Producción de Biocombustibles Líquidos: una perspectiva industrial V Encuentro Regional / XXVI Congreso Interamericano de Ingeniería Química 13 de Noviembre de 2012 Nikolai Guchin Negocios Agroindustriales - ANCAP

Indice Antecedentes Demanda combustibles p/transporte Porqué nuevos proyectos Tecnologías disponibles para los bios Proyecto de Bioetanol Fase II Decisiones tomadas

Antecedentes A partir de 2010 ANCAP a través de la producción de ALUR ha incorporado renovables a sus combustibles. Produce 20.000 m3/año de etanol anhidro carburante en Bella Unión. Produce 18.000 m3/año de B100 en Área Metropolitana. Existe una Ley Nº 18.195 que determina mínimos de mezcla. Ultimos años se observa un crecimiento del consumo a niveles mayores a los históricos, sobre todo en gasolinas (etanol), relacionado con el aumento del PBI. Viabilidad técnica de ir a mezclas de 10% de etanol en gasolina sin modificaciones en la flota de vehículos modernos. Situación similar para mezclas de B100 con gasoil en proporciones mayores al 5%. (garantías)

Demandas y PBI Fuente: Planificación Estratégica - ANCAP Fuente: ANCAP

Consumo final energético por sector Fuente: DNE - MIEM Transporte 6%

Consumo final energético sector transporte Fuente: DNE - MIEM

Directivas luego de Fase I Ampliar la producción de etanol y biodiesel de modo de cumplir con la Ley de Agrocombustibles. Intentar amortiguar el crecimiento de la demanda para la refinería de gasoil y gasolina. Posibilidad de extender la zafra sucroalcoholera Evaluar posibilidad de aprovechar las instalaciones existentes para producir etanol Sistema de riego limitado a las 10.000 há Instalaciones proyectadas para procesar jugos azucarados y con recirculación de levaduras. Fortaleció la idea de un proyecto nuevo

Tecnologías disponibles Materias primas Procesos C6 Productos BioOil SynGas

Que tecnología usar Tecnologías convencionales están muy maduras Segunda generación aún en etapas de demostración o semi comercial (HVO, etanol celulósico, BtoL) Drop in fuels (algas y otros) aún en I+D Costos de capital en 2G aún altos (35-50%) Costos operativos en 2G algo mayores Muchas empresas desarrollando 2G y 3G

FASE II En ejecución, planta de 70.000 m3/año de etanol anhidro carburante en Paysandú (Katzen) En ejecución, planta de 56.000 m3/año de B100 en Capurro, Montevideo (Alfa Laval) Con estas producciones se cumplirán los mínimos obligatorios y se cubrirá el crecimiento de la demanda hasta 2025 (Ley de Agrocombustibles Nº 18.195)

ETAPAS PROCESO PRODUCTIVO Planta Paysandú Cadena agrícola RECEPCION GRANOS LIMPIEZA ALMACENAMIENTO Propio y por terceros MOLIENDA 24 ton/h VAPOR COCIMIENTO LICUEFACCION SACARIFICACION Retorno thin stillage desde separación de sólidos Nota: en azul procesos que se adquirieron llave en mano

ETAPAS PROCESO PRODUCTIVO (cont.) CO2 Continua o batch SAC/FERMENTACION 7 ton/h VAPOR DEST. / RECT. EXTRACTIVA DESMETILIZADORA ALCOHOL NEUTRO VAPOR DESTILACION RECTIFICACION DESHIDRATACION VINAZA ALCOHOL ANHIDRO 9 m3/h

ETAPAS PROCESO PRODUCTIVO (cont.) VINAZA A licuefacción Thin stillage SEPARACION DE SOLIDOS LIQUIDO + SOLIDOS DISUELTOS 15 ton/h 30%MS BIOGAS VAPOR TORTA SECADO 7 ton/h 30%MS VAPOR EVAPORACION TRATAMIENTO ANAEROBICO EFLUENTE LIQUIDO RETORNO A HIDRÓLISIS ALMIDON DDGS (9 ton/h 90% MS) DDG (5 ton/h 90%MS) Proteínas: 30% LODO FERTILIZANTE NPK (2 27 2) AEROBICO + FILTRACION AGUA INDUSTRIAL

Cuáles serían las materias primas? Maíz solo, como en USA? Trigo o cebada como en Europa? Sorgo granífero Tiene ventajas (cultivo de secano, producción uniforme, deja rastrojo, fuerte aporte a la sustentabilidad agrícola, etc) Y los taninos? No importa usamos sorgo blanco Introducimos nueva variedades Cuanto es la cuarentena? Sorgo sin tanino - Y las aves?...

