Biocarburantes de 2ª Generación By Juan Luis Sanz Yagüe

1. Innovative technology solutions for sustainability
ABENGOA
Biocarburantes de 2ª Generación
Noviembre, 2011
Juan Luis Sanz Yagüe
Abengoa Bioenergía Nuevas Tecnologías
Juanlui.sanz@bioenergy.abengoa.com

2. "The present document has been drafted by Abengoa for its exclusive use as
a presentation. It does not suppose a bid, commitment nor recommendation,
it has not been verified by third parties and consequently neither the
Company nor its employees assume responsibility for the use of the
information, commentaries and valuations contained or connected with this
document.“
2

3. Nuestro compromiso
Abengoa enfoca su crecimiento hacia la
creación 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

4. Modelo de negocio
Estrategia de éxito alrededor de tres actividades
1 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

5. 1. Presentación de Abengoa Bioenergía
2. Biocombustibles de 2ª generación
3. Conclusiones
5

6. 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) de
1G
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 dentro
2G
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

7. …convirtiéndonos en la única empresa de
bioetanol a nivel mundial…..

8. …. 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 biomateriales
1995-2001
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

9. 1. Presentación de Abengoa
2. Biocombustibles de 2ª generación
1. Tecnologías 5. Ruta termoquímica
2. Conceptos propuestos por AB 6. Concepto de biorrefinería
3. Estrategia 7. Bioproductos
4. Ruta bioquímica
3. Conclusiones
9

10. 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

11. 1. Tecnologías Tecnologías bioquímicas vs tecnologías termoquímicas
Ruta Ruta
bioquímica 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.
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12. 2. Conceptos propuestos por Abengoa Bioenergía
1G
Tecnologías de transformación a partir de biomasa amilácea.
Transformación de cereal en etanol por molienda en seco.
2G
Tecnologías 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.)
2G
Producción a partir exclusivamente de biomasa lignocelulósica:
Hidrólisis enzimática de biomasa para producción de etanol (HE)
Gasificación de biomas y síntesis de alcoholes (GC)
2G
Biorrefinería, 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.
2G
Producción a partir de algas
Desarrollo de tecnologías híbridas para la producción de etanol.
12

13. 3. Estrategia
Abengoa Bioenergía ha desarrollado una estrategia que fomenta la penetración tecnológica de nuestra
producción 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

14. 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
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15. 4. Ruta bioquímica Procesos
Preparación Transformación a azúcares Fermentación Destilación
materia prima
CO2
Destilación
EtOH
Caña de Recolección,
azúcar molienda y filtrado Fermentación C6
1G
CO2
Destilación
EtOH
Sacarificación y
Acondicionamiento Cocción y
Cereal fermentación
y molienda licuefacción
simultánea C6
DDGs
Enzimas
Enzimas
Proteina y
fibra
CO2
Destilación
Pretratamiento Sacarificación y EtOH
Acondicionamiento Hidrólisis
Biomasa
y molienda
explosión de
vapor enzimática
fermentación 2G
simultánea C6, C5
DDB
Enzimas
Electricidad,
calor y otros
productos 15

16. 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

17. 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 etanol
I+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

18. 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

19. 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

20. 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 análisis
I+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

21. 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

22. • El concepto de
7. Bioproductos biorrefinería se puede
integrar con la
tecnología de hidrólisis
CO2
Azúcares enzimática.
EtOH
• Mediante la obtención
Pretratamiento Sacarificación y
Biomasa 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 DDB
Obtención 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

23. 1. Presentación de Abengoa
2. Biocombustibles de 2ª generación
3. Conclusiones
23

24. 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.
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25. Preguntas
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