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4 3 La green revolution è realtà Senza il petrolio la nostra civiltà non esisterebbe. Oltre a fornire energia, il petrolio è la materia prima dalla quale si ricavano infiniti prodotti: dall abbigliamento ai medicinali, dalle plastiche all elettronica, l elenco è pressoché infinto. In modo più o meno marcato, tutti gli esseri umani dipendono dal petrolio. Petrolio, però, non significa solo progresso ma anche problematiche ambientali, geopolitiche, sociali ed economiche. Da tempo, in tutto il mondo si ricercano attivamente soluzioni che possano divenire reali alternative al petrolio, conservandone le caratteristiche positive e superandone i limiti. L obiettivo è individuare qualcosa duttile come il petrolio e applicabile in innumerevoli processi produttivi. La risposta i ricercatori ne sono convinti è da ricercarsi nelle biomasse, una materia prima rinnovabile e, dunque, illimitata a patto di rispettare due condizioni base: non gravare sui delicati meccanismi che regolano i mercati delle derrate alimentari e rispettare gli equilibri ambientali. Non solo, la soluzione tecnologica deve essere competitiva a livello industriale e funzionare anche al di fuori degli esperimenti di laboratorio. Un idea ambiziosa: mettere a punto una tecnologia capace di trasformare gli scarti vegetali o le piante non commestibili in zuccheri fermentabili. Una volta trovato il sistema, sarà possibile ottenere una gamma di composti chimici, necessari alla realizzazione di moltissimi prodotti finiti, dai carburanti ai detergenti e così via. Negli ultimi anni, alcune aziende sono riuscite a elaborare processi a livello sperimentale, che si sono però rivelati inadatti all applicazione industriale a causa di costi eccessivi e di problematiche tecnologiche di diversa natura. La sfida è stata vinta da un gruppo di ricercatori di Biochemtex, società del Gruppo Mossi Ghisolfi che, partendo da ricerche condotte in laboratorio, hanno sviluppato Proesa. Proesa è una tecnologia all avanguardia in grado di trasformare, mediante processi industriali, le componenti lignocellulosiche delle piante in zuccheri fermentabili. La prima applicazione industriale di Proesa è la produzione di bioetanolo, un alcool da addizionare alla benzina, ma sono già in corso studi e progetti per la produzione di molti altri composti, che potranno essere utilizzati in più settori. Se il secolo scorso è stato contraddistinto dalla black revolution del petrolio, oggi stiamo per inaugurare l era della green revolution basata sulle biomasse. Siamo solo agli inizi, ma i risultati concreti già ottenuti sono più che lusinghieri e Proesa ne è la protagonista. UTILIZZI DI PETROLIO PER SETTORE trasporti chimica altro 77,2 % 4 % 18,8 %

5 4 Che cosa è Proesa Come funziona Proesa Proesa (PROduzione di Etanolo da biomassa) è una tecnologia di seconda generazione, che utilizza gli zuccheri presenti nelle biomasse lignocellulosiche per ottenere alcool, carburanti e altri prodotti chimici con ridotte emissioni di gas climalteranti e a costi competitivi rispetto alle fonti fossili (petrolio e gas naturale). Le tecnologie di prima generazione, invece, sono in grado di ottenere etanolo e altre sostanze solo dalla parte commestibile delle piante (mais, canna da zucchero, grano, soia, etc.). Proesa è stata progettata per utilizzare biomasse non a uso alimentare come, per esempio, la paglia di riso e di frumento, la comune canna dei fossi (Arundo Donax), il tutolo e lo stocco del mais, la bagassa della canna da zucchero e l eucalipto. Grazie all efficienza del processo, Proesa consente di ottenere zuccheri a costi competitivi e senza forme di incentivazione, permettendo così una rapida diffusione e utilizzo di bio-prodotti da fonti rinnovabili. La tecnologia Proesa può utilizzare una grande varietà di biomasse e per questo motivo è adattabile in contesti geografici diversi. L alcool, come l etanolo, è ottenuto dalla fermentazione di zuccheri e amidi con l utilizzo di lieviti. Questo è il normale processo di prima generazione, basato su biomasse quali il mais, la canna da zucchero e similari. Queste materie prime agricole hanno molecole relativamente corte e tali da essere digerite dai lieviti. Ma gli zuccheri contenuti negli scarti agricoli o nelle varietà non alimentari sono composti da molecole lunghe, che i lieviti non riescono facilmente a digerire. Non solo, la cellulosa e l emicellulosa sono intrappolate in una matrice di lignina che impedisce l accesso ai lieviti. Quindi, i problemi da risolvere sono due: separare la lignina dalla cellulosa ed emicellulosa, e tagliare le lunghe molecole degli zuccheri. Nella prima fase, la biomassa è sottoposta a una cottura a pressione di vapore e a una successiva rapida decompressione. Questo processo consente di separare la cellulosa dalla lignina. In seguito, la cellulosa è trattata con enzimi che la riducono in zuccheri semplici che, in presenza di lieviti per fermentazione, vengono trasformati in etanolo. La lignina viene recuperata insieme al biogas derivato dai processi per essere utilizzata nella caldaia che genera energia e calore.

