Microalgas marinas canarias, aliadas de la descarbonización

Existen seres vivos microscópicos que son capaces de convertir las emisiones de CO₂ en biomasa con numerosas aplicaciones industriales de alto interés, desde biocombustibles y biomateriales hasta compuestos bioactivos y biofertilizantes. Estos organismos son las microalgas, algas microscópicas que al igual que las plantas superiores, realizan la fotosíntesis, pudiendo captar este CO₂ emitido (por ejemplo, por las centrales eléctricas) transformándolo en recursos valiosos mientras liberan oxígeno. 

Las Islas Canarias, por sus características geoclimáticas (temperaturas templadas y clima estable durante todo el año, con abundante luz solar diaria y elevados niveles de irradiación) son el enclave perfecto para el cultivo de algas. Por eso, el Departamento de Biotecnología del Instituto Tecnológico de Canarias (ITC) lleva más de tres décadas estudiando las microalgas y optimizando la viabilidad técnica, económica y medioambiental del proceso productivo del cultivo, cosechado y post-procesado de estos microorganismos.

El proyecto piloto con Endesa

En línea con su compromiso por alcanzar una descarbonización completa en 2040, Endesa mantiene su apuesta por la sostenibilidad y por buscar soluciones innovadoras que fusionan el potencial de la naturaleza con los avances científicos.

Con el propósito de explorar la potencialidad de las microalgas marinas nativas de Canarias en la captación directa de CO₂ procedente de emisiones de gases de combustión de centrales eléctricas, Endesa ha cedido de forma temporal una parcela al ITC en la Central Térmica de Juan Grande, en la que se ha instalado una planta piloto para el cultivo de microalgas con conexión directa a las chimeneas de emisiones de sus gases de combustión.

La inversión de la planta ha sido financiada tanto por el Cabildo de Gran Canaria, a través de la Plataforma BIOASIS coordinada por la SPEGC, como por el Gobierno Regional mediante el proyecto BLUEACT (Next Generation EU), y los trabajos de investigación se están realizando bajo el marco de los proyectos de I+D+i THINKINAZUL (financiado dentro del PRTR por el Ministerio de Ciencia y por el Gobierno de Canarias) y ACUICONECTA (cofinanciado al 85% con fondos FEDER dentro del Programa Interreg MAC 2021-2027). 

¿Cómo transforman las microalgas el CO₂ de una central eléctrica?

A través del proceso de la fotosíntesis, las microalgas son capaces de incorporar y transformar el CO₂ contenido en las emisiones de los gases de combustión en varios compuestos bioquímicos tales como lípidos, proteínas, carbohidratos y pigmentos, realizando así esta valiosa labor de captar carbono.

Por otro lado, las concentraciones de CO₂ en la atmósfera no son suficientes para soportar un cultivo masivo de microalgas que garantice una producción viable a escala industrial. Por esta razón, la acuicultura vegetal marina terrestre requiere el aporte de cantidades sustanciales de carbono inorgánico, en la mayoría de los casos en forma de CO₂ gaseoso, pudiéndose sustituir en múltiples aplicaciones por emisiones de gases de combustión directa.

Se estima que se requieren hasta 200 toneladas (t) de CO₂ para producir 100 t de biomasa de microalgas, por lo que dicha actividad acuícola que contribuye a la captura del CO₂ podría provenir de gases de combustión de centrales eléctricas, a la vez que se mejora de forma sustancial su viabilidad económica. 

La biomasa generada, tras la captura de emisiones de gases de combustión, podría emplearse además para aplicaciones bioenergéticas, con lo que se lograría una reducción de la huella de carbono de ambos sectores (eléctrico y acuícola). Por otro lado, si su aplicación fuese en biomateriales o sustratos en tierras agrícolas, donde la permanencia del carbono fuese duradera, podría incluso ayudar a la reducción del efecto del cambio climático y por ende a la consecución de créditos de carbono.

