Sandro Cobror - Federchimica

Il contributo del Bioetanolo di II
generazione allo Sviluppo Sostenibile
Sandro Cobror
New products MNFCT advisor , Gruppo M&G
Roma, 23 giugno 2010 – VIII Conferenza Responsible Care
M&G . Alcuni numeri
Azienda chimica multinazionale di proprietà della
famiglia Ghisolfi:
Presenza Globale : 12 impianti nel mondo
(5 in Brazile, 4 in Italia, 1 in Messico e 1 in USA, 1 in Cina)
Fatturato: ca 2 miliardi e mezzo di $ nel 2008
3 Business Units: PET Polymer, Acetates , Engineering
Personale: 2600 addetti distribuiti su 6 paesi (Italia, Brasile,
India, Cina, USA, Messico)
3 R&D Centers: 120 persone per la Ricerca
Il Gruppo Mossi e Ghisolfi è il leader mondiale nella produzione di PET.
La Chimica Oggi
L’origine della gran parte dei prodotti chimici
nel mondo oggi è fossile, cioè legata al petrolio.
4%
Prodotti
chimici
(Polimeri,
Solventi,
Pesticidi,
Vernici,
Adesivi, ecc)
La storia del poliestere come altre
commodities chimiche…
La storia del poliestere non è diversa dalla
maggioranza delle commodity chimiche e
petrolchimiche.
Nate in Europa e negli Stati Uniti nel secolo scorso,
frutto di importanti investimenti in Ricerca & Sviluppo
da parte delle grandi International Oil Companies
Oggi le “nuove 7 sorelle”, secondo il Financial Times,
sono le National Oil Companies, localizzate nei Paesi
Asiatici oppure in Sud-America (Brasile e Venezuela)
Quindi dove va ormai la petrolchimica?
Vicino al mercato
In Asia…
… dove si è spostato il mercato della
trasformazione dei prodotti tessili e plastici.
Vicino alle materie prime
In Medio Oriente…
…a bocca di pozzo e giacimento dove
ci sono gas e petrolio a costi che
permettono prezzi strategicamente
vantaggiosi.
La chimica si fa dal petrolio e dal gas
1 barile = ~165 lt 1 t = ~7,6 barili/t
Prezzo di mercato: 75 US$/barile = ~570 US$/t
Costo di estrazione: 2-3 US$/barile = ~15-20 US$/t
Lo scenario energetico mondiale
Fonte IEA
La domanda di energia tra 2007 e 2030 crescerà del 45% (crescita
media del 1,6% annuo)
Il carbone contribuirà più di un terzo della crescita globale.( Fonte
Iea/2008)
La dinamica del greggio….
Andamento dei prezzi medi
Disponibilita’ di greggio
Emissioni di CO2 a livello globale
Fonte IEA
Il 75% dell’incremento atteso al 2030 per le emissioni di
CO2 deriverà da Cina, India e Mediorente
La Visione M&G: la nuova
chimica sostenibile
La chimica europea ha prospettive se,
attraverso adeguati investimenti in R&D,
riuscirà a sviluppare tecnologie competitive e
sostenibili che utilizzino fonti rinnovabili
prodotte localmente.
Biocarburanti e Biochimica due aspetti
dello sviluppo sostenibile
In entrambi i casi, le soluzioni ipotizzate
devono poggiare sugli stessi principi:
1. Una convenienza rispetto ai relativi prodotti
fossili a prezzi di petrolio ragionevoli (50-70
US$/bb);
2. Una sostenibilità ambientale acclarata
rispetto ai gas serra:
serra bilancio di sequestro
complessivo su tutto il ciclo (coltivazione
della biomassa, trasporto, produzione del
biocarburante e/o del prodotto chimico);
3. Una sostenibilità sul territorio a lungo termine
(es.utilizzo di terreni marginali);
4. Una convenienza per i coltivatori della
biomassa
Biocarburanti:
il contesto normativo e di mercato
In Italia il mercato dei carburanti per autotrazione è
di circa 40 milioni di tonnellate (30 gasolio e 10
benzina).
