposte ai mega impianti da cui poi i biocarburanti devono essere trasportati in giro per il mondo. In Italia, ogni provincia potrebbe avere la sua propria produzione locale, a chilometro zero. A riguardo è importante usare microalghe locali sia perché da un lato, essendo nel loro ambiente, riescono a crescere meglio e più forti, sia perché così si evita il rischio di inquinamento biologico a cui si potrebbe incorrere importando speci non autoctone.
Può farci un esempio concreto di coltura delle alghe e dei correlati vantaggi, magari ambientali?
Le alghe crescono benissimo ove c'è l'inquinamento del quale si nutrono. Possono infatti purificare le acque grazie alle loro capacità di sequestrare, rimuovere o trasformare sostanze qualil'azoto, fosforo, metalli pesanti e assorbendo grandi quantità di anidride carbonica - ovvero fino a due kg per ogni chilogrammo di massa algale prodotta - e nitrati. A tal riguardo, tra le sperimentazioni con più successo che abbiamo realizzato negli ultimi anni vi è l'integrazione dei processi di crescita di microalghe in contesti ove tale coltura apporti ulteriori vantaggi come, ad esempio, in aziende agricole o in discariche di rifiuti solidi urbani perché in tal modo 'si chiude il ciclo' riducendo le emissioni di CO2. Immaginate un fotobioreattore integrato ad un impianto industriale nel quale le alghe siano immerse nell'acqua calda servita per raffrettare i motori e che siano nutrite con la CO2 emessa dall'industria. In tale direzione, abbiamo realizzato degli studi ed esperimenti in alcune discariche del Lazio. La discarica grazie alla biodigestione anaerobica dei rifiuti produce biogas - costituito principalmente da metano e anidride carbonica - che viene bruciato per produrre energia elettrica. L'anidride carbonica emessa dall'impianto viene data "in pasto" alle microalghe che, come biomasse, vengono 'buttatè in digestori anaerobici che producono ulteriorebiogas. L'acqua sporca dei digestori anaerobici, carica di nitrati, viene riutilizzata per le colture visto che le alghe si nutrono di azoto e la sua alta temperatura serve a mantenere a temperatura le alghe. Ricapitolando, con un tale impianto abbiamo assorbito l'anidride carbonica, ridotto i nitrati, pulito l'acqua e prodotto biogas.
A che punto è la sfida nell'utilizzo delle microalghe ai fini energetici?
La sfida su cui si gioca la convenienza delle microalghe è la quantità di coltura che si può fare su un metro quadro a prezzi convenienti. In base ai nostri esperimenti i dati che emergono dicono che può funzionare su larga scala sia per produrre biofuelche per il biogas ove la coltura delle alghe si inserisca in un contesto più ampio. Una coltura realizzata in situazioni in cui ci sonol'anidride carbonica, l'acqua calda utilizzata per raffreddare dei motori che viene riutilizzata per tenere in temperatura le alghe e l'azoto da abbattere, crea un contesto in cui vi sono una serie di vantaggi che renderanno la coltura delle alghe concorrenziale rispetto alla produzione di altri biocarburanti ein generale dei carburanti fossili i cui prezzi sono sempre crescenti, il che li rende sempre meno convenienti.
