PRO.E.SA Technology. Il Bioetanolo da Biomassa Lignocellulosica e lo sviluppo di un progetto industriale

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1 PRO.E.SA Technology Il Bioetanolo da Biomassa Lignocellulosica e lo sviluppo di un progetto industriale Sandro Cobror, Firenze 19 maggio 2011

2 M&G. Alcuni dati Presenza Globale : 12 impianti nel mondo Fatturato: oltre 2 miliardi e mezzo di $ Business focalizzato prioritariamente su: Produzione chimica ed Ingegneria Oltre 2500 addetti distribuiti su 6 paesi (Italia, Brasile, India, Cina, USA, Messico) Oltre 100 persone impegnate in Ricerca Il Gruppo Mossi e Ghisolfi è il leader mondiale nella produzione di PET.

3 Chemtex è la società di ingegneria di M&G Chemtex Italia Chemtex China Tortona, Rivalta Shanghai, Beijing Chemtex USA Chemtex India Wilmington, NC Mumbai, Bangalore

4 Quadro normativo dei Biocarburanti Direttiva 2009/28/CE «Promozione Fonti Rinnovabili» Obiettivo minimo 10% energia da FR nei trasporti Necessita di rispetto di criteri di sostenibilita dei biocarburanti immessi sul mercato Valore doppio per i biocarburanti da materie prime cellulosiche di origine non alimentare D.Lgs.3/3/2011 «Attuazione Direttiva 28/2009» Conferma impianto Direttiva EU 28/2009 Obbligo miscelazione: 4% nel 2011 e 4,5% nel 2012 (Decreto Mise 2010) Agevolazioni fiscali di fatto annullate dal 2010

5 Scenario demografico ed energetico Popolazione mondiale in aumento (28% in piu nel 2030 rispetto al ,3miliardi - fonte UN) Consumi energetici in aumento (soprattutto nel sud-est asiatico): +30% nei prossimi 20 anni (fonte IEA) Petrolio meno disponibile nelle prossime decadi Aumento delle emissioni clima-alteranti

6 Biomasse vegetali: materie prime per il bioetanolo a causa del forte incremento demografico, la tradizionale produzione agricola di cereali e frumento, anche se in aumento, sara da destinare prioritariamente billion tonns grains population (billions) al settore food e feed 0 anno 2000 anno 2030 Fonte: OECD 2010 Bioeconomy to % prezzo cereali nel 2011 l utilizzo massivo di prodotti agricoli per scopi non alimentari puo incidere sull aumento del prezzo delle materie prime

7 Il Bioetanolo di II generazione da Biomasse lignocellulosiche: la scelta di M&G Nessun conflitto con food/feed Possibilita di coltivare su terreni marginali Possibilita di creare reddito intergrativo per il mondo agricolo Possibile uso di scarti agricoli Biomasse dalla chimica molto ricca

8 La disponibilita di suolo per coltivare la biomassa Secondo le stime al 2020, domanda in Italia di circa 1,2 Mtonn bioetanolo Se di II generazione, si riducono a circa 600ktonn Con una resa di 10 tonn/ha, serviranno circa 60mila ha Istat indica in circa 600mila ha la Superficie Agricola non utilizzata in Italia

9 Un alternativa alle colture dedicate: l utilizzo degli scarti agricoli Grande disponibilita di scarti agricoli e forestali

10 Sviluppo della tecnologia PRO.E.SA TM 3000 m 2 dedicati alle rinnovabili Strong Partnership: ENEA Regione Piemonte Politecnico of Turin Novozymes Nedalco, Scoperta, sperimentazione e sviluppo della tecnologia su scala di laboatorio Costruzione e test su impianti pilota continui Costruzione dell Impianto industriale t/y

11 Tecnologia PRO.E.SA : i 3 pilastri Agronomia Pretrattamento Idrolisi e Fermentazione

12 Agronomia: principali obiettivi agronomici La nostra visione: -Rispetto dell ambiente - No competizione carburante Vs. cibo -Specie ad alta resa - Alto livello di conversione biomassa-bioetanolo Il nostro approccio alla sostenibilità dei biocarburanti - Bassa richiesta di fertilizzanti e acqua - Ottimizzazione dei sistemi agronomici (coltivazione -logistica-trasporti)

13 La scelta della Canna comune (Arundo donax) Elevata resa per ettaro (oltre 40 tonn/ha) Capacita di crescere in territori marginali (anche ad elevata salinità e/o siccitosi) Molto resistente Capace di crescere bene a diverse latitudini

14 Ma la Canna comune e anche conveniente? 1 Barile = ~ 150 Kg di Petrolio

15 Una convenienza acclarata rispetto al greggio 7 $ 100 $ 150kg di biomassa ~150 kg di Petrolio La grande differenza di costo giustifica ampiamente gli investimenti in R&D per sviluppare un nuovo concetto di Chimica verde da Fonti Rinnovabili

