Tecnologia E2G

ETANOL DE 2ª GERAÇÃO
Tecnologia E2G CTC
Junho, 2014
Agenda
o Tecnologia E2G
o Estratégia CTC
o Proposta de Valor
o Captura de Valor
o Parcerias em Andamento
o Histórico do E2G no CTC
o Desenvolvimento das tecnologias E2G no Mundo e no Brasil
o Expectativas
o Status da Planta Demonstração
Tecnologia E2G
••
••
••
••
FÓSSEIS
1ª GERAÇÃO
2ª GERAÇÃO
Petróleo
Partes comestíveis
de plantas
Partes não-comestíveis
de plantas
Não-Renovável
Não-Renovável
Difícil Extração
Extração
Difícil
Tendência aumento
aumento Custo
Custo
Tendência
Balanço CO
CO2não
não favorável
favorável
Balanço
2
• Tecnologia Madura
Compete com
com alimentos
alimentos em
em
•• Compete
alguns países
países
alguns
Tecnologia ainda
ainda não
não
•• Tecnologia
competitiva economicamente
economicamente
competitiva
Processo específico
específico para
para cada
cada
•• Processo
biomassa
biomassa
• Renovável
• Balanço CO2 favorável
• Não compete com alimentos
• Renovável
• Balanço CO2 favorável
Tecnologia E2G
Diversidade da Biomassa Vegetal
Tecnologia E2G
Processo de Produção de Etanol 2G
Preparação
da MatériaPrima
PréTratamento
(vapor e ácido)
Hidrólise
Fermentação
(enzimas)
(leveduras)
Destilação
Diferentes rotas tecnológicas
Tecnologia E2G
Tecnologia E2G
BIOMASSA
DE CANA
PREPARAÇÃO DA MATÉRIAPRIMA
Rota Tecnologica E2G CTC
HIDRÓLISE ENZIMÁTICA
PRÉ-TRATAMENTO
FERMENTAÇÃO
PÓS-TRATAMENTO
DESTILAÇÃO
ETANOL
Tecnologia E2G
Pré-Tratamento
Objetivos
Representação
Desafios
• Promover a separação das
principais frações da
biomassa (celulose,
hemicelulose e lignina);
• Evitar/minimizar a
formação de substâncias
inibidoras da
fermentação;
• Solubilizar a hemicelulose;
• Expor a celulose sem
degradá-la;
• Expor a celulose para as
enzimas.
• Preservar os açúcares C5
(pentoses).
Tecnologia E2G
Hidrólise Enzimática
Objetivo
• Transformar a CELULOSE
exposta no pré-tratamento
em GLICOSE por ação de
enzimas, em condições
ótimas de T e pH.
Representação
Desafios
• Atingir altos índices de
conversão com baixa
concentração de enzima;
• Operar com alto teor de
sólidos;
• Baixo consumo de
energia.
Tecnologia E2G
Fermentação
Objetivo
• Converter C6 da hidrólise
em etanol [T (32°C) e pH
(5)];
• Utilizar infraestrutura e
micro-organismo
(Saccharomyces
cerevisiae) - Processo
integrado à 1G.
Representação
Desafios
• Atingir altos
rendimentos de
fermentação em
processo integrado.
Etanol a partir do bagaço da cana-de-açúcar
Mercado Mundial – Sub-Produtos do Bagaço de Cana-de-Açúcar
(em USD Bilhões)
120
110
<10% do mercado brasileiro; processo
pouco adequado para as usinas brasileiras
40
39
39
Mercado muito comoditizado e com cenário
competitivo intenso
31
15
13
6
11
1 Não inclui vendas B2C de produtos farma e produtos de uso pessoal
Elaboração: CTC/McKinsey
Mercado fragmentado e com cenário
competitivo intenso
O mercado brasileiro de etanol oferece
oportunidades importantes
Projeção de Consumo e Oferta
Ciclo Otto (Projeção Preliminar)
• A necessidade adicional de
combustíveis ciclo otto em 2025 é
equivalente a produção atual de
etanol;
• Dependência da politica energética
nacional (precificação, investimentos
e logística)
90
Gasolina
Adicional
(Programas
Petrobras)
Hidratado
80
70
60
Anidro
50
40
Gasolina A
Importada
30
20
Gasolina A
Prod Brasil
10
0
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
• Necessidade de 35 novos greenfields
com E2G ou 85 plantas E2G em 5
anos
Excesso de
Demanda
Ciclo Otto
100
Milhões m3
• Potencial para crescimento acelerado
do setor sucroenergético nos
próximos 10 anos
Valores para Brasil
Elaboração: CTC
Fonte: Unica, MAPA, Sindicom, Anfavea, ANTT, ANP, CTC
Demanda
Ciclo Otto
Etanol Celulósico (E2G) do CTC
Missão
O CTC irá “oferecer ao setor sucroenergético nacional o pacote tecnológico
mais competitivo para a produção de etanol celulósico, integrado ao sistema
de produção de 1a geração, criando valor aos seus acionistas”
Proposta de Valor E2G CTC
•
Planta de E2G “turn key flex” integrada ao E1G ;
•
Recolhimento sustentável da palha;
•
Novas variedades mais apropriadas para o E2G;
•
Engenharia conceitual e de processo;
•
Laboratório de Biotecnologia Industrial;
•
Programa de Desenvolvimento Contínuo e
Otimização da Tecnologia E2G.
