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Juan Luis Sanz Yagüe - Biocarburantes de 2ª Generación
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Biocarburantes de 2ª Generación

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By Juan Luis Sanz Yagüe

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Juan Luis Sanz Yagüe - Biocarburantes de 2ª Generación Juan Luis Sanz Yagüe - Biocarburantes de 2ª Generación Presentation Transcript

  • Innovative technology solutions for sustainabilityABENGOABiocarburantes de 2ª GeneraciónNoviembre, 2011Juan Luis Sanz YagüeAbengoa Bioenergía Nuevas TecnologíasJuanlui.sanz@bioenergy.abengoa.com
  • "The present document has been drafted by Abengoa for its exclusive use asa presentation. It does not suppose a bid, commitment nor recommendation,it has not been verified by third parties and consequently neither theCompany nor its employees assume responsibility for the use of theinformation, commentaries and valuations contained or connected with thisdocument.“ 2
  • Nuestro compromisoAbengoa enfoca su crecimiento hacia lacreación de nuevas tecnologías que … y para conseguirlo….contribuyen al desarrollo sostenible… Generando energía a partir de recursos Invertimos en investigación, desarrollo e renovables. innovación (I+D+i). Reciclando residuos industriales, y generando Expandimos las tecnologías con mayor y gestionando agua. potencial. Creando infraestructuras respetuosas con el Desarrollamos el talento necesario, atrayendo y medioambiente. reteniendo a los mejores profesionales. Promoviendo nuevos horizontes de Dedicamos recursos económicos y humanos a desarrollo e innovación. promover políticas de acción social que contribuyen al progreso social y humano. 3
  • Modelo de negocio Estrategia de éxito alrededor de tres actividades1 Ingeniería y construcción 70 años de experiencia. “Know-how” propio. 1er contratista internacional en infraestructuras eléctricas («power») y 1er en transmisión y distribución 2 Infraestructuras de tipo concesional Plantas de generación eléctrica, plantas desaladoras y líneas de transmisión eléctrica. Riesgo muy bajo de mercado. Media de 27 años de ingresos regulados. 3 Producción industrial Negocios industriales tecnológicos como los biocombustibles, el reciclaje de residuos industriales o la energía solar. Mercados de alto crecimiento. Liderazgo de mercado. 4
  • 1. Presentación de Abengoa Bioenergía2. Biocombustibles de 2ª generación3. Conclusiones 5
  • Hemos evolucionado…… • Adquisición de Dedini Agro, BraSil • Abengoa identifica la • Crecimiento orgánico hasta necesidad de las alternativa 1,000 ML (265 MG) en EU y US • Activos en 5 países, 3 localizaciones geográficas renovables • Total 3125 Ml (825 MG) de capacidad • Adquisición de High Plains en operación Corporation in U.S. • 6 planta de cogeneración (259 MW), • 650 Ml (170 MG) de1G 2 de ellas a partir de biomasa capacidad en EU y US (140MW) 2007-2011 2012-2013 2002-2006 • Primera planta de etanol a escala 2004-2011 comercial 1995-2001 • Licencia propia de la tecnología • Fases de I+D cumplidas: • Servicios de funcionamiento y • Planta pilot de York gestión 2001-2003 • Planta de demostración de biomasa • La biorefineria como próximo en BCyL objetivo • I+D confirmados externamente: • Identificado el etanol • DOE $160M lignocelulosico como • 3 proyectos cenit elemento estratégico para • 16ª empresa mas importante dentro2G cubrir la futura demanda del VII programa marco de la UE • La tecnología de hidrólisis • Cartera tecnología: enzimática se selecciona • Enzimas y fermentación de C5 como la mas prometedora • Bioproductos 6
  • …convirtiéndonos en la única empresa de bioetanol a nivel mundial…..