16 La sperimentazione di M&G nel mondo Arundo donax nursery (10 anni) a Columbus Ohio Produttività: 43.1 dry T/ha

17 Arundo Donax Risultati 2009 Terzo anno dry T/ha

18 Tecnologia PRO.E.SA : i 3 pilastri Agronomia Pretrattamento Idrolisi e Fermentazione

19 Tecnologia del Pretrattamento STEP 1 ( ) RICERCA SULLA POTENZIALE TECNOLOGIA DISPONIBILE NELL AMBITO DELL ETANOLO LIGNOCELLULOSICO STEP 2 ( ) SVILUPPO DELLA TECNOLOGIA SU SCALA BENCH STEP 3 ( ) CONSOLIDAMENTO DELLA TECNOLOGIA SU SCALA PILOTA

20 Tecnologia PRO.E.SA TM : rese in etanolo kg biomass /kg EtOH Arundo Wheat Straw Bagasse Miscanto Rice Straw Buone rese anche con biomasse differenti

21 Tecnologia PRO.E.SA : i 3 pilastri Agronomia Pretrattamento Idrolisi e Fermentazione

22 Idrolisi e Fermentazione STEP 1 ( ) VERIFICA DELLE POSSIBILI SOLUZIONI REATTORISTICHE ESISTENTI SUL MERCATO E MODELLAZIONE DEL PROCESSO STEP 2 ( ) SPERIMENTAZIONE IN LABORATORIO CON DIVERSE SOLUZIONI Definizione di un nuovo processo capace di gestire alte concentrazioni e contenere i tempi di idrolisi STEP 3 ( ) DEFINIZIONE E CONSOLIDAMENTO DELLA TECNOLOGIA SU SCALA PILOTA Nuovo processo di idrolisi in test su impianto pilota continuo da Gennaio 2010

23 Idrolisi e Fermentazione Vantaggi del nuovo processo di Viscosity Reduction: Possibilita di lavorare ad elevate concentrazioni di solido (fino al 40%) Bassi consumi energetici Tempi di liquefazione molto contenuti (meno di 8 h) anche con bassi quantitativi di enzimi

24 FLESSIBILE: Possibilita di utilizzare diverse biomasse o anche scarti agricoli BASSI COSTI OPERATIVI: Possibilita di produrre BioEtanolo competitivo sui mercati mondiali I VANTAGGI DI PRO.E.SA TECNOLOGIA CONSOLIDATA IN ANNI DI LAVORO: Impianto pilota continuo operativo da Giugno 2009 Impianto industriale da 40mila tonn/anno in fase di costruzione PARTNERSHIP SOLIDA: Chemtex con i suoi partner di livello internazionale garantiscono la totale affidabilita dello sviluppo tecnologico

25 Il Progetto Crescentino Impianto industriale da 40ktonn/anno Bioetanolo II generazione Materia prima: Arundo donax o paglia di frumento 50 tonn/h biomassa trattata Materie prime da filiera corta (40km) Piu dell 80% di risparmio di emissioni di CO2 rispetto alla benzina (equivalente a tonn/anno in meno di CO2) Piu di 50 addetti (oltre all indotto)

26 La Bioraffineria oggi: Tecnologia PRO.E.SA TM per la produzione di Bioetanolo Zuccheri C5 Etanolo Zuccheri C6 Lignina Energia

27 La Tecnologia oggi Alco-chimica Zuccheri C5 Etanolo Zuccheri C6 Lignina Biocarburanti Alco-chimica: - Etilene e polietilene - Acido acetico - Glicol etilenico Altre applicazioni

28 La moderna Bioraffineria La value chain della filiera agro-industriale Biochemicals Food, Cosmetica Farmaceutica Scarti Colture dedicate in terreni non utilizzabili per le produzioni alimentari Trattamenti chimico-fisici e/o enzimatici Zuccheri Lipidi Lignina Catalisi chimica o biochimica Biomateriali Biocarburanti Agro-farmaci Compost

29 Tecnologia PRO.E.SA TM come piattaforma tecnologica di una nuova Bioraffineria Zuccheri C5 Xilitolo Glicol etilenico, glicole propilenico Acido levulinico Lignina Zuccheri C6 Fenoli Xilene Acido tereftalico Aldeidi aromatiche Acido citrico Sorbitolo Acido succinico Acido lattico Acido adipico 1,3 Propandiolo

30 In conclusione Il futuro e orientato verso forme di energia e di prodotti sempre piu sostenibili. La tecnologia PRO.E.SA e la risposta ed e disponibile gia OGGI! Grazie!

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