Innovative technology solutions for sustainability

ABENGOABiocarburantes de 2ª Generación

Noviembre, 2011

Juan Luis Sanz YagüeAbengoa Bioenergía Nuevas TecnologíasJuanlui.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.“

3

Nuestro compromiso

Abengoa enfoca su crecimiento hacia la creación de nuevas tecnologías que contribuyen al desarrollo sostenible…

… y para conseguirlo….

� Generando energía a partir de recursos renovables.

� Reciclando residuos industriales, y generando y gestionando agua.

� Creando infraestructuras respetuosas con el medioambiente.

� Promoviendo nuevos horizontes de desarrollo e innovación.

� Invertimos en investigación, desarrollo e innovación (I+D+i).

� Expandimos las tecnologías con mayor potencial.

� Desarrollamos el talento necesario, atrayendo y reteniendo a los mejores profesionales.

� Dedicamos recursos económicos y humanos a promover políticas de acción social que contribuyen al progreso social y humano.

4

Modelo de negocio

Ingeniería y construcción

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.

� 70 años de experiencia.� “Know-how” propio.� 1er contratista internacional en

infraestructuras eléctricas («power») y 1er en transmisión y distribución

Producción industrial

� Negocios industriales tecnológicos como los

biocombustibles, el reciclaje de residuos

industriales o la energía solar.

� Mercados de alto crecimiento.

� Liderazgo de mercado.

1

2

3

Estrategia de éxito alrededor de tres actividades

5

3. Conclusiones

1. Presentación de Abengoa Bioenergía

2. Biocombustibles de 2ª generación

• Crecimiento orgánico hasta

1,000 ML (265 MG) en EU y US

• Adquisición de Dedini Agro, BraSil

• Activos en 5 países, 3 localizaciones geográficas

• Total 3125 Ml (825 MG) de capacidad en operación

• 6 planta de cogeneración (259 MW), 2 de ellas a partir de biomasa (140MW)

Hemos evolucionado……

• Abengoa identifica la

necesidad de las alternativa

renovables

• Adquisición de High Plains

Corporation in U.S.

• 650 Ml (170 MG) de

capacidad en EU y US

1995-2001

2002-2006

2007-2011

• Fases de I+D cumplidas:• Planta pilot de York • Planta de demostración de biomasa

en BCyL

• I+D confirmados externamente:• DOE $160M • 3 proyectos cenit• 16ª empresa mas importante dentro

del VII programa marco de la UE

• Cartera tecnología: • Enzimas y fermentación de C5• Bioproductos

• Identificado el etanol lignocelulosico como elemento estratégico para cubrir la futura demanda

• La tecnología de hidrólisis enzimática se selecciona como la mas prometedora

• Primera planta de etanol a escala comercial

• Licencia propia de la tecnología• Servicios de funcionamiento y

gestión• La biorefineria como próximo

objetivo

6

2001-2003

2004-2011

2012-2013

1G

2G

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

…. una compañía fuertemente diversificada

1995-2001

2002-2006

2007-2011

8

2001-2003

2004-2011

2012-2013

Mercado

Margen Ebitda

Volatilidad

Productos

Hoy 2020

10 % – 15 % 15 % – 20 %

Media / alta Baja / media

Conv. Etanol

Alimentation

Azucar

Biodiesel

Electricidad

Adv. Etanol

Bioproductos

40 %

5 %

27 %

5 %

11 %

9 %

3 %

Etanol Incorporar biomateriales

26 BGY 994 BGY

Combustibles

Plasticos, fibras, goma y otros polimeros

PMMAmarket size

739 BGY

Poliesteres/xileno/estireno

27BGY

Poli-propileno

32 BGY

Goma, lubricantes y aditivos 8 BGY

Gasolina349 BGY

Diesel484 BGY

Jet Fuel93 BGY

9

3. Conclusiones

1. Tecnologías2. Conceptos propuestos por AB3. Estrategia4. Ruta bioquímica

5. Ruta termoquímica6. Concepto de biorrefinería7. Bioproductos

1. Presentación de Abengoa

2. Biocombustibles de 2ª generación

10

1. Tecnologías Tecnologías 1G vs tecnologías 2G

• Producción de bioetanol a partir de cereal, caña de azúcar o remolacha.

• Producción de biodiesel a partir de aceites vegetales.

• Aceite puro vegetal• Producción de biobutanol-acetona a

partir de azúcares.

• Tecnologías conocidas y comerciales• Bajo coste de transformación. • Todavía optimizables.

• Producción de bioetanol a partir de biomasa lignocelulósica y otros residuos agrícolas

• Alto potencial de rendimientos energéticos y ciclos de vida.

• Bajo coste de materia prima. • Posibilidad de emplear recursos

residuales• Gran recorrido de mejora posible.

EjemplosEjemplos

Fortalezas Fortalezas

2G1G

11

1. Tecnologías Tecnologías bioquímicas vs tecnologías termoquímicas

• Ruta en la cual los principales procesos de transformación son llevados a cabo por microorganismos o sustancias generadas por éstos

• Fermentación de azúcares procedentes de celulosa y hemicelulosa para producción de etanol.