El innovador concepto “mezcla” en la producción de microalgas marinas

Las microalgas no solo son capaces de capturar este CO₂ directamente de los gases de combustión, sino que además estos microorganismos pueden utilizar los vertidos y efluentes que generan los mayores impactos al medio marino, como son las aguas residuales y la salmuera procedente de la desalación, consiguiendo biorremediarlos y de esta manera favorecer la reducción de sus impactos en el ecosistema.

Investigaciones y desarrollos tecnológicos previos realizados en el ITC fundamentaron el concepto “mezcla”, que combina estos dos vertidos, con el objetivo de viabilizar técnica, económica y medioambientalmente el proceso de producción de las microalgas para obtener un agua rica en nutrientes con una salinidad similar a la del agua de mar. De esta manera, una mayor biodiversidad de microalgas marinas con diferentes aplicaciones industriales podría aprovechar los nutrientes presentes en las aguas residuales en un medio marino gracias al aporte de las sales presentes en la salmuera. 

Este nuevo concepto de mezcla, junto con la captación de emisiones de gases de combustión de Centrales Térmicas, es un enfoque totalmente nuevo en los campos del tratamiento del ciclo del agua, de captación de CO₂, así como de producción de biomasa vegetal marina. Esta tecnología conllevaría evitar la importación de fertilizantes del exterior al aprovechar los nutrientes inorgánicos de los vertidos más importantes de las islas, ahorrando de esta manera en costes económicos y minimizando el impacto en el medio marino, ya que se genera un vertido único con salinidad similar a la del medio receptor y biorremediado por las algas.

Por tanto, se trata de un innovador sistema de producción de microalgas marinas basado en un nuevo concepto de gestión del ciclo del agua más sostenible, circular e integrado que puede replicarse en Canarias y en el mundo, produciendo enormes beneficios económicos y ambientales, como la producción de biocombustibles y otros productos de interés para el mercado, la preservación del medio marino, la reducción de la huella de carbono y el impulso de la bioeconomía en las comunidades más vulnerables a los efectos climáticos.

Plan de futuro: biomasa, acuivoltaica y Transición Justa

El proyecto piloto que desarrollamos con Endesa en la Central Térmica de Juan Grande permitirá valorar esta solución operativa para la obtención de biomasa con múltiples aplicaciones, sumando la captura de sus gases de combustión (procedentes a futuro de biocombustibles) a la mezcla de dichos vertidos, en sus centrales en fase de transición, para una tecnología de vanguardia y sostenible en la descarbonización y la transición energética.

Además, hay que añadir que las microalgas no requieren de terrenos fértiles para su producción, ya que, al cultivarse en piscinas, pueden ocupar terrenos degradados y/o suelos no fértiles. De esta manera, se abre la posibilidad a medio plazo de crear un escenario en el cual Endesa, de la mano del ITC, instale una planta demostrativa de 12 hectáreas en suelos degradados y/o irrecuperables para la agricultura, en la que confluir CO₂, aguas residuales y salmuera. Esta planta, no sólo reduciría las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que además contribuiría a dar una solución para otras fuentes de contaminación problemáticas en las islas y a la vez se generarían recursos valiosos como biocombustibles, entre otros. Esta nueva planta de escala pre-comercial se desarrollaría bajo autosuficiencia energética con placas fotovoltaicas que actuarían además de cortavientos (acuñando el término “acuivoltaica”).

Este planeamiento contempla la reutilización del efluente biorremediado como riego de los humedales de las inmediaciones con el objetivo de su recuperación ambiental y paisajística, y de esta manera favorecer su preservación, protección, conservación y restauración de estas zonas anexas (categorizadas en el planeamiento vigente de muy alto valor natural). Es más, el humedal constituiría en sí mismo otro sumidero de CO₂. A esto se añade que la actividad acuícola generaría puestos de trabajo, contribuyendo a diversificar la economía canaria. Esto se alinea con uno de los grandes ejes estratégicos de la descarbonización completa de Endesa que es trazar un plan para preservar el contexto social y económico, apostando por la Transición Justa.