6 5 Biomassa E n z i m i C O 2 Pre-trattamento e riduzione viscosità Idrolisi enzimatica e fermentazione VA P O R E A C Q U A Distillazione E TA N O L O Separazione L I G N I N A Cogenerazione VA P O R E P O T E N Z A

7 6 Dove è nata Proesa Proesa è stata sviluppata da un gruppo di ricercatori di Biochemtex a Rivalta Scrivia (AL), con un investimento complessivo di 150 milioni di euro. Le attività sono iniziate nel 2007 e sono proseguite negli anni successivi con la costruzione di un impianto pilota a Rivalta Scrivia (operativo dal 2009) nel quale sono stati testati i risultati di laboratorio per verificarne la fattibilità su scala industriale. Solo dopo la validazione ottenuta presso l impianto pilota, è stato possibile portare la tecnologia in scala industriale nell impianto ora operativo nel comune di Crescentino (VC) entrato in funzione all inizio del Crescentino, dove nasce il bioetanolo di seconda generazione A Crescentino, all inizio del 2013 è iniziata la produzione industriale di bioetanolo di seconda generazione. In una prima fase, lo stabilimento produrrà tonnellate all anno, per poi raggiungere le tonnellate/anno a pieno regime. L impianto è totalmente basato sulla tecnologia Proesa messa a punto da Biochemtex, che ha anche realizzato lo stabilimento. Oggi, Crescentino è una realtà unica al mondo e costituisce la prova concreta che è possibile produrre biocarburanti da materie agricole non alimentari, trasformando la cellulosa in zuccheri. Il bioetanolo prodotto a Crescentino è ricavato dalla paglia di riso, di frumento e dalla Arundo Donax, la comune canna dei fossi. La scelta di utilizzare queste due materie prime deriva dalle particolari caratteristiche del Vercellese, dove la coltura del riso e del frumento sono molto diffuse e l Arundo Donax può essere coltivata in quantità soddisfacenti. L impianto opera su ciclo continuo (24 ore su 7 giorni) e si estende su un area di metri quadri. Il progetto è stato sostenuto dalla Commissione Europea nell ambito del Settimo Programma Quadro per la ricerca e lo sviluppo tecnologico. Il bioetanolo prodotto da Crescentino è acquistato da una delle maggiori compagnie petrolifere globali e distribuito sui mercati europei. Dettagli dell impianto di Crescentino (VC)