• Hidrólisis enzimática de biomasa lignocelulósica para transformar celulosa en azúcares.

• Fermentación anaerobia de biomasa y residuos para producir biogás o hidrógeno.

• Aquella ruta en las que los procesos críticos de conversión son térmicos y/o catalíticos.

• Gasificación de biomasa • Pirolisis de biomasa. • Síntesis catalítica de productos a partir

de syngas.• Reformado de metano para producir

hidrógeno y monóxido de carbono.

DefiniciónDefinición

Ejemplos Ejemplos

Ruta termoquímica

Ruta bioquímica

12

2. Conceptos propuestos por Abengoa Bioenergía

� Combinación de tecnologías de conversión de lignocelulosa (EH + GC)� Producción de otros productos de alto valor añadido además de biocarburantes.

Tecnologías de transformación a partir de biomasa amilácea.

� Transformación de cereal en etanol por molienda en seco.

1G

� 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.)

Tecnologías híbridas de cereal - biomasa lignocelulósica.

Producción a partir exclusivamente de biomasa lignocelulósica:

� Hidrólisis enzimática de biomasa para producción de etanol (HE) � Gasificación de biomas y síntesis de alcoholes (GC)

Biorrefinería, combinación de tecnologías biológicas y termoquímicas.

� Desarrollo de tecnologías híbridas para la producción de etanol.

Producción a partir de algas

2G

2G

2G

2G

13

• Producción basada en cereal.

• HE en etapa de demostración piloto

• CG etapa de investigación piloto

• Plantas híbridas para cereal y biomasa

• Calor y electricidad producidos por gasificación de biomasa. Síntesis de demostración.

• Plantas para 100% producción de etanol desde biomasa lignocelulósica.

•Optimización tecnológica.

• Combinación de los procesos biológico y termoquímico.

• Producción de otros productos así como biocombustibles

Actualidad 2012 2016 2030

% reemplazado 6 % 8 % > 30 %

120 2,000 35,000Producción de etanol

Biomasa lignocelulósica (MMl)

3. Estrategia

Abengoa Bioenergía ha desarrollado una estrategia que fomenta la penetración tecnológica de nuestra producción en el mercado de biocombustibles de 2ª generación,

Azúcar CO2 + Etanol

14

4. Ruta bioquímica Conceptos básicos

� Caña de azúcar. Fermentación directa

� Cereal (almidón). Sacarificación sencilla a glucosa (enzimas)

� Biomasa lignocelulósica (celulosa y hemicelulosa). Hidrólisis para romper largas cadenas y producir azúcares C6 y C5 (glucosa y xilosa)

Materia primas y procesos

C6H12O6 (glucosa) 2 CO2 + 2 C2OH6

3 C5H10O5 (xilosa) 5 CO2 + 5 C2OH6

Rutas

Levadura

Levadura GMO

Co

ste m

ate

ria p

rima

Co

mp

leji

da

d

+

+

-

-Es necesario convertir los azúcares a sus formas monoméricas para que puedan ser fermentados

15

4. Ruta bioquímica

Preparación materia prima

Transformación a azúcares Fermentación Destilación

Fermentación C6

Dest

ilaci

ón

Caña de azúcar

EtOH

CO

2

Recolección, molienda y filtrado

Recolección, molienda y filtrado

Sacarificación y fermentación

simultánea C6

Dest

ilaci

ón

Cocción y licuefacción

Cereal

EtOH

CO

2

DDGs

Proteina y fibra

Acondicionamiento y molienda

Acondicionamiento y molienda

En

zim

as

Dest

ilaci

ón

Pretratamiento explosión de

vaporBiomasa

EtOH

DDB

Electricidad, calor y otros productos

Acondicionamiento y molienda

Acondicionamiento y molienda

Hidrólisis enzimática

Sacarificación y fermentación

simultánea C6, C5

CO

2

Procesos

1G

2G

En

zim

as

En

zim

as

16

4. Ruta bioquímica Tecnología de hidrólisis enzimática

Definición� Es una tecnología de fraccionamiento de la biomasa en

sus principales componentes (celulosa, hemicelulosa y lignina) con el fin de fermentar a etanol los azúcares y valorizar el residuo remanente

Estado � Inexistencia de tecnologías comerciales� Abengoa Bioenergía es líder mundial en el desarrollo de

la tecnología. Es el único jugador con instalaciones pre-comerciales:

� Plata Piloto de York– 0,08 MML� En operación desde 2007

� Planta Demostración de Salamanca– 5MML/año� En operación desde 2009

� Planta Comercial de Hugoton – 100 MML/año� ´Puesta en marcja prevista para finales de 2012

Justificación � Alternativa a la producción tradicional desde cereales y

remolacha azucarera.� 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 y piensos.

� Bajos costes de producción en comparación con las tecnologías de primera generación.