Captura de Valor do E2G CTC
 Processo: licenciamento do processo produtivo
de etanol celulósico (fee tecnológico upfront e
royalties por produção);
 Enzimas/Leveduras: homologar e recomendar
empresas produtoras de enzimas e leveduras como
fornecedoras para a tecnologia 2G do CTC
(Referral Fee);
 EPC: homologar principais fornecedores de
equipamentos e provedores de EPC, startup,
comissionamento, treinamento, manutenção e
serviços técnicos (cobrança por serviços
prestados).
Parcerias em Andamento
EPC
Suprimento
de Biomassa
Prétratamento
Hidrólise, Fermentação
e Processo
Visão
“formar parcerias com empresas/entidades que tenham pacotes tecnológicos
competitivos, “adaptáveis” as condições do setor sucroenergético nacional e que
acelerem a entrada da tecnologia E2G CTC no mercado”
Programa de Desenvolvimento do E2G CTC
TIMELINE PROJETO E2G - CTC
Escala – Laboratório (ml)
Escala – DEMONTRAÇÃO
(milhões l)
 Desenvolvimento da Ciência
Risco (%)
100
80
Escala – PDU (l)
 Conhecimento do Processo
 Avaliação de equipamentos
 Avaliação partes do Processo
 Levantamento de Parâmetros
comerciais (material e
Escala
–
PILOTO
(milhares l)
operação)
 Primeiro escalonamento
Estabelecer
processoe
 parâmetros
Processo integrado
 Não apresenta soluçõesengenharia
contínuo
 Entender comportamento
processo
integradoe contínuo
(horas)
Continuidade
de operação

60
Analisar 
equipamentos,
Parâmetros materiais
para
otimização Planta
Comercial
 Testes robustez do
microrganismos e enzimas
em ambiente real
40
20
 Testar e avaliar estratégia
de controle em operação
contínua (meses)
0
2005
2007
2009
2011
2013
2015
Programa de Desenvolvimento do E2G CTC
2007
2009
2011
2014
Planta Demonstração
Usina São Manoel
26 junho
start up para
comissionamento
2016
Venda
1ª planta
comercial
2018
Start up
1ª planta
comercial
... Mas com vários desafios a serem vencidos...
• Redução do CAPEX por meio da otimização e nacionalização de
equipamentos (pré- tratamento; sistemas de filtragem; materiais mecânicos;
sistemas de agitação e mistura);
• Redução do OPEX por meio das estratégias de alimentação de enzimas, uso
de catalizadores para pré-tratamento, fermentação de pentoses e redução
dos custos com enzimas;
• Desenvolvimentos em Biotecnologia –
necessidade de melhoria na
qualidade e eficiência dos coquetéis enzimáticos com produção nacional
e de leveduras GMO pra fermentação de C5 mais robustas e adaptadas a
condição do setor sucroenergético brasileiro;
Tecnologia E2G no Mundo
Plantas E2G em Escala Comercial – em operação nos EUA
A construção da usina de etanol 2G da DuPont em Nevada, no estado de Iowa, teve início em
2012. O potencial estimado da estrutura é de 113 milhões de litros por ano. A palha de milho
será fornecida por aproximadamente 500 agricultores, que estão localizados dentro de um raio
de 48 km em torno da usina. O estado de Iowa é o maior produtor de milho dos Estados
Unidos. Utiliza bactérias GMO (Zymomonas mobilis) para fermentação.
Abengoa Bioenergy iniciará a produção em sua nova fábrica, em Hugoton, Kansas. A unidade
terá capacidade para produzir cerca de 95 milhões de litros de etanol por ano e 21
megawatts de bioeletricidade, parte para alimentar a usina e o restante para comercialização
via rede de distribuição. A empresa produzirá o biocombustível a partir de palha de milho e de
trigo, sorgo, restolho e gramíneas. Utiliza planta da ADM em sistema de tolling para produção
própria de enzimas (derivada da plataforma C1 Dyadic).
O Projeto Liberdade, da POET-DSM, em Emmetsburg, Iowa, também tem capacidade para
produzir 95 milhões de litros de etanol 2G por ano e deverá utilizar cerca de 770 toneladas de
palha de milho por dia.
Tecnologia E2G no Mundo
Outros desenvolvedores de tecnologia E2G
Empresa Italiana, ligada exclusivamente a Chemtex e Novozymes. Proprietaria da tecnologia
denominada Proesa e investimentos acumulados na ordem de 150 milhões de Euros em 10 anos.