  • …. una compañía fuertemente diversificada Hoy 2020 Margen Ebitda 10 % – 15 % 15 % – 20 % Volatilidad Media / alta Baja / media 3% Biodiesel 9% Alimentation Azucar 11 % 40 %Productos Electricidad 2007-2011 5% Bioproductos Adv. Etanol 27 % 2012-2013 Conv. Etanol 5% 2002-2006 Etanol 2004-2011 Incorporar biomateriales1995-2001 Plasticos, fibras, goma y otros 2001-2003 polimeros PMMA Poliesteres/ Poli- Goma, lubricantes y market size xileno/estireno propileno aditivos Mercado 739 BGY 27BGY 32 BGY 8 BGY Combustibles Gasolina Diesel Jet Fuel 349 BGY 484 BGY 93 BGY 26 BGY 994 BGY 8
  • 1. Presentación de Abengoa2. Biocombustibles de 2ª generación 1. Tecnologías 5. Ruta termoquímica 2. Conceptos propuestos por AB 6. Concepto de biorrefinería 3. Estrategia 7. Bioproductos 4. Ruta bioquímica3. Conclusiones 9
  • 1. Tecnologías Tecnologías 1G vs tecnologías 2G 1G 2G Ejemplos Ejemplos • Producción de bioetanol a partir de • Producción de bioetanol a partir de cereal, caña de azúcar o remolacha. biomasa lignocelulósica y otros residuos • Producción de biodiesel a partir de agrícolas aceites vegetales. • Aceite puro vegetal • Producción de biobutanol-acetona a partir de azúcares. Fortalezas Fortalezas • Tecnologías conocidas y comerciales • Alto potencial de rendimientos • Bajo coste de transformación. energéticos y ciclos de vida. • Todavía optimizables. • Bajo coste de materia prima. • Posibilidad de emplear recursos residuales • Gran recorrido de mejora posible. 10
  • 1. Tecnologías Tecnologías bioquímicas vs tecnologías termoquímicas Ruta Rutabioquímica termoquímica Definición Definición • Ruta en la cual los principales procesos • Aquella ruta en las que los procesos de transformación son llevados a cabo críticos de conversión son térmicos y/o por microorganismos o sustancias catalíticos. generadas por éstos Ejemplos Ejemplos • Fermentación de azúcares procedentes de celulosa y hemicelulosa para • Gasificación de biomasa producción de etanol. • Pirolisis de biomasa. • Hidrólisis enzimática de biomasa • Síntesis catalítica de productos a partir lignocelulósica para transformar de syngas. celulosa en azúcares. • Reformado de metano para producir • Fermentación anaerobia de biomasa y hidrógeno y monóxido de carbono. residuos para producir biogás o hidrógeno. 11
  • 2. Conceptos propuestos por Abengoa Bioenergía 1GTecnologías de transformación a partir de biomasa amilácea. Transformación de cereal en etanol por molienda en seco. 2GTecnologías híbridas de cereal - biomasa lignocelulósica. Molienda seca de cereal + hidrólisis enzimática de biomasa lignocelulósica. Gasificación de biomasa para electricidad y síntesis de etanol. Molienda seca de cereal (+ HE de biomasa) y gasificación de biomasa para producción de calor (destilación, explosión de vapor etc.) 2GProducción a partir exclusivamente de biomasa lignocelulósica: Hidrólisis enzimática de biomasa para producción de etanol (HE) Gasificación de biomas y síntesis de alcoholes (GC) 2GBiorrefinería, combinación de tecnologías biológicas y termoquímicas. Combinación de tecnologías de conversión de lignocelulosa (EH + GC) Producción de otros productos de alto valor añadido además de biocarburantes. 2GProducción a partir de algas Desarrollo de tecnologías híbridas para la producción de etanol. 12
  • 3. EstrategiaAbengoa Bioenergía ha desarrollado una estrategia que fomenta la penetración tecnológica de nuestraproducción en el mercado de biocombustibles de 2ª generación, Actualidad 2012 2016 2030 % reemplazado 6% 8% > 30 % Producción de etanol Biomasa lignocelulósica (MMl) 120 2,000 35,000 • Combinación de los procesos biológico y termoquímico. • Producción de otros • Plantas para 100% productos así como producción de etanol desde biomasa biocombustibles lignocelulósica. • Plantas híbridas para cereal y biomasa •Optimización tecnológica. • Calor y electricidad • Producción basada en producidos por cereal. gasificación de biomasa. Síntesis de demostración. • HE en etapa de demostración piloto • CG etapa de investigación piloto 13