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11 10 Gli altri impianti nel mondo La domanda di biocarburanti di seconda generazione è in rapida espansione nel mondo. I primi contratti per l utilizzo di Proesa sono già stati siglati e si attende un forte incremento di ordini nei prossimi anni. Brasile A Maceiò, nello Stato di Alagoas, è in costruzione il primo dei cinque impianti per la produzione di bioetanolo di seconda generazione previsti dall accordo tra Beta Renewables e GranBio. I lavori sono iniziati nel 2012 e l avviamento è previsto a inizio del L impianto avrà una capacità produttiva di tonnellate l anno di bioetanolo e utilizzerà gli scarti della lavorazione della canna da zucchero, reperiti localmente. La realizzazione è il frutto della stretta collaborazione tra GranBio, Beta Renewables e Biochemtex. L investimento totale previsto da GranBio in bioraffinerie supera il mezzo miliardo di euro. Stati Uniti In North Carolina, Biochemtex ha avviato la realizzazione di una bioraffineria da tonnellate l anno di bioetanolo e di una filiera agricola sostenibile, basata su biomasse non alimentari, coltivate su terreni marginali. La bioraffineria, il cui avviamento è previsto nel 2015, fa parte del Progetto Alpha che ha ricevuto un finanziamento a tasso agevolato di 99 milioni di dollari dal Dipartimento dell Agricoltura degli Stati Uniti, nonché un contributo di 3,9 milioni di dollari da parte della stessa Agenzia federale nell ambito del Biomass Crop Assistance Program (BCAP). Il programma BCAP aiuterà gli agricoltori a sostenere i costi di avvio di colture non alimentari finalizzate alla produzione di calore, energia elettrica e biocarburanti di seconda generazione. L obiettivo di BCAP è ridurre la dipendenza degli Stati Uniti dalle importazioni di petrolio, contrastare l inquinamento e stimolare lo sviluppo dell economia rurale e la creazione di posti di lavoro. Nella fascia interna dello Stato della California è in fase di sviluppo una filiera agronomica con annessa bioraffineria per la produzione di bioetanolo a partire dalla canna energetica coltivata su terreni marginali. Il progetto è di proprietà della società Canergy e utilizzerà la tecnologia Proesa. Il prodotto è destinato al mercato californiano, dove l obbligo di riduzione nell emissione dei gas a effetto serra generati in autotrazione ( Low Carbon Fuel Standard ) crea una forte domanda locale di etanolo di seconda generazione.

12 11 I Partner Partner strategici Novozymes Società danese che opera nel settore delle biotechnologie è leader mondiale nella produzione di enzimi. Nel 2012, ha acquisito il 10% del pacchetto azionario di Beta Renewables, rafforzando ulteriormente la collaborazione attiva già da alcuni anni. La collaborazione prevede lo sviluppo e la commercializzazione della tecnologia e la fornitura di enzimi da parte di Novozymes. La partnership con Novozymes rafforza ulteriormente la posizione di Beta Renewables e la competitività della soluzione Proesa. Biochemtex Agro Parte del Gruppo Mossi Ghisolfi, Biochemtex Agro ha lo scopo di garantire le forniture di biomasse allo stabilimento di Crescentino. L esperienza maturata in questo ambito è fondamentale per la costruzione di modelli economici simili per altri stabilimenti nel mondo. TPG (Texas Pacific Group) TPG, società di investimenti statunitense, è presente nel capitale azionario di Beta Renewables sin dalla sua costituzione. Gli investimenti complessivi di TPG, nei diversi settori in cui opera, ammontano a 54,5 miliardi di dollari.

