Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

¿Cómo se producen los biocombustibles?

3,900 views

Published on

Descubre en esta presentación las principales caraterístitcas de los biocombustibles de primera y segunda generación, cómo se producen y las últimas tendencias de este campo.

Published in: Environment
  • DOWNLOAD FULL BOOKS, INTO AVAILABLE FORMAT ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 1.DOWNLOAD FULL. PDF EBOOK here { https://tinyurl.com/y3nhqquc } ......................................................................................................................... 1.DOWNLOAD FULL. EPUB Ebook here { https://tinyurl.com/y3nhqquc } ......................................................................................................................... 1.DOWNLOAD FULL. doc Ebook here { https://tinyurl.com/y3nhqquc } ......................................................................................................................... 1.DOWNLOAD FULL. PDF EBOOK here { https://tinyurl.com/y3nhqquc } ......................................................................................................................... 1.DOWNLOAD FULL. EPUB Ebook here { https://tinyurl.com/y3nhqquc } ......................................................................................................................... 1.DOWNLOAD FULL. doc Ebook here { https://tinyurl.com/y3nhqquc } ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... .............. Browse by Genre Available eBooks ......................................................................................................................... Art, Biography, Business, Chick Lit, Children's, Christian, Classics, Comics, Contemporary, Cookbooks, Crime, Ebooks, Fantasy, Fiction, Graphic Novels, Historical Fiction, History, Horror, Humor And Comedy, Manga, Memoir, Music, Mystery, Non Fiction, Paranormal, Philosophy, Poetry, Psychology, Religion, Romance, Science, Science Fiction, Self Help, Suspense, Spirituality, Sports, Thriller, Travel, Young Adult,
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here

¿Cómo se producen los biocombustibles?

  1. 1. ABENGOA Innovative technology solutions for sustainability Master de Microbiología Sevilla, Mayo 2016 ¿Cómo se producen los biocombustibles?
  2. 2. Introducción a Abengoa / Abengoa Research 1 ABENGOA aplica soluciones tecnológica innovadoras para el desarrollo sostenible en los sectores de energía y medioambiente, generando electricidad a partir de recursos renovables, transformando biomasa en biocombustibles o produciendo agua potable a partir de agua de mar. 2
  3. 3. Ingeniería y construcción  70 años de experiencia en infraestructuras para energía  Know-how propio  Liderazgo internacional de contratación en transmisión, plantas termosolares e infraestructuras eléctricas (“energía”) 1 Infraestructuras de tipo concesional  Electricidad (solar, cogeneración, otras), líneas de transmisión, desalación  Activos sin riesgo de demanda  Promedio de duración de contratos: 25 años 2 Producción industrial  Biocombustibles  Mercados de elevado crecimiento  Posición de liderazgo 3 Abengoa articula su negocio en torno a tres actividades Energía Medioambiente Desarrollamos estas tres actividades en dos sectores de alto crecimiento Introducción a Abengoa Áreas clave 3
  4. 4. Tecnología e innovación son las bases de nuestra ventaja competitiva Ingeniería y construcciónTecnología e innovación Concesiones Capacidades únicas en ingeniería Desarrollo tecnológico Operación de activos propios …nos permiten construir… La I+D genera soluciones innovadoras y nuevos productos que… …y la operación de los activos retro-alimenta la innovación. ABENGOA RESEARCH Abeinsa new horizons Introducción a Abengoa Modelo de negocio ABEINSA 4
