Combustible de algas

El biodiesel es un combustible diésel derivado de lípidos animales o vegetales (aceites y grasas). Los estudios han demostrado que algunas especies de algas pueden producir el 60% o más de su peso seco en forma de aceite. ^{[ 12 ] [ 15 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} Debido a que las células crecen en suspensión acuosa, donde tienen un acceso más eficiente al agua, CO₂ y nutrientes disueltos, las microalgas son capaces de producir grandes cantidades de biomasa y aceite utilizable tanto en estanques de algas de alta tasa ^{[ 28 ]} como enfotobiorreactores. Este aceite puede transformarse enbiodiésel, el cual podría venderse para su uso en automóviles. La producción regional de microalgas y su procesamiento en biocombustibles aportará beneficios económicos a las comunidades rurales. ^{[ 29 ]}

Como no necesitan producir compuestos estructurales como la celulosa para hojas, tallos o raíces, y debido a que pueden cultivarse flotando en un medio nutritivo rico, las microalgas pueden tener tasas de crecimiento más rápidas que los cultivos terrestres. Además, pueden convertir una fracción mucho mayor de su biomasa en aceite que los cultivos convencionales, por ejemplo, 60 % frente a 2-3 % para la soja. ^{[ 25 ]} El rendimiento de aceite por unidad de área de las algas se estima entre 58.700 y 136.900 L/ha/año, dependiendo del contenido de lípidos, lo que es de 10 a 23 veces mayor que el del siguiente cultivo de mayor rendimiento, la palma aceitera, con 5.950 L/ha/año. ^{[ 30 ]}

El Programa de Especies Acuáticas del Departamento de Energía de EE. UU. , entre 1978 y 1996, se centró en el biodiésel a partir de microalgas. El informe final sugirió que el biodiésel podría ser el único método viable para producir suficiente combustible para reemplazar el consumo mundial actual de diésel. ^{[ 31 ]} Si el biodiésel derivado de algas reemplazara la producción mundial anual de 1100 millones de toneladas de diésel convencional,  se requeriría una superficie terrestre de 57,3 millones de hectáreas, lo que sería muy favorable en comparación con otros biocombustibles. ^{[ 32 ]}

Las algas pueden utilizarse para producir « diésel verde » (también conocido como diésel renovable, hidrotratamiento de aceite vegetal ^{[ 33 ]} o diésel renovable derivado del hidrógeno) ^{[ 34 ]} mediante un proceso de refinación por hidrotratamiento que descompone las moléculas en cadenas de hidrocarburos más cortas utilizadas en motores diésel . ^{[ 33 ] [ 35 ]} Tiene las mismas propiedades químicas que el diésel derivado del petróleo ^{[ 33 ],} lo que significa que no requiere nuevos motores, oleoductos ni infraestructura para su distribución y uso. Todavía no se ha producido a un coste que sea competitivo con el petróleo . ^{[ 34 ]} Si bien el hidrotratamiento es actualmente la vía más común para producir hidrocarburos similares al combustible mediante descarboxilación/descarbonilación, existe un proceso alternativo que ofrece una serie de ventajas importantes sobre el hidrotratamiento. En este sentido, el trabajo de Crocker et al. ^{[ 36 ]} y Lercher et al. ^{[ 37 ]} es particularmente notable. Para el refinado de petróleo, se está investigando la conversión catalítica de combustibles renovables mediante descarboxilación . ^{[ 38 ]} Dado que el oxígeno está presente en el petróleo crudo en niveles bastante bajos, del orden del 0,5 %, la desoxigenación en el refinado de petróleo no es una preocupación importante, y no existen catalizadores formulados específicamente para el hidrotratamiento de oxigenados. Por lo tanto, uno de los desafíos técnicos críticos para que el proceso de hidrodesoxigenación del aceite de algas sea económicamente viable está relacionado con la investigación y el desarrollo de catalizadores eficaces. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