Esta tecnologia foi inicialmente desenvolvida para biomassa de milho, trigo e gramineas
apenas, recentemente, passaram a buscar adaptações para uso de biomassa da cana-de-açúcar.
Possui uma planta comercial em operação (Italia) com capacidade de produção de cerca de 45
milhões de litros de etanol anuais. Financiada com apoio do Governo Italiano e também visa a
cogeração de energia elétrica. Possui 3 projetos comerciais em andamento (Brasil, EUA e Asia).
Empresa canadense com investimentos estimados em US$ 500 milhões, nos últimos 10 anos, no
desenvolvimento de uma tecnologia para produção de E2G a partir de biomassa de milho, trigo
e bagaço de cana. Possui uma planta piloto no Canada. Atualmente, possui um planta
comercial em construção no Brasil (usina Costa Pinto – Raizen) com capacidade de produção de
40 milhões de litros utilizando bagaço e palha de cana-de-açúcar. Start up previsto para final
da safra 2014/15. Recentemente, parte da Iogen (exceto seu negócio de biocombustíveis) foi
vendida para Novozymes.
Uma das maiores empresas petroleiras do mundo. Tem investido na aquisição de usinas E1G no
Brasil e desenvolvimento de tecnologia E2G nos EUA. Adquiriu a Verenium e sua unidade piloto
em Jennings e mantém laboratórios em San Diego/USA. Plataforma é baseada em tecnologia de
processo, hidrolise e fermentação próprios (incluindo fabricação de enzimas e leveduras GMO).
Há rumores de que possui projeto para a construção de uma unidade comercial no Brasil, a ser
instalada em uma de suas unidades E1G no Brasil.
Tecnologia E2G no Mundo
Principais desenvolvedores de tecnologia E2G
Empresa Alemã que produz a partir da palha do trigo cerca de 2,5 milhões de litros do
combustível de segunda geração por ano em uma planta piloto e uma planta demonstração
localizadas em Munich, Alemanha. Seu processo contempla a produção de enzimas e
leveduras. Busca parcerias e investidores, mas ainda não divulgaram a construção de uma
planta em escala comercial.
Empresa dinamarquesa, ligada a Dong Energy, lider europeu na produção de energia. Desde
2003 vem desenvolvendo sua tecnologia para E2G a partir de biomassa do trigo e milho. Tem
projetos com Dong Energy (Europe) e Mitsui (Asia). Recentemente assinou com Odebrecht
um acordo de cooperação o qual contempla investimentos na ordem de R$ 200 million até
2016.
Empresa norte-americana, detentora de tecnologia para a produção de etanol 2G a partir de
residuos de celulose (inclusive lixo). Tecnologia denominada Arkenol – um tipo de hidrolise
acida. Atualmente possui 2 plantas em construção nos EUA (California e Mississippi) que
usam como biomassa, residuos de milho e trigo. Essas plantas tem capacidade de produção
de 16 e 70 milhões de litros respectivamente.
Tecnologia E2G no Brasil
Plantas E2G em Escala Comercial – em construção no Brasil
Start up inicial adiado,
Nova previsão para final de 2014
Previsão de investir R$ 4 bilhões até 2020
Aporte BNDES: R$ 300 milhões (pode chegar
a R$ 600 milhões)
Capacidade: 82 milhões de litros
Operação: 8000 horas por ano
Localização: São Miguel dos Campos, AL
Tecnologia: Beta Renewables
Enzimas: Novozymes (exclusividade)
Fermentação de pentoses: DSM/Leaf
Construção: Chemtex (exclusividade)
Start up inicial adiado,
Nova previsão para inicio de 2015
Aporte BNDES: R$ 207 milhões
Capacidade: 40 milhões de litros
Localização: Piracicaba, SP
Tecnologia: Iogen
Enzimas: Novozymes (exclusividade)
Fermentação de pentoses: ?
Construção: engenharia propria
Principais Expectativas
• Equalização dos preços controlados pelo governo preço gasolina/diesel e energia elétrica (póseleição);
• Mudança no apetite por investimento dentro do
setor sucroenergético (nova onda de consolidação
e expansões) - a partir de 2015;
• Potencial de demanda para 85 plantas E2G até
2020;
• Início do desenvolvimento de clientes com boa
receptividade e vários LoI’s assinados;
• Resultados das parcerias para desenvolvimento de
enzimas e leveduras customizadas ao processo
CTC;
Status – Planta Demonstração
Usina São Manoel
Status – Planta Demonstração
Usina São Manoel
Status – Planta Demonstração
Usina São Manoel
Status – Planta Demonstração
Usina São Manoel
DRONE 1 
DRONE 2 
VIDEO 
Obrigado!
Robson Freitas, PhD
Head of SBU Cellulosic Ethanol
[email protected]
55 19 3429 8327
www.ctcanavieira.com.br