  5. 5. Innovative Technology Solutions for Sustainability Copyright © Abengoa S.A. 2014. All rights reserved Biocombustibles 2 55
  6. 6. Bioetanol 1G Petratamiento Fermentación Destilación y deshidratación Hidrólisis enzimáticaGrano Etanol 1G Bioetanol 1.0 USD de maíz 1.8 USD de ingresos Aceite de maíz DDGSCO2 Cada $1.0 invertido en la materia prima para producir etanol, rinde $1.8 en sus productos finales, esto es bioetanol, aceite de maíz, CO2 y DDGS. Ruta bioquímica Biocarburantes de Castilla y León, Salamanca Tecnología de bioetanol en 1era y 2da generación de materia prima 6
  7. 7. Plantas de Abengoa Bioenergy USA Brasil Europa Capacidad biocombustible = 1440 MLY Capacidad materia prima = 980 KTY Capacidad biocombustible = 1495 MLY Capacidad alimentación = 885 KTY Cogeneración = 119 MW Coruña, Sp Capacidad biocombustible = 220 MLY Capacidad azúcar = 570 KTY Cogeneración = 140 MW São Luiz, SP SAP, SPSão João, SP Gran base de activos Acceso a varias geografías Apalancamiento / arbitrajes logísticos Alternativas para la materia prima Equipo con experiencia Plataforma de gestión de riesgos Ventajas competitivas Global Biocombustible (MLY):3155 Azúcar (KTY): 570 Materia prima (KTY): 1,865 Electricidad (MW): 259 Desde 1995 Desde 2002 Desde 2008 San Roque, Sp Biodiesel, 60 MGY Coruña, Sp Etanol, 52 MGY Cartagena, Sp Etanol, 39 MGY Rotterdam, NE Etanol, 125 MGY Lacq, Fr Etanol, 65 MGY Salamanca, Sp Etanol, 53 MGY Evansville,IN Etanol, 90 MGY Colwich, KS Etanol, 25 MGY York, NE Etanol, 55 MGY Granite city, IL Etanol, 90 MGY Portales, NM Etanol, 25 MGY Ravenna, NE Etanol, 88 MGY 7
  8. 8. 8 Preparación de la materia prima Transformación en azúcares Fermentación Destilación Fermentación por levaduras C6 Destilación Caña azúcar EtOH CO2 Recolección, molienda y filtrado Sacarificación y fermentación por levaduras C6 simultánea Destilación Cocinado y licuefacción EtOH CO2 DDGS Proteína y fibra Limpieza y molienda Enzimas Cereal Destilación PretratamientoBiomasa EtOH DDB Electricidad, calor y otros productos Limpieza y molienda Hidrólisis enzimática Sacarificación y fermentación por levaduras C5, C6 simultánea CO2 Enzimas Enzimas 1G 2G Abengoa Bioenergy Netherlands Abengoa Bioenergy Biomass of Kansas Tecnología de bioetanol para 1era y 2da generación de materia prima 8
  9. 9. Gasolina 349 BGY Jet 94 BGY Biodiesel 484 BGY Biocombustibles 1995-2016 2001-2016 1G2G Producción de bioetanol sostenible y barato PMMA 739 BGY Poliéster/Xilano/Es tireno 27BGY Goma, Lubricantes y Aditivos 8 BGY Surfactantes Químicos Los azúcares serán el nuevo petróleo… Etanol como mezcla… CerealCañaBiomasa Bagazo Residuos Leñoso Paja de maíz Maíz Caña de azúcar ABENGOA Cebada Arroz Otros Butanol Aceite vegetal Otros Más allá de etanol… 9
  10. 10. Abengoa Research Grupo de Biotecnología Fuertes capacidades internas en I+D+i • Expertos en bioquímica e ingeniería microbiana. • Laboratorio completamente automatizado. • Logros: desarrollo de microorganismos que producen enzimas que trabajan a bajas dosis y optimización del perfil de la actividad enzimática. • Capacidad de fermentación hasta 30 L (instalando hasta 1m3) • Gran equipamiento DSP • Experiencia en desarrollo de procesos • Logros: proceso de producción robusto, maximizando la productividad del microorganismo a un coste rentable Desarrollo de cepas Sevilla Desarrollo de procesos Salamanca CTFSCPA  Bioquímica  Ingeniería genética  Biología Molecular  Gran capacidad de análisis multimuestra Capacidades Optimización fermentación  Desarrollo DSP  Escalado  Benchmarking  Capacidades 10