El butanol se puede producir a partir de algas o diatomeas utilizando únicamente una biorrefinería alimentada por energía solar . Este combustible tiene una densidad energética un 10 % menor que la gasolina y mayor que la del etanol o el metanol . En la mayoría de los motores de gasolina, el butanol se puede usar en lugar de la gasolina sin modificaciones. En varias pruebas, el consumo de butanol es similar al de la gasolina y, cuando se mezcla con ella, proporciona un mejor rendimiento y resistencia a la corrosión que el etanol o el E85 . ^{[ 41 ]}

Los residuos vegetales que quedan tras la extracción de aceite de algas pueden utilizarse para producir butanol. Además, se ha demostrado que las macroalgas (algas marinas) pueden fermentarse mediante bacterias del género Clostridia para producir butanol y otros disolventes. ^{[ 42 ]} La transesterificación del aceite de algas (para obtener biodiésel) también es posible con especies como Chaetomorpha linum , Ulva lactuca y Enteromorpha compressa ( Ulva ). ^{[ 43 ]}

Se están investigando las siguientes especies como especies adecuadas para producir etanol y/o butanol : ^{[ 44 ]}

• Alaria esculenta
• Laminaria saccharina
• Palmaria palmata ^{[ 45 ]}

La biogasolina es gasolina producida a partir de biomasa . Al igual que la gasolina producida tradicionalmente, contiene entre 6 ( hexano ) y 12 ( dodecano ) átomos de carbono por molécula y puede utilizarse en motores de combustión interna . ^{[ 46 ]}

El biogás se compone principalmente de metano ( CH₄ ₎ y dióxido de carbono ( CO₂ ₎ , con algunas trazas de sulfuro de hidrógeno , oxígeno, nitrógeno e hidrógeno . Las macroalgas tienen una alta tasa de producción de metano en comparación con la biomasa vegetal. La producción de biogás a partir de macroalgas es más viable técnicamente en comparación con otros combustibles, pero no es económicamente viable debido al alto costo de la materia prima de macroalgas. ^{[ 47 ]} Los carbohidratos y las proteínas en las microalgas se pueden convertir en biogás a través de la digestión anaeróbica, que incluye etapas de hidrólisis, fermentación y metanogénesis. La conversión de biomasa de algas en metano puede potencialmente recuperar tanta energía como se obtiene, pero es más rentable cuando el contenido de lípidos de las algas es inferior al 40%. ^{[ 48 ]} La producción de biogás a partir de microalgas es relativamente baja debido a la alta proporción de proteínas en las microalgas, pero las microalgas se pueden codigerir con productos con una alta relación C/N como el papel de desecho. ^{[ 49 ]} Otro método para producir biogás es mediante la gasificación, donde el hidrocarburo se convierte en gas de síntesis a través de una reacción de oxidación parcial  a alta temperatura (típicamente de 800 °C a 1000  °C). La gasificación generalmente se realiza con catalizadores. La gasificación sin catalizador requiere una temperatura de aproximadamente 1300  °C. El gas de síntesis se puede quemar directamente para producir energía o utilizarse como combustible en motores de turbina. También se puede utilizar como materia prima para otras producciones químicas. ^{[ 50 ]}

El metano, ^{[ 51 ]} el principal componente del gas natural , puede producirse a partir de algas mediante diversos métodos, a saber, gasificación , pirólisis y digestión anaeróbica . En los métodos de gasificación y pirólisis, el metano se extrae a alta temperatura y presión. La digestión anaeróbica ^{[ 52 ]} es un método sencillo que implica la descomposición de las algas en componentes simples, transformándolas en ácidos grasos mediante microorganismos como bacterias acidogénicas, eliminando posteriormente las partículas sólidas y, finalmente, añadiendo arqueas metanogénicas para liberar una mezcla de gases que contiene metano. Numerosos estudios han demostrado con éxito que la biomasa de microalgas puede convertirse en biogás mediante digestión anaeróbica. ^{[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]} Por lo tanto, para mejorar el balance energético general de las operaciones de cultivo de microalgas, se ha propuesto recuperar la energía contenida en la biomasa residual mediante digestión anaeróbica para producir metano y generar electricidad. ^{[ 58 ]}