  • 4. Ruta bioquímica Conceptos básicos Coste materia prima Materia primas y procesos Caña de azúcar. Fermentación directa - +Complejidad Cereal (almidón). Sacarificación sencilla a glucosa Es necesario convertir (enzimas) los azúcares a sus formas monoméricas Biomasa lignocelulósica (celulosa y para que puedan ser + - hemicelulosa). Hidrólisis para romper largas fermentados cadenas y producir azúcares C6 y C5 (glucosa y xilosa) Rutas Azúcar CO2 + Etanol C6H12O6 (glucosa) Levadura 2 CO2 + 2 C2OH6 3 C5H10O5 (xilosa) Levadura GMO 5 CO2 + 5 C2OH6 14
  • 4. Ruta bioquímica Procesos Preparación Transformación a azúcares Fermentación Destilación materia prima CO2 Destilación EtOHCaña de Recolección, azúcar molienda y filtrado Fermentación C6 1G CO2 Destilación EtOH Sacarificación y Acondicionamiento Cocción yCereal fermentación y molienda licuefacción simultánea C6 DDGs Enzimas Enzimas Proteina y fibra CO2 Destilación Pretratamiento Sacarificación y EtOH Acondicionamiento HidrólisisBiomasa y molienda explosión de vapor enzimática fermentación 2G simultánea C6, C5 DDB Enzimas Electricidad, calor y otros productos 15
  • 4. Ruta bioquímica Tecnología de hidrólisis enzimática Definición Biomasa lignocelulósica Es una tecnología de fraccionamiento de la biomasa en L HC • Celulosa sus principales componentes (celulosa, hemicelulosa y • Hemicelulosa lignina) con el fin de fermentar a etanol los azúcares y valorizar el residuo remanente C • Lignina Vapor y Estado ácido Inexistencia de tecnologías comerciales Azúcares Abengoa Bioenergía es líder mundial en el desarrollo de hemicelulósicos la tecnología. Es el único jugador con instalaciones pre- comerciales: Plata Piloto de York– 0,08 MML L HC En operación desde 2007 HC Planta Demostración de Salamanca– 5MML/año En operación desde 2009 C Planta Comercial de Hugoton – 100 MML/año ´Puesta en marcja prevista para finales de 2012 Celulasas Justificación Alternativa a la producción tradicional desde cereales y Azúcares remolacha azucarera. celulósicos Desbloquear el potencial para la producción de biocombustibles. Ventajas Posibilidad de usar una alta gama de materias primas de menor costo no vinculado con el mercado de alimentos Bacteria/ Levadura y piensos. L HC Bajos costes de producción en comparación con las tecnologías de primera generación. Mayor Sostenibilidad del medio ambiente C Etanol 16
  • 4. Ruta bioquímica HE. Innovación requerida Estado Pretratamiento de la Desarrollo de la tecnología de steam explosion biomasa Reducción de la severidad del pretratamiento Tecnología de fraccionamiento implementada en Fraccionamiento de la planta de York la biomasa Análisis de rendimiento y optimización Desarrollo de una mezcla enzimática con un Producción de coste competitivo en €/l etanolI+D enzimas Colaboraciones externas potenciales para mejorar la eficiencia del cóctel enzimático Optimización del proceso fermentativo para Fermentación C5 conseguir un alto rendimiento y productividad junto con una baja inhibición Valorización de las Participación en IP Biosynergy fracciones de Contacto con potenciales partners dentro del biomasa sector químico 17
  • 4. Ruta termoquímica Proceso CO2 gas de síntesis Reformado de Limpieza y Oxígeno acondicionamiento Eliminación de CO2 y SH2 Gasificación de gases Biomasa Vapor Compresión de gases Gases no convertidos Síntesis catalítica Ciclo combinado Electricidad Purga de gases Alcoholes Alcoholes Separación Etanol 18