Abastecimiento de energía Energético primario Gas natural como en USA Fuel Oil $$$ Coke Biomasa (renovable) Rolos Chips Residuos forestales y agrícolas Energético secundario Tecnología de caldera Parrilla viajera Parrilla refrigerada a agua Lecho fluidizado Burbujeante Circ. Cogeneración de energía?

Almacenamiento de granos 100% propio Tremenda capacidad en silos (200.000 ton) Todos los recursos propios Poco eficiente respecto al mercado Posibilidad de negocio de acopio Mixto Externo Tomador de precios Probablemente más eficiente

Molienda Cuantos molinos? (2+1, 1+1) De que capacidad? Molino de martillo Tamaño no uniforme Sistema de recirculación grano molido Eliminar finos Molino de rodillos Mantenimiento No usa aire comprimido Tamaño más uniforme Costo

Hidrólisis/Licuefacción/Cooking Sistema cocimiento en tanques (hidrotreating) Jet cooker Cual es el mejor arreglo? Tiene esto que ver con la destrucción de taninos condensables? El jet cooker es más económico? Que hay con el consumo de vapor?

Sacarificación/Fermentació n Continua Muy automatizado Mejores rendimientos? Y si hay contaminación? Mejor aprovechamiento del volumen de reactores. Menor tamaño en enfriadores Batch La más conocida por el personal propio Más volumen de reactores Mejor con sustratos complejos

Esquema de planta de fermentación

Destilación Número de columnas Arreglo energético Destilación atmosférica Destilación al vacío Multipresión Tipo de bandejas de las columnas Orificios Calotas Válvulas Grilla

Destilación multipresión

Deshidratación PSA o membranas? 3 Aº Etanol

Concentración del stillage Recirculación del stillage para aprovechar calor latente, disminuye consumo de agua, en detrimento de rendimientos de fermentación. Sistema de evaporación de stillage Tipo de evaporadores (Falling film, circ. Forzada) Arreglo/optimización de energía Uso del vapor vegetal

Secado del DWGS La opción de no secar ahorra energía pero hace compleja la gestión del producto requiriendo cercanía de feed lot de 30.000 cabezas. Instalación que permita obtener 100% DDGS En los períodos en que se pueda comercializar DWGS el consumo de energía descenderá casi 50%

Efluentes Proceso cerrado en relación a efluentes líquidos (cero efluentes líquidos: evaporación y secado del stillage) Purga de torres de enfriamiento. Control de las emisiones atmosféricas, adquisición de un RTO con el que se eliminan emisiones provenientes del secado.

En conclusión Asegurar el uso de diferentes materias primas durante el año entero Selección de la tecnología apropiada para el manejo del stillage. Conversión del stillage en un producto manejable con seguridad y de alto valor Asegurar costos operativos bajos mediante integración energética Propuesta cero efluentes y bajas emisiones

Ventajas respecto a fósiles Socioeconómicas Medioambientales Reducción de emisiones GHG Son biodegradables Estratégicas-Energéticas Usan las mismas instalaciones que los fósiles Hasta 10% sin cambios en los motores Poder energético similar Mejor combustión Mayor lubricidad Producción distribuida

Solución sustentable CADA PAIS (REGION) ES UNA SITUACION PARTICULAR Perspectiva social Seguridad alimenticia Creación de empleo y distribución del ingreso Desarrollo local Competencia entre sectores (turismo vs. Producción de biomasa) Perspectiva Ambiental Balances de energía Reducción de emisiones GHG Expansión de la frontera agrícola Utilización de los recursos naturales (agua, suelos, biodiversidad) SOSTENIBILIDAD Perspectiva económica Diversificación energética Desarrollo agrícola Crecimiento industrial Desarrollo tecnológico Remplazo de importaciones Mayores costos de los biocombustibles

Muchas gracias