El sistema Algenol , comercializado por BioFields en Puerto Libertad , Sonora , México, utiliza agua de mar y gases de escape industriales para producir etanol. Porphyridium cruentum también ha demostrado ser potencialmente adecuado para la producción de etanol debido a su capacidad para acumular grandes cantidades de carbohidratos. ^{[ 59 ]}

Lufthansa y Virgin Atlantic llevaron a cabo ensayos sobre el uso de algas como biocombustible ya en 2008, aunque hay poca evidencia de que el uso de algas sea una fuente razonable para biocombustibles para aviones. ^{[ 60 ]} Para 2015, el cultivo de ésteres metílicos de ácidos grasos y alquenonas del alga Isochrysis estaba siendo investigado como posible materia prima para biocombustibles de aviones . ^{[ 61 ]}

En mayo de 2022, científicos de la Universidad de Cambridge anunciaron la creación de un recolector de energía a partir de algas que utiliza la luz solar natural para alimentar un pequeño microprocesador . Inicialmente, el procesador funcionó durante seis meses y luego continuó su funcionamiento durante un año completo. El dispositivo, del tamaño aproximado de una pila AA , consiste en un pequeño recipiente con agua y algas verdeazuladas. Si bien no genera una gran cantidad de energía, puede utilizarse para dispositivos del Internet de las Cosas , eliminando la necesidad de baterías tradicionales como las de iones de litio. El objetivo es contar con una fuente de energía más ecológica que pueda utilizarse en zonas remotas. ^{[ 62 ]}

La falta de equipos e infraestructuras necesarios para comenzar a cultivar algas en grandes cantidades ha inhibido la producción masiva de algas para la producción de biocombustibles. El objetivo es aprovechar al máximo los procesos y equipos agrícolas existentes. ^{[ 81 ]}

Los sistemas cerrados (no expuestos al aire libre) evitan el problema de la contaminación por otros organismos transportados por el aire. El problema de un sistema cerrado es encontrar una fuente barata de CO estéril._2. Varios experimentadores han encontrado elCO₂ de una chimenea funciona bien para el cultivo de algas. ^{[ 82 ]} Por razones económicas, algunos expertos piensan que el cultivo de algas para biocombustibles tendrá que hacerse como parte dela cogeneración, donde puede aprovechar el calor residual y ayudar a absorber la contaminación. ^{[ 83 ]}

Para producir microalgas a gran escala en un entorno controlado utilizando un sistema PBR, se deben considerar cuidadosamente estrategias como guías de luz, difusores y materiales de construcción de PBR necesarios. ^{[ 84 ]}

La mayoría de las empresas que buscan algas como fuente de biocombustibles bombean agua rica en nutrientes a través de tubos de plástico o vidrio de borosilicato (llamados " biorreactores ") que están expuestos a la luz solar (y los llamados fotobiorreactores o PBR). ^{[ 85 ]}

Operar un fotobiorreactor es más difícil y costoso que usar un estanque abierto, pero puede brindar un mayor nivel de control y productividad. ^{[ 26 ]} Además, un fotobiorreactor se puede integrar en un sistema de cogeneración de circuito cerrado con mucha más facilidad que los estanques u otros métodos.

Los sistemas de estanques abiertos consisten en estanques subterráneos sencillos, que a menudo se mezclan mediante una rueda de paletas. Estos sistemas tienen bajos requerimientos de energía, costos operativos y costos de capital en comparación con los sistemas de fotobiorreactores de circuito cerrado. ^{[ 86 ] [ 85 ]} Casi todos los productores comerciales de algas para productos de alto valor utilizan sistemas de estanques abiertos. ^{[ 87 ]}