  11. 11. 11 Representación esquemática de los efectos del pretratamiento sobre la biomasa lignocelulósica (Hsu et al, 1980) El pretratamiento engloba la alteración de la biomasa por lo que la hidrólisis (enzimática) de la celulosa y la hemicelulosa se alcanza más rápidamente. El pretratamiento persigue la modificación de las propiedades físico-químicas de la biomasa: rompe la protección de la lignina y disminuye el grado de cristalinidad de la celulosa. Tecnología de bioetanol de 2da generación de materia prima Preparación de la materia prima Transformación en azúcares Fermentación Destilación Destilación PretratamientoBiomasa EtOH DDB Electricidad, calor y otros productos Limpieza y molienda Hidrólisis enzimática Sacarificación y fermentación por levaduras C5, C6 simultánea CO2 Enzimas 2G 11
  12. 12. Pretratamiento 1. Pretratamiento físico Barakat et al. / Applied Energy 113 (2014) 97–105 Schuth, Dumesic, ACS Catal, 2013 Rinaldi, Chemsuschem, 2012 Pretratamiento quimico-mecánico en seco de la biomasa lignocelulósica 2. Fraccionamiento con disolventes Esquema del proceso organosolv para el fraccionamiento de la biomasa Lignin Production by Organosolv Fractionation of Lignocellulosic Biomass, ECN Netherlands 3. Pretratamiento químico Esquema del proceso AFEX 4. Pretratamiento biológico Pretratamiento microbiano de la madera. Oak Ridge National Lab Tecnología de bioetanol de 2da generación de materia prima 12
  13. 13. Tecnología de bioetanol de 2da generación de materia prima Bagazo ResiduosLeñosoPaja maíz C5-C6 Azúcares Xilosa Arabinosa Xilano Celulosa Endoxilanasas (EX) Beta-xilosidasa (bxl) Celobiosa Glucosa Endoglucanasas (eg2) + Celobiohidrolasas (cbh) Celobiohidrolasas (cbh) Beta-glucosidasa 1. Pretratamiento 2. Hidrólisis enzimática 3. Fermentación 4. Destilación y evaporación Etanol Químicos, Materia prima o energíaLignina Hidrólisis Enzimática Cereal Paja maíz Bagazo Madera Residuos USD/gal Coste de contribución de las “enzimas“ por materia prima ($/gal) 13
  14. 14. 3. Fermentación Tecnología de bioetanol de 2da generación de materia prima Fermentación C5/C6 La Xilosa es el segundo carbohidrato más abundante en la biomasa lignocelulósica hidrolizada. La fermentación de la xilosa es esencial para la bioconversión de las lignocelulosas a combustibles y químicos. La tecnología del etanol 1G permite a la levadura crecer durante la fermentación Como hay inhibidores presentes en la tecnología 2G, se requiere una mayor eficiencia en la propagación 2G El paso de la propagación por tanto es una etapa mucho más crítica que en la tecnología 1G Azúcares C5-C6 Xilosa Arabinosa Glucosa 4. Destilación y Eváporación Etanol Levadura 25% 2% 72% 95% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Lignocellulosa Cereal %deltotaldeazúcares Otros Glucosa (C6) Xilosa (C5) 14
  15. 15. Tecnología de bioetanol de 2da generación de materia prima Valorización de Lignina 15 Vinaza Usos a Granel  Regeneración orgánica del suelo  Alimentación animal Torta Sirope Microbiología  Butanol  Etanol  Alcanos Procesos de extracción y purificación Lignina extraída  Resinas  Fibra carbono  Carbón negro  Aglutinantes  Antioxidantes 15
  16. 16. Tecnología 2G I+D+i Planta Piloto 2G York (NE, USA) Planta demo 2G Salamanca (SP) Planta comercial 2G Hugoton (USA) Biomasa a bioetanol Planta comercial HugotonPlanta de demostración SalamancaPlanta piloto York Abengoa: Tecnológo de Biocombustibles 2G 2G Biocombustibles y Bioproductos Hemos demostrado nuestra capacidad para escalar el proceso 16
