Juan Paulo Vega H. Director I+D FONDEF-Conicyt. PROGRAMA EN BIOENERGÍA.

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1 Juan Paulo Vega H. Director I+D FONDEF-Conicyt. PROGRAMA EN BIOENERGÍA

2 Bioenergía : La bioenergía consiste en la utilización de biomasa de origen sostenible con el fin de producir combustibles líquidos, gaseosos y sólidos para Transporte, Electricidad y Calor

3 ¿Por qué Bioenergía? Dimensión Internacional: Seguridad energética Mitigación del cambio climático, desarrollo rural. Para reducir la dependencia de combustibles fósiles en el transporte y en la generación de calor y de electricidad. Para promover el desarrollo de una industria local de bioenergía. Fortalecer el desarrollo rural Dimensión Nacional: Política energética de Chile: abastecimiento seguro, eficiente, sustentable y equitativo Política de biocombustibles: diversificar la matriz, uso de recursos nacionales para el suministro energético.

4 ¿Qué se entiende por Biomasa? BIOMASA: El concepto de biomasa incluye : toda aquella materia orgánica disponible en forma sostenible, incluyéndose para este efecto a los cultivos con fines energéticos de árboles, arbustos y pastos, plantas acuáticas (incluidas macroalgas y microalgas), los desechos agrícolas, forestales, animales, los residuos sólidos urbanos y los provenientes de aguas servidas, domésticas e industriales. BIOMASA: El concepto de biomasa incluye : toda aquella materia orgánica disponible en forma sostenible, incluyéndose para este efecto a los cultivos con fines energéticos de árboles, arbustos y pastos, plantas acuáticas (incluidas macroalgas y microalgas), los desechos agrícolas, forestales, animales, los residuos sólidos urbanos y los provenientes de aguas servidas, domésticas e industriales.

5 FUENTES DE BIOMASA PRIMARIAS: ◦ Cultivos dendroenergéticos ◦ Plantaciones forestales, ◦ Cultivos de algas (micro y macro), ◦ Cultivos oleaginosos ◦ Otros ricos en hidrato de carbono, ambos no alimentarios. SECUNDARIAS: ◦ Residuos domicialiarios, comerciales, industriales ◦ Desechos agrícolas. ◦ Desechos agroindustriales ◦ Desechos forestales y madereros.

6 Preparación de la biomasa Conversión de la biomasa Productos finales Mano de Obra Energía Clima Suelo Agua Semillas Plantas Tecnología Combustibles para transporte Electricidad Calor Generación de biomasa

7 Densificación y otros procesos Gasificación Pirólisis Extracción Fermentación Digestión Anaeróbica Biomasa (Material Orgánico) Biomasa que contiene lignocelulosa Biomasa que contiene aceite (microalgas) Biomasa con bajos carbohidratos CO + H2 (SYNGAS) Bio Oil Trans- esterificación Destilación Biogas (CH4-CO2) Cambio Agua-Gas Bio Metanol Fischer Tropsch Biodiesel Reform. Bioetanol Hidrógeno 1ª Vertical: Preparación: Producción Sostenible de Biomasa, Pretratamiento, Logística 2ª Vertical: Conversión Desarrollo y eficiencia técnico económica de procesos, combinación. 3ª Vertical: Productos finales, procesos de purificación, Logística. Pretratam. + Hidrólisis Pretratam. Steam Ref. Biobutanol DME (Dimethyl Ester) Biodiesel Sintético, Biogas Sintético, (Bio SNG) BioMetano Diesel Verde +MTHF = p SERIES FUELS Biomasa con carbohidratos (macroalgas) Pretratam. Pellets, Otros Comb Sól. Pretratam. Bio Oil BioGas Syngas

8  Adjudicados : Consorcios Tecnológicos orientados a la producción de combustibles líquidos, en particular etanol y biodiesel, a partir de material lignocelulósico (biomasa), esperándose avances significativos en los procesos de conversión y en la obtención y caracterización de la biomasa. (Identificado con cuadros amarillos en diagrama anterior)  En concurso convocatoria a Consorcios Tecnológicos de Biocombustibles a partir de algas. (cuadros azules en diagrama anterior)  Estas iniciativas se centran más bien en avanzar en la identificación y optimización de los procesos termoquímicos o bioquímicos necesarios para transformar las materias primas en biodiesel o bioetanol.

9 CÓDIGOTÍTULO DEL PROYECTOINSTITUCIÓN PRINCIPAL D08I1156 Combustible diesel y productos químicos finos a partir de Tall Oil U. De Concepción D08I1181 Microbiodiesel U. Católica de Temuco D08I1056 Fortalecimiento del sector energético a partir de fuentes renovables mediante el desarrollo de modelos de disponibilidad, gestión y transformación de biomasa forestal para plantas de cogeneración en el sur de Chile U. De La Frontera D08I1202 Modelo silvícola para la obtención de dendroenergía en la zona central de Chile usando híbridos de álamo U. De Talca D07I1078 Investigación y desarrollo de un paquete tecnológico para producir etanol a partir de álamos híbridos U. Católica de Temuco D07I1063 Manejo biotecnológico de microalgas oleaginosas nativas para la obtención de biodiesel U. De Concepción D07I1137 Obtención de productos químicos finos de alto valor y combustible líquido mediante conversión termoquímica de biomasa U. De Concepción D07I1109 Generación y uso de gases biogénicos en Chile como sustituto de gas natural (SNG) U. De Concepción D07I1008 Purificación de biogas y conversión de dióxido de carbono a metano (gas natural), mediante procesos bacterianos U. De Chile D06I1099 Desarrollo de un paquete tecnológico para producir bioenergía a partir de algas U. De Tarapacá D06I1021 Optimización y mejoramiento biotecnológico de las condiciones de cultivo de la