Algae – the energy solution?Algae  the energy solution?Presentation by Sebastian Olényi – ESBS, may 2009

The energy challengegy g Oil production runs out out 

Climate warms due to CO2to CO2

We need more energyenergy

Alternative sources   d dare needed

Algae advantagesg g ‘Food vs. fuel’ becomes food and fuelfood and fuel

normal crops have only a 1% photosynthetic effiency, 1% photosynthetic effiency, algae at least 5% (presumably up to 14% in optimum conditions)

algae have a low land f i   ki   i ld   f footprint, making yields of biomass 15times higher than for normal cropsthan for normal crops

can use saline water

The biofuel feedstock

Vast amount of possibilitiesp

Requirements for an algae startupq g p• Top algae scientists• Algae production experienceg p p• Structured Programs• Strain selection• Cultivation development• Extraction• Scale up• Scale‐up• Product Development• Strong partnerg p

• Capacity for Technology Risk• Professional execution• Professional culture Professional culture

Example processp p

The next stepsp• Pilot facility• CO2 CO2

• Access• Competence to operate

• Sales contracts• Vegetable Oil• Protein/Carbohydrates Protein/Carbohydrates

• produce ethanol, biodiesel, milk, animal feed  and compost fertilizerp

• Commercial Plant design• Commercial roll out plan

Challengesg Overall challenge is to develop low‐cost high‐productivity

d i       l  (    h ) production systems at scale (e.g. 1000 hectares): Open ponds account for > 90% current worldwide 

d i  b       i     i  f  bi f lproduction, but > 10 times too expensive for biofuels Photobioreactors are excellent for high‐value products, but 

    i     i  f  bi f l>> 100 times too expensive for biofuels Technical challenges are mostly upstream ‐ related to algae biology & transition from lab to outdoors

Lessons LearnedLessons Learned

Many microalgae can accumulate neutral lipidsAll  l   d  l   f bi All algae produce lots of biomass

GMO‐engineering of algae is difficult Diatoms and greens most promising No perfect strain for all climates, water types

Harvesting algal blooms from oceansg g not energetically or cost effective sea water is oligotrophic have to add nutrients like iron

low cell densities Exception coastal lagoons, possible contained environment

E.g. Commerically Spirulina from Lake Texcoco and cyanobacterialblooms in Oregon ‐ again limited

Open‐pond approachp p pp Biomass fast, easy and cheapC i i Contamination

Density Harvesting

Bioreactor‐approachpp GMO‐containmentB  f   ld  i Better for cold regions

Controlled environment Lipid induction Expensive

So Are Microalgae a RealisticSo Are Microalgae a RealisticSource of Biofuels?Source of Biofuels? YesB       ill l ki  i   h  b i  R&D    k   h   But we are still lacking in the basic R&D to make them viableI   ill  k   i   d  It will take time and money

Our project?p j

Biology as long as possible: Biodiesel

Ability to sustain production of high oil yielding microalgae strainshigh‐oil‐yielding microalgae strains

Ability to extract the oil from the algaealgae

Capability of converting of microalgal oil into Biodieselmicroalgal oil into Biodiesel

Identifying the high‐yielding i l l t imicroalgal strains

Identifying the most optimal th d  t   lti t  thmethods to cultivate them

Carbon capturingp g

R&D‐head Jean‐Yves Malpote is in conseil d‘administration Local strains are best‐fitted Wastewater usage?

Project suggestionj gg Harvest  and identify local strains from StrasbourgG   d  l   h  f  bi d i    li id  Grow and select them for biomass‐production or lipid productionT   Try wastewater‐treatment

Test genetical engineering for lipid‐content enrichment