  • 5. Ruta termoquímica Tecnología de gasificación y síntesis catalítica Definición Biomass Es proceso de transformación de biomasa en gas Biomass seguido de la conversión de la corriente gaseosa en otros productos, etanol y otros alcoholes. Gasification H2/CO/CO2 Estado H2/CO/CO Synthesis Gas2 Synthesis Gas Inexistencia de tecnologías comerciales WGS Cu, K Co Existen proyectos en fase demostración para producir MoS2 diesel y metanol Hydrogen Hydrogen FT Hydrocarbons FT Hydrocarbons Sn, Pb, Sb Cu ZnO Cu/ZnO/Cs SBA Justificación La ruta termoquímica es una alternativa a la bioquímica Methanol Bifunctional Ethanol Ethanol que permite transformar cualquier tipo de biomasa, Methanol Nanostructures Higher Alcohols Higher Alcohols incluyendo aquélla no convertida en la ruta bioquímica Acid-base, VIII metals Aromatics Aromatics Amines, Esters Ventajas and Derivatives and Derivatives Solid Acids Amines, Esters Branched Hydrocarbons Branched Hydrocarbons El proceso puede generar electricidad simultánea Los rendimientos energéticos son altos El consumo de combustible es nulo y las emisiones de CO2 son bajas Costes de producción bajos Dimethyl Ether Dimethyl Ether Mixed Ethers Mixed Ethers 19
  • 5. Ruta termoquímica Tecnología de gasificación y síntesis catalítica Estado Desarrollo de Descubiertos nuevos sistemas catalíticos que catalizadores convierten syngas a etanol Diseño conceptual del proceso mediante análisisI+D Diseño de proceso de las alternativas y selección de la tecnología. Diseño, promoción y construcción de plantas a Construcción de escala piloto y demostración que permitan el plantas posterior escalado a tamaño industrial. 20
  • 6. Concepto de biorrefinería Camino hacia el desarrollo de tecnologías basadas en el uso de diversas materia primas lignocelulosicas Combinación óptima de los procesos biológicos, termoquímicos y químicos. Producción de un amplio rango de productos Ventaja: sinergias entre las distintas tecnologías. Ruta bioquímica Biocombustibles, Ciclo Biomasa combinado químicos y otros productos Ruta termoquímica 21
  • • El concepto de7. Bioproductos biorrefinería se puede integrar con la tecnología de hidrólisis CO2 Azúcares enzimática. EtOH • Mediante la obtención Pretratamiento Sacarificación yBiomasa explosión de Hidrólisis fermentación de bioproductos a partir vapor enzimática de las fracciones de simultánea C6, C5 Destilación biomasa no convertidas a etanol, se incrementa Fraccionamiento la competitividad del Lignina proceso completo de lignina producción de etanol a BWS partir de biomasa lignocelulósica. Tratamiento BWS DDBObtención de bioproductos A partir de Azúcares Fracciones de biomasa con calidad mejorada Bioplásticos Surfactantes Lignina/ Bioproductos Transformación Transformación Azúcares Lignina Fenoles A partir de Fibras de carbono 22 Resinas
  • 1. Presentación de Abengoa2. Biocombustibles de 2ª generación3. Conclusiones 23
  • 3. Conclusiones La biomasa lignocelulósica es capaz de mejorar la capacidad de producción de biocombustibles Las tecnologías basadas en la biomasa lignocelulósica son consideradas como procesos avanzados para incrementar el número de productos y la gama de materiales, así como optimizar el uso de la biomasa Tanto las rutas biológicas como las termoquímicas, se puede incluir dentro de procesos que permiten el aprovechamiento máximo de la biomasa. Mediante la aplicación del concepto de biorrefinería se pueden integrar diferentes procesos para la obtención de energía, biocombustibles y químicos. 24
  • Preguntas 25