� Mayor Sostenibilidad del medio ambiente

HC

L HC

C

L HC

C

L HC

C

Vapor y ácido

Celulasas

Biomasa lignocelulósica• Celulosa• Hemicelulosa• Lignina

Azúcares hemicelulósicos

Azúcares celulósicos

Bacteria/Levadura

Etanol

17

4. Ruta bioquímica HE. Innovación requerida

Pretratamiento de la biomasa

Fraccionamiento de la biomasa

Producción de enzimas

Fermentación C5

I+D

Estado

Valorización de las fracciones de

biomasa

� Desarrollo de la tecnología de steam explosion

� Reducción de la severidad del pretratamiento

� Tecnología de fraccionamiento implementada en la planta de York

� Análisis de rendimiento y optimización

� Desarrollo de una mezcla enzimática con un coste competitivo en €/l etanol

� Colaboraciones externas potenciales para mejorar la eficiencia del cóctel enzimático

� Optimización del proceso fermentativo para conseguir un alto rendimiento y productividad junto con una baja inhibición

� Participación en IP Biosynergy

� Contacto con potenciales partners dentro del sector químico

18

4. Ruta termoquímica Proceso

Ga

sifi

caci

ón

Limpieza y acondicionamiento de gases

Eliminación de CO2 y SH2

Compresión de gases

Síntesis catalítica

Electricidad

Re

form

ad

o d

e

ga

s d

e s

ínte

sis

Separación

Gases no convertidos

Biomasa

Oxígeno

Cic

loco

mb

ina

do

Alcoholes

Purga de gases

Va

po

r

CO

2

Alcoholes Etanol

19

5. Ruta termoquímica Tecnología de gasificación y síntesis catalítica

Definición� Es proceso de transformación de biomasa en gas

seguido de la conversión de la corriente gaseosa en otros productos, etanol y otros alcoholes.

Estado � Inexistencia de tecnologías comerciales� Existen proyectos en fase demostración para producir

diesel y metanol

Justificación � La ruta termoquímica es una alternativa a la bioquímica

que permite transformar cualquier tipo de biomasa, incluyendo aquélla no convertida en la ruta bioquímica

Ventajas� 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

BiomassBiomass

FT HydrocarbonsFT Hydrocarbons

MethanolMethanol Ethanol

Higher Alcohols

EthanolHigher Alcohols

HydrogenHydrogen

Amines, EstersBranched Hydrocarbons

Amines, EstersBranched Hydrocarbons

Aromaticsand Derivatives

Aromaticsand Derivatives

Mixed EthersMixed Ethers

Dimethyl EtherDimethyl Ether

Sn, Pb, SbSBA

MoS2

Solid Acids

Acid-base, VIII metals

Co

Cu/ZnO/CsCu ZnO

WGS Cu, K

H2/CO/CO2

Synthesis Gas

H2/CO/CO2

Synthesis Gas

Gasification

BifunctionalNanostructures

BiomassBiomass

FT HydrocarbonsFT Hydrocarbons

MethanolMethanol Ethanol

Higher Alcohols

EthanolHigher Alcohols

HydrogenHydrogen

Amines, EstersBranched Hydrocarbons

Amines, EstersBranched Hydrocarbons

Aromaticsand Derivatives

Aromaticsand Derivatives

Mixed EthersMixed Ethers

Dimethyl EtherDimethyl Ether

Sn, Pb, SbSBA

MoS2

Solid Acids

Acid-base, VIII metals

Co

Cu/ZnO/CsCu ZnO

WGS Cu, K

H2/CO/CO2

Synthesis Gas

H2/CO/CO2

Synthesis Gas

Gasification

BifunctionalNanostructures

20

5. Ruta termoquímica Tecnología de gasificación y síntesis catalítica

Desarrollo de catalizadores

Diseño de proceso

Construcción de plantas

I+D

Estado

� Descubiertos nuevos sistemas catalíticos que convierten syngas a etanol

� Diseño conceptual del proceso mediante análisis de las alternativas y selección de la tecnología.

� Diseño, promoción y construcción de plantas a escala piloto y demostración que permitan el posterior escalado a tamaño industrial.

21

6. Concepto de biorrefinería

Biomasa

Ruta bioquímica

Ruta termoquímica

Ciclo combinado

Biocombustibles, químicos y otros

productos

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.

BioplásticosSurfactantes

Pretratamiento explosión de

vapor

22

7. Bioproductos

BioproductosLignina/ Azúcares

Transformación

Fracciones de biomasa con calidad mejorada

Fraccionamientolignina

Tratamiento BWS

EtO

H

BiomasaSacarificación y fermentación

simultánea C6, C5

CO

2

Dest

ilaci

ón

LigninaB

WS

DDB

• El concepto de biorrefinería se puede integrar con la tecnología de hidrólisis enzimática.

• Mediante la obtención de bioproductos a partir de las fracciones de biomasa no convertidas a etanol, se incrementa la competitividad del proceso completo de producción de etanol a partir de biomasa lignocelulósica.

Obtención de bioproductos

Transformación

Azúcares

Hidrólisisenzimática

FenolesFibras de carbonoResinas

Azúcares

Lignina

A partir de

A partir de

23

3. Conclusiones

1. Presentación de Abengoa

2. Biocombustibles de 2ª generación

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.

25

Preguntas