El depurador de algas es un sistema diseñado principalmente para limpiar nutrientes y contaminantes del agua utilizando praderas de algas. Un depurador de praderas de algas (ATS, por sus siglas en inglés) imita las praderas de algas de un arrecife de coral natural al tomar agua rica en nutrientes de corrientes de desechos o fuentes de agua naturales y hacerla circular sobre una superficie inclinada. ^{[ 88 ]} Esta superficie está recubierta con una membrana de plástico rugosa o una malla, que permite que las esporas de algas presentes de forma natural se asienten y colonicen la superficie. Una vez establecidas las algas, se pueden cosechar cada 5 a 15 días, ^{[ 89 ]} y pueden producir 18 toneladas métricas de biomasa de algas por hectárea por año. ^{[ 90 ]} A diferencia de otros métodos, que se centran principalmente en una sola especie de alga de alto rendimiento, este método se centra en policultivos de algas presentes de forma natural. Por lo tanto, el contenido lipídico de las algas en un sistema ATS suele ser menor, lo que lo hace más adecuado para un producto de combustible fermentado, como etanol, metano o butanol. ^{[ 90 ]} Por el contrario, las algas cosechadas podrían tratarse con un proceso de licuefacción hidrotermal , lo que permitiría la producción de biodiésel, gasolina y combustible para aviones. ^{[ 91 ]}

Existen tres ventajas principales del ATS sobre otros sistemas. La primera es una productividad documentada superior a la de los sistemas de estanques abiertos. ^{[ 92 ]} La segunda son menores costos de operación y producción de combustible. La tercera es la eliminación de problemas de contaminación debido a la dependencia de especies de algas presentes de forma natural. Los costos proyectados para la producción de energía en un sistema ATS son de $0.75/kg, en comparación con un fotobiorreactor que costaría $3.50/kg. ^{[ 90 ]} Además, debido a que el propósito principal del ATS es eliminar nutrientes y contaminantes del agua, y se ha demostrado que estos costos son menores que los de otros métodos de eliminación de nutrientes, esto puede incentivar el uso de esta tecnología para la eliminación de nutrientes como función principal, con la producción de biocombustible como beneficio adicional. ^{[ 93 ]}

A menudo, las algas se deshidratan y luego se utiliza un disolvente como el hexano para extraer compuestos ricos en energía, como los triglicéridos , del material seco. ^{[ 1 ] [ 95 ]} Posteriormente, los compuestos extraídos pueden procesarse para obtener combustible mediante procedimientos industriales estándar. Por ejemplo, los triglicéridos extraídos reaccionan con metanol para crear biodiésel mediante transesterificación . ^{[ 1 ]} La composición única de ácidos grasos de cada especie influye en la calidad del biodiésel resultante y, por lo tanto, debe tenerse en cuenta al seleccionar las especies de algas como materia prima. ^{[ 26 ]}

Un enfoque alternativo llamado licuefacción hidrotermal emplea un proceso continuo que somete las algas húmedas cosechadas a altas temperaturas y presiones: 350 °C (662 °F) y 3000 libras por pulgada cuadrada (21 000 kPa) . ^{[ 96 ] [ 97 ] [ 98 ]}   

Los productos incluyen petróleo crudo, que puede refinarse aún más para obtener combustible de aviación, gasolina o diésel mediante uno o varios procesos de mejora. ^{[ 99 ]} El proceso de prueba puede convertir aproximadamente el 79 por ciento del carbono de las algas en combustible. ^{[ 96 ]}

CO burbujeante_2. Mediante sistemas de cultivo de algas se puede aumentar considerablemente la productividad y el rendimiento (hasta un punto de saturación). Normalmente, se necesitan alrededor de 1,8 toneladas deCO₂.Se utilizarán ₂ ^{por tonelada de biomasa de algas (seca) producida, aunque esto varía según la especie de alga. [ 101 ]} La destilería Glenturret enPerthshirepercolaCO₂ se elaboran durante la destilación del whisky a través de un biorreactor de microalgas. Cada tonelada de microalgas absorbe dos toneladas deCO_2. Scottish Bioenergy, la empresa que gestiona el proyecto, vende las microalgas como alimento de alto valor y rico en proteínas parala pesca. En el futuro,utilizarán los residuos de algas para producirenergía renovablemediantedigestión anaeróbica. ^{[ 102 ]}