  17. 17.  Localización: US (2014)  95 Ml/año a partir de residuo agrícola  Localización: Holanda (2010)  480 M/año 360.000 t DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles)  Planta de biocombustible más grande de Europa  Localización : España (2008)  200.000 t biodiesel Nuestros proyectos de referencia Biocombustibles 2nd generación de bioetanol de biomasa Otros ejemplos Una capacidad de producción global de más de 2.500 Ml/año de bioetanol  Localización: Uruguay (2015)  70 Ml/año, 49.000 t DDGS  Localización : US (2010)  333 Ml/año, 230.000 t DDGS 17
  18. 18. Principales actores en el bioetanol celulósico Likely to have commercial plant near term Company Capacity (MGY) Process Technology Enzyme Technology Expected start of commerical operations * Abengoa Bioenergy 25 Abengoa Abengoa 2014 * POET-DSM 20 DSM DSM 2014 * DuPont 30 DuPont DuPont 2014 * Project Alpha (Beta R.) 20 Chemtex Novozymes 2014 Fiberight 6 Chemtex Novozymes Canergy 25 Chemtex Novozymes Greenfield 10 Enerkem, W2BNovozymes * Mascoma 20 AB Enzymes Delayed * Clariant - - No plans * Inbicon 20 DSM 2016 * Lignol 20 Novozymes Unknown * GranBio 22 Chemtex Novozymes 2014 * Raizen 11 Chemtex Novozymes 2014 TMO 2.6 TMO Renewables Colbiocel 22 Chemtex Novozymes OAI Unknown Unknown * Beta Renewables 20 Chemtex Novozymes Operational Maabjerg 25 Unknown MYBiomass 16 Unknown Sabah Unknown Unknown Cofco/Sinopec 17 Unknown Novozymes Longlive 17 Shandong Longlive Bio-Technology ZTE 8 Unknown Jilin Fuel 8 Unknown Dacheng Unknown Novozymes SQ Unknown Unknown Datang Unknown Dupont Stategrid Unknown Unknown HNTG Unknown Unknown Average 17 Total 364 USA BR EU Asia Bioetanol 18
  19. 19. Innovative Technology Solutions for Sustainability Copyright © Abengoa S.A. 2014. All rights reserved Biocombustibles 2 2.1 Madera 19
  20. 20. Composición química de la madera La madera es, Una fuente renovable No es un alimento, es un material orgánico que, como materia prima, no compite con el interés agrícola de cultivar cultivos para la alimentación Puede reducir el riesgo de fuego incontrolado cuando se elimina del campo o del terreno baldío. Cuando se quema para producir energía emite una cantidad de dióxido carbono que es comparable a la cantidad de CO2 liberada por la madera durante su degradación natural. Ya que los árboles fijan CO2 durante la fotosíntesis, utilizar madera para producir energía se considera como “neutral en carbono” Ventajas – Madera Madera Celulosa Hemicelulosa Resina Lignina Biomasa leñosa 20
  21. 21. Clasificación Efectos Observaciones Furfural y HMF • Reducción del ratio de crecimiento específico • Reducción de la volumetría de etanol y productividad específica • Reducción de la producción de biomasa • Producción de daños en la membrana plasmática celular • Inhibición de la acción de las enzimas El efecto inhibidor producido por el HMF y furfural es el mismo, pero el furfural es más intensivo. Ácidos alifáticos • Caída del rendimiento a etanol • Reducción de la producción de biomasa • Reducción del ratio de crecimiento específico • Muerte celular El mecanismo de inhibición aún no está claro Compuestos fenólicos • Producción de daños en la membrana plasmática celular • Reducción del rendimiento a etanol • Reducción de la producción de biomasa • Reducción del ratio de crecimiento específico • Muerte celular Los componentes más tóxicos. Enmascaran la accesibilidad de la enzima a los carbohidratos y la hidrólisis Efectos combinados Furfural y ácido acético • Reducción del ratio de crecimiento • Disminución del rendimiento de la biomasa • Caída del rendimiento a etanol Efectos sinérgicos, ya que la combinación de estos compuestos tiene efectos inhibidores más altos que el ocasionado individualmenteFurfural, ácido acético y compuestos derivados de la lignina • Reducción del rendimiento a etanol • Reducción del ratio de crecimiento • Disminución del rendimiento de la biomasa Los productos derivados de la lignina presentan unos efectos inhibidores 10 veces mayor que los que existen en los productos derivados del azúcar 4-hydroxybezoic acid Vanillin CatecholSyringaldehydeConiferyl aldehyde 4-hydroxybenzaldehyde Efectos inhibidores Madera 21