13 12 Partner commerciali GranBio GranBio ha siglato un importante accordo con Beta Renewables per la realizzazione di cinque impianti per la produzione di bioetanolo di seconda generazione in Brasile, che utilizzeranno gli scarti della canna da zucchero. My Biomass È un azienda malese dedicata allo sviluppo di bioraffinerie a partire dagli scarti della coltivazione e lavorazione dell olio di palma. Sono in corso di definizione accordi commerciali per l utilizzo di Proesa. Partner tecnologici Con i suoi partner tecnologici, Beta Renewables e Biochemtex hanno intrapreso collaborazioni per lo sviluppo di tecnologie atte alla conversione di biomassa in green chemicals, che vanno a sostituire i prodotti della petrolchimica tradizionale: Gevo (USA) Gevo è un azienda specializzata nella produzione di bio-butanolo, una molecola ad alto contenuto energetico e con buone performance ambientali. Il bio-butanolo può essere utilizzato come biocarburante o green chemical in diverse applicazioni, dai solventi alle plastiche. Gevo e Beta Renewables stanno lavorando per abbassare il costo industriale del bio-butanolo tramite l uso di biomasse non alimentari. Codexis (USA) Codexis sta sviluppando l uso di risorse rinnovabili per prodotti usati in detergenti a uso domestico (shampoo, detersivi per bucato etc.). È un mercato mondiale che vale circa 6 miliardi di dollari. Codexis e Biochemtex hanno recentemente annunciato il raggiungimento di un obiettivo importante nello sviluppo della tecnologia grazie agli obiettivi di performance in scala pilota Genomatica (USA) È leader nella produzione di bio-butandiolo, un composto intermedio con molteplici applicazioni e sinora ottenuto solo da fonti fossili, scarsamente disponibile rispetto alla domanda. Il butandiolo è un componente fondamentale di moltissimi altri prodotti: dall abbigliamento, all elettronica, le plastiche, il settore automotive, etc. Amyris (USA) Amyris ha in corso una serie di progetti per la produzione di farnesene, una sostanza che può essere utilizzata nella filiera del combustibile diesel, nonché come componente detergenti, cosmetici, profumi, lubrificanti, etc.

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15 14 Beta Renewables Beta Renewables è leader nel settore delle biomasse non alimentari per la produzione di biocarburanti avanzati e composti biochimici a costi competitivi. Nata alla fine del 2011 dalla joint venture tra Biochemtex, società del Gruppo Mossi Ghisolfi, e il fondo statunitense TPG (Texas Pacific Group) ha richiesto un investimento complessivo di 250 milioni di euro (350 milioni di dollari). Alla fine del 2012, Novozymes leader mondiale nel settore degli enzimi è entrata a far parte della compagine azionaria di Beta Renewables con l acquisizione del 10% delle quote, pari a 90 milioni di euro. Beta Renewables è proprietaria della tecnologia Proesa applicata al settore dei biocarburanti e degli intermedi chimici, e dello stabilimento di Crescentino, il primo impianto commerciale nel mondo per la produzione di etanolo di seconda generazione. Lo scopo di Beta Renewables è costruire alleanze e partnership a livello globale con le aziende che intendono utilizzare la tecnologia Proesa.

16 15 Biochemtex Biochemtex è leader a livello globale nello sviluppo e ingegnerizzazione di tecnologie e processi bio-chimici basati unicamente sull utilizzo di biomasse non alimentari, in alternativa alle risorse fossili, come il petrolio. In collaborazione con Beta Renewables società di cui è azionista di controllo e alla quale partecipano il fondo di private equity statunitense TPG e Novozymes ha realizzato tecnologie e impianti per la produzione di bio-etanolo e altri prodotti chimici. Con un investimento di 150 milioni di euro e sette anni di studi, Biochemtex ha messo a punto Proesa, un esclusiva piattaforma tecnologica ora commercializzata da Beta Renewables. Proesa consente di ottenere bio-carburanti e numerosi intermedi chimici, ed è stata dimostrata su scala industriale nello stabilimento di Crescentino. Biochemtex sta sviluppando la nuova tecnologia Moghi per la conversione della lignina in bio-nafta e in composti aromatici, largamente utilizzati in numerosi settori industriali. La società ha sede a Tortona (AL) e dispone di due centri di ricerca a Rivalta Scrivia (AL) e Modugno (BA), dove verrà realizzato entro il 2014 l impianto dimostrativo della tecnologia Moghi. Nel 2012, il fatturato di Biochemtex è stato di 200 milioni di euro con 250 dipendenti. La società prevede di investire circa 180 milioni di euro in R&D nel periodo

17 Beta Renewables S.p.A. Strada Ribrocca, Tortona (AL), Italy T [email protected] Fotografie Fabrizio Giraldi Progetto grafico Andrea Lancellotti Francesca Melli Stampato da Graficalmente nel mese di settembre 2013

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