El nitrógeno es un sustrato valioso que puede utilizarse en el crecimiento de algas. Se pueden utilizar diversas fuentes de nitrógeno como nutriente para las algas, con capacidades variables. Se encontró que el nitrato era la fuente de nitrógeno preferida, con respecto a la cantidad de biomasa cultivada. La urea es una fuente fácilmente disponible que muestra resultados comparables, lo que la convierte en un sustituto económico de la fuente de nitrógeno en el cultivo de algas a gran escala. ^{[ 103 ]} A pesar del claro aumento en el crecimiento en comparación con un medio sin nitrógeno, se ha demostrado que las alteraciones en los niveles de nitrógeno afectan el contenido de lípidos dentro de las células de algas. En un estudio ^{[ 104 ]} la privación de nitrógeno durante 72 horas causó que el contenido total de ácidos grasos (por célula) aumentara en 2,4 veces. El 65% de los ácidos grasos totales estaban esterificados a triacilglicéridos en cuerpos lipídicos, cuando se comparó con el cultivo inicial, lo que indica que las células de algas utilizaron la síntesis de novo de ácidos grasos. Es vital que el contenido lipídico en las células de las algas sea lo suficientemente elevado, manteniendo al mismo tiempo tiempos de división celular adecuados, por lo que se están investigando parámetros que puedan maximizar ambos aspectos.

Una posible fuente de nutrientes son las aguas residuales del tratamiento de aguas negras, agrícolas o de escorrentía de llanuras aluviales, todas ellas contaminantes importantes y riesgos para la salud. Sin embargo, estas aguas residuales no pueden alimentar directamente a las algas y deben ser procesadas primero por bacterias mediante digestión anaeróbica . Si las aguas residuales no se procesan antes de que lleguen a las algas, las contaminarán en el reactor y, como mínimo, eliminarán gran parte de la cepa de algas deseada. En las plantas de biogás , los residuos orgánicos suelen convertirse en una mezcla de dióxido de carbono, metano y fertilizante orgánico. El fertilizante orgánico que sale del digestor es líquido y casi apto para el crecimiento de algas, pero debe limpiarse y esterilizarse previamente. ^{[ 105 ]}

Se recomienda encarecidamente el uso de aguas residuales y agua de mar en lugar de agua dulce debido al continuo agotamiento de los recursos hídricos. Sin embargo, los metales pesados, los oligoelementos y otros contaminantes presentes en las aguas residuales pueden disminuir la capacidad de las células para producir lípidos biosintéticamente y también afectar otros procesos de la maquinaria celular. Lo mismo ocurre con el agua de mar, aunque los contaminantes se encuentran en concentraciones diferentes. Por lo tanto, el fertilizante de grado agrícola es la fuente preferida de nutrientes, pero los metales pesados ​​representan un problema, especialmente para las cepas de algas susceptibles a estos metales. En sistemas de estanques abiertos, el uso de cepas de algas que pueden tolerar altas concentraciones de metales pesados ​​podría evitar que otros organismos infesten estos sistemas. ^{[ 79 ]} En algunos casos, incluso se ha demostrado que las cepas de algas pueden eliminar más del 90 % de níquel y zinc de las aguas residuales industriales en periodos de tiempo relativamente cortos. ^{[ 106 ]}

Casi toda la investigación en biocombustibles de algas se ha centrado en el cultivo de especies únicas, o monocultivos, de microalgas. Sin embargo, la teoría ecológica y los estudios empíricos han demostrado que los policultivos de plantas y algas, es decir, grupos de múltiples especies, tienden a producir mayores rendimientos que los monocultivos. ^{[ 121 ] [ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]} Los experimentos también han demostrado que las comunidades microbianas acuáticas más diversas tienden a ser más estables a lo largo del tiempo que las comunidades menos diversas. ^{[ 125 ] [ 126 ] [ 127 ] [ 128 ]} Estudios recientes encontraron que los policultivos de microalgas produjeron rendimientos lipídicos significativamente mayores que los monocultivos. ^{[ 129 ] [ 130 ]} Los policultivos también tienden a ser más resistentes a brotes de plagas y enfermedades, así como a la invasión de otras plantas o algas. ^{[ 131 ]} Por lo tanto, el cultivo de microalgas en policultivo no solo puede aumentar los rendimientos y la estabilidad de los rendimientos de biocombustible, sino también reducir el impacto ambiental de una industria de biocombustibles de algas. ^{[ 110 ]}