Il “Pacchetto Clima-Energia” obbliga ad utilizzare
percentuali crescenti di fonti rinnovabili per il
trasporto fino al 10% in potere calorifico, entro il
2020
La legge attuale prevede che, nel 2010, almeno il
3,5% di biocarburanti siano miscelati a parità di
potere calorifico. Nel caso della benzina, questo
richiede circa il 6% di etanolo, creando così un
mercato per 600.000 tonnellate/anno che, via via,
aumenterà fino a 1,5 milioni nel 2020.
Biocarburanti: impatto sull’ambiente
La CO2 che viene emessa bruciando il
biocarburante in un motore a scoppio
è stata sequestrata sul campo qualche
mese prima
Il bilancio della CO2 nella combustione di un
biocarburante è neutro, mentre c’è
un’emissione netta nel caso della benzina
Biocarburanti, tutti uguali ?
Life Cycle Assessment (LCA)
ALTRE EMISSIONI DA CONSIDERARE PER VALUTARE
L’IMPATTO DEI BIOCARBURANTI SULL’AMBIENTE
- Per produrre e trasportare la biomassa,
- Per irrigare e fertilizzare la biomassa,
- Per produrre e trasportare il biocarburante
Spesso per queste attivita’ si utilizza energia o prodotti fossili, con
conseguente produzione netta di CO2.
Quando si analizza l’intero ciclo della produzione, dalla biomassa alla
distribuzione del biocarburante, alla fine risulta che:
NON TUTTI I BIOCARBURANTI SONO
AMBIENTALMENTE SOSTENIBILI!
Riduzioni standard di emissione
La Comunità Europea ha calcolato, attraverso un algoritmo
complesso, le riduzioni di emissioni legate all’uso dei vari
carburanti a seconda della biomassa di provenienza.
Bioetanolo
Mais
Grano
Canna da zucchero
Cellulosa
Paglia
31%
34%
71%
90%
87%
Biodiesel
Palma
Soia
Colza
Cellulosa Fisher-Tropsch
Alghe
18%
31%
48%
80%
90%
Dal 2014 quello che non raggiunge almeno il 50% non si potrà
più definire biocarburante. Dal 2017 non si potrà più produrre o
importare niente sotto il 60%.
ETANOLO – come si produce
Zucchero
Lievito
Enzimi
Amido
Lievito
Enzimi
Cellulosa
Zucchero
C5 e C6
Etanolo
ETANOLO – come si produce
Prima generazione
Zucchero
Lievito
Enzimi
Amido
Lievito
Enzimi
Cellulosa
Zucchero
C5 e C6
Etanolo
ETANOLO – come si produce
Zucchero
Lievito
Enzimi
Amido
Lievito
Seconda generazione
Enzimi
Cellulosa
Zucchero
C5 e C6
Etanolo
Solo la seconda generazione…
Bilancio della CO2
Etanolo da mais
Resa in Etanolo
per ettaro
Canna da Etanolo di
zucchero II Generazione
I Generazione
16
15
0%
-20%
-40%
-60%
II Generazione
Resa, tonn Etanolo/ha
12
-19%
9
-28%
8
-39%
5,7
-52%
3,3
4
-80%
-76%
-76%
1,65
1,4
-85%
-100%
0
l
Co
Fonte: Argonne National
Lab
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na
n
Ca
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m
co
e
Altri vantaggi della II generazione…
Migliore utilizzo dei terreni:
terreni
Grazie alle elevate rese per
ettaro ed il basso input, grande
riduzione
delle
superfici
necessarie rispetto ai cereali e di
“qualita’ “ inferiore
Nessuna competizione con catena
alimentare:
alimentare quantità di cerali non
sufficienti a soddisfare sia la
richiesta
alimentare
che
la
produzione di combustibili; influenza
sui prezzi delle materie prime
La biomassa e’ gia’ disponibile ????
Disponibilita’ di scarti agricoli in alcuni Paesi UE
80,0
70,0
68
60,0
49
MMT/Y
50,0
39
40,0
30,0
20,0
4
10,0
4
2
0,0
Wheat
Straw
Source: FAO
Corn
Stover
Barley
Straw
Oat Straw Rye Straw Rice Straw
La biomassa e’ gia’ disponibile !