  22. 22. Innovative Technology Solutions for Sustainability Copyright © Abengoa S.A. 2014. All rights reserved Biocombustibles 2 2.1 Madera 2.2 Biocombustibles a partir de residuos 22
  23. 23.  Ventajas  Sólo el 25% de residuos se envían a vertedero  Recuperación de más del 75% de materiales reciclables  Tecnología fácilmente adaptable a distintas geografías  Ingresos por canon, venta de reciclables  Reducción de emisiones a la atmósfera Residuos a Biocombustibles representa una solución integral para la gestión de RSU basada en la recuperación de los materiales reciclables y la valorización de las fracciones convertibles, como los carbohidratos. El enfoque novedoso está en la producción de combustibles renovables al mismo tiempo que se minimizan las sub-fracciones cuyo último destino es el vertedero y promoviendo el reciclado de componentes que inherentemente están presentes en los RSU Jerarquía de tratamiento de Residuos 23
  24. 24. Combustible del rechazo sólido Bioresiduo Separación MSW W2B Visión general Sirope de azúcar Bioetanol Materiales reciclables Torta 31% 26% 26% 17% 24
  25. 25. Innovative Technology Solutions for Sustainability Copyright © Abengoa S.A. 2014. All rights reserved Biocombustibles 2 2.1 Madera 2.2 Biocombustibles a partir de residuos 2.3 Isobutanol y n-butanol 25
  26. 26. Hay dos principales rutas alternativas para producir butanol a través de la fermentación de azucares:  Fermentación Iso-biobutanol: fermentación innovadora para producir directamente iso-butanol (Gevo, Butamax).  Fermentación ABE: proceso tradicional, que produce una mezcla de etanol / n- biobutanol / acetona (Green Biologics, Abengoa). Visión general del biobutanol – bioprocesos Producción azúcar Fermentación Iso-Butanol Fermentación ABE Producción azúcar Fermentación Deshidratación Fermentación ABE Separación compleja iso-butanol acetona etanoln-butanol Principal uso: Fuel Building block > fuelPrincipal uso: 26
  27. 27. Alto contenido energético, cercano al de la gasolina Permite mezclas mayores – puede ser mezclado con gasolina al 16%, ayudando a los productores superar el límite de mezcla No hidroscópico (pj, atrayendo la humedad) o corrosivo Verdadero combustible de sustitución – no se requieren modificaciones en los vehículos o infraestructuras Compatible con los motores actuales e infraestructuras de almacenamiento Baja presión de vapor – la mezcla de combustibles puede cumplir con las restricciones gubernamentales en la presión de vapor sin la necesidad de usar mezclas especiales (RBOB) Puede ser mezclado en las refinerías Transportable en las líneas existentes para el petróleo Adaptable a materias primas futuras – incluida la celulósica Ventajas del Butanol como Combustible Propiedad física iso-butanol n-butanol Etanol Densidad a 20°C (g/cm³)‫‏‬ 0.802 0.810 0.794 Punto de ebullición a 1 atm (⁰C)‫‏‬ 108 118 78 Solubilidad en agua at 20⁰C (g/100mL)‫‏‬ 8.0 7.7 Miscible Calor neto de combustión (BTU/gal)‫‏‬ 95,000 93,000 80,000 R+M/2 103.5 87 112 Mezcla RVP (psi at 100⁰F) 1 5.0 4.3 18-22 27
  28. 28. En el futuro, gracias a nuestras fuertes capacidades actuales de biología sintética, biotecnología y bioprocesado, ofreceremos nuevos productos producidos por fermentación de los azúcares que producimos en nuestros activos 28
  29. 29. ABENGOA RESEARCH Grupo de Biotecnología “Bio-Making it Tech-feasible” Muchas gracias por su atención

×