Una de las principales ventajas de utilizar microalgas como materia prima en comparación con cultivos más tradicionales es que se pueden cultivar con mucha más facilidad. ^{[ 150 ]} Las algas se pueden cultivar en terrenos que no se considerarían aptos para el cultivo de los cultivos habituales. ^{[ 80 ]} Además, se ha demostrado que las aguas residuales que normalmente dificultan el crecimiento de las plantas son muy eficaces para el cultivo de algas. ^{[ 150 ]} Por ello, las algas se pueden cultivar sin ocupar tierras cultivables que de otro modo se utilizarían para producir alimentos, y los mejores recursos se pueden reservar para la producción de cultivos normales. Las microalgas también requieren menos recursos para crecer y poca atención, lo que permite que su crecimiento y cultivo sean un proceso muy pasivo. ^{[ 80 ]}

Muchas materias primas tradicionales para el biodiésel, como el maíz y la palma, también se utilizan como alimento para el ganado en las granjas, además de ser una valiosa fuente de alimento para los humanos. Por ello, su uso como biocombustible reduce la cantidad de alimento disponible para ambos, lo que resulta en un aumento del costo tanto del alimento como del combustible producido. El uso de algas como fuente de biodiésel puede mitigar este problema de varias maneras. En primer lugar, las algas no se utilizan como fuente principal de alimento para los humanos, lo que significa que pueden utilizarse exclusivamente como combustible y tendrían un impacto mínimo en la industria alimentaria. ^{[ 151 ]} En segundo lugar, muchos de los extractos de subproductos generados durante el procesamiento de algas para biocombustible pueden utilizarse como alimento suficiente para animales. Esta es una forma eficaz de minimizar los residuos y una alternativa mucho más económica que los piensos tradicionales a base de maíz o cereales. ^{[ 152 ]}

El cultivo de algas como fuente de biocombustible también ha demostrado tener numerosos beneficios ambientales y se ha presentado como una alternativa mucho más ecológica a los biocombustibles actuales. Por un lado, puede utilizar la escorrentía, agua contaminada con fertilizantes y otros nutrientes que son subproductos de la agricultura, como su principal fuente de agua y nutrientes. ^{[ 150 ]} Debido a esto, evita que esta agua contaminada se mezcle con los lagos y ríos que actualmente abastecen nuestra agua potable. Además, el amoníaco, los nitratos y los fosfatos que normalmente harían que el agua no fuera segura sirven como excelentes nutrientes para las algas, lo que significa que se necesitan menos recursos para su cultivo. ^{[ 80 ]} Muchas especies de algas utilizadas en la producción de biodiésel son excelentes fijadoras biológicas, lo que significa que pueden eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera para usarlo como una forma de energía. Debido a esto, se han encontrado usos en la industria como una forma de tratar los gases de combustión y reducir las emisiones de GEI. ^{[ 80 ]}

El proceso de cultivo de microalgas requiere mucha agua. Estudios del ciclo de vida estiman que la producción de 1 litro de biodiésel a base de microalgas requiere entre 607 y 1944 litros de agua. ^{[ 153 ]} Dicho esto, teóricamente se pueden utilizar aguas residuales abundantes y/o agua de mar , que también contienen diversos nutrientes, en lugar de agua dulce.