…anche in Italia c’e’ abbondanza di scarti agricoli
13
14,0
12,0
MMT/Y
10,0
8,0
6,0
5,4
4,0
1,1
2,0
0,2
0
0,9
0,0
Wheat
Straw
Corn
Stover
Barley
Straw
Oat Straw Rye Straw Rice Straw
Source: FAO
Il nostro laboratorio parte dal campo
60 ettari di campo per prove sperimentali su energy crops ad
elevata resa per ettaro
Un esempio: Arundo Donax
I anno
I anno
In 5 anni, dopo selezione
di centinaia di ibridi,
raggiunta una
produzione di oltre 40
tonn/ha di sostanza
secca ed aspettative fino
a 60-65 tonn/ha
Chopped machine
V anno
Il Progetto PROESA
M&G/Chemtex
Centro Ricerche
R&D PROESA PROJECT
Biolyfe FP7
PRITIndustria 2015
DEMO UNIT
Start up 2011
40000 t/a Etanolo
Pilot plants
PROESA PROJECT
Pretrattamento
Idrolisi
Fermentazione
M&G e il biocarburante
Con il programma di ricerca PRO.E.SA
M&G ha investito oltre € 100 milioni
La ricerca condotta in 5 anni ha consentito di sviluppare una
tecnologia capace di produrre un bioetanolo di II
generazione:
da canna e/o paglia;
che costi MENO della benzina;
che sequestri almeno il 90% della CO2.
Alla ricerca ha contribuito attivamente la Regione Piemonte,
che ha stanziato € 15 milioni, e ha goduto della “simpatia”
del Ministero dell’Ambiente….
40.000 t/y Primo Impianto – Alcuni numeri
• Sono disponibili circa 300,000 t/y di paglia di grano
nell’area agricola attorno all’impianto
• 4000 Ha SOLO di terreno di bassa qualità e/o marginali
in cui mettere a dimora ArundoDonax per fornire
l’impianto
• 70 Km di distanza massima dall’impianto
• 40,000 t/y di etanolo ligno cellulosico = 51.000 ton di
emissioni di CO2 risparmiate all’anno = 6.800 auto
senza emissioni CO2
• L’impianto industriale sara’ operativo entro fine 2011
La Tecnologia M&G: solo Bioetanolo ?
La tecnologia M&G mette a disposizione, a partire dalla biomassa secca,
circa il 20% di zuccheri C5,
il 30% di zuccheri C6
e circa il 30% di lignina,
un prodotto che contiene circa l’85% di aromatici ed ha un potere
calorifico quasi doppio di quello del legno.
QUESTI INTERMEDI POSSONO RAPPRESENTARE
IL PUNTO DI PARTENZA DI UNA NUOVA CHIMICA
BASATA SU FONTI RINNOVABILI
La Visione M&G: dalla petrolchimica
alla chimica verde
M&G prevede di produrre su impianto pilota bioglicoli dai C5
entro il 2010.
La M&G si auspica di poter produrre MEG e PG su scala
industriale già nel 2012.
Negli anni successivi, attraverso soluzioni biotecnologiche
eventualmente combinate con catalisi tradizionale, si potranno
ottenere tutta una serie di materie prime o intermedi chimici,
additivi ed altri prodotti sia per il settore chimico che energetico,
sostituendo buona parte del greggio, come materia prima, con
risorse rinnovabili e sostenibili
1960
1970-2000
2010
2020
2030
Il “Petrolio” di domani…
Con una resa di circa 10 ton/ha di prodotto, la completa sostituzione
dei prodotti petrolchimici richiederebbe teoricamente 800’000 ha su
oltre 10 milioni di ettari di territorio disponibile.
La Chimica di Domani…OGGI
E’ certamente possibile sviluppare una chimica
sostenibile valorizzando i terreni e gli scarti agricoli
abbondantemente disponibili
senza toccare il cibo
con tecnologie gia’ disponibili OGGI !
GRAZIE