El biodiésel de algas es todavía una tecnología relativamente nueva. A pesar de que la investigación comenzó hace más de 30 años, se interrumpió a mediados de la década de 1990, principalmente debido a la falta de financiación y al precio relativamente bajo del petróleo. ^{[ 19 ]} Durante los años siguientes, los biocombustibles de algas recibieron poca atención; no fue hasta el auge del gas a principios de la década de 2000 que finalmente se revitalizó en la búsqueda de fuentes de combustible alternativas. ^{[ 19 ]}

El creciente interés en el cultivo de algas marinas para la captura de carbono, la reducción de la eutrofización y la producción de alimentos ha dado lugar a la creación de cultivos comerciales de algas marinas desde 2017. ^{[ 154 ]} La reducción de los costos de cultivo y cosecha, así como el desarrollo de la industria comercial, mejorarán la rentabilidad de los biocombustibles de macroalgas. El cambio climático ha provocado una proliferación de esteras de macroalgas pardas, que llegan a las costas del Caribe. Actualmente, estas esteras se desechan, pero existe interés en convertirlas en materia prima para la producción de biocombustibles. ^{[ 155 ]}

El biodiésel producido a partir del procesamiento de microalgas se diferencia de otras formas de biodiésel por su contenido de grasas poliinsaturadas. ^{[ 150 ]} Las grasas poliinsaturadas son conocidas por su capacidad para mantener la fluidez a bajas temperaturas. Si bien esto puede parecer una ventaja en la producción durante las bajas temperaturas del invierno, las grasas poliinsaturadas resultan en una menor estabilidad a temperaturas estacionales normales. ^{[ 151 ]}

Desde la crisis del petróleo de 1975, se han implementado numerosas políticas para promover el uso de combustibles renovables en Estados Unidos, Canadá y Europa. En Canadá, estas políticas incluyeron la aplicación de impuestos especiales que eximían del impuesto al propano y al gas natural, y que se extendieron al etanol producido a partir de biomasa y al metanol en 1992. El gobierno federal también anunció su estrategia de combustibles renovables en 2006, la cual proponía cuatro componentes: aumentar la disponibilidad de combustibles renovables mediante la regulación, apoyar la expansión de la producción canadiense de combustibles renovables, ayudar a los agricultores a aprovechar nuevas oportunidades en este sector y acelerar la comercialización de nuevas tecnologías. Estas directrices fueron rápidamente adoptadas por las provincias canadienses.

Las políticas en Estados Unidos han incluido una reducción en los subsidios que los gobiernos federal y estatales otorgan a la industria petrolera, que generalmente han ascendido a $2.84  mil millones. Esta cantidad es superior a la que se destina a la industria de los biocombustibles. La medida se debatió en la cumbre del G20 en Pittsburgh, donde los líderes coincidieron en que " los subsidios ineficientes a los combustibles fósiles fomentan el consumo derrochador, reducen nuestra seguridad energética, obstaculizan la inversión en fuentes limpias y socavan los esfuerzos para abordar la amenaza del cambio climático". Si se cumple este compromiso y se eliminan los subsidios, se creará un mercado más justo en el que los biocombustibles de algas podrán competir. En 2010, la Cámara de Representantes de Estados Unidos aprobó una ley que busca equiparar los biocombustibles a base de algas con los de celulosa en los programas federales de créditos fiscales. La Ley de Promoción de Combustibles Renovables a Base de Algas (HR 4168) se implementó para otorgar a los proyectos de biocombustibles acceso a un crédito fiscal de producción de $1.01 por galón y una depreciación adicional del 50% para los activos de las plantas de biocombustibles. El Gobierno de EE. UU. también introdujo la Ley de Combustible para Mejorar la Seguridad Nacional, implementada en 2011. Esta política constituye una enmienda a la Ley Federal de Propiedad y Servicios Administrativos de 1949 y a las disposiciones de defensa federales para extender a 15 años el número de años en que el Departamento de Defensa (DOD) puede celebrar un contrato plurianual para la compra de biocombustibles avanzados. Los programas federales y del DOD suelen estar limitados a un período de 5 años ^{[ 156 ].}

La Unión Europea (UE) también ha respondido cuadruplicando los créditos para los biocombustibles de algas de segunda generación, lo cual se estableció como una enmienda a las Directivas sobre biocombustibles y calidad de los combustibles. ^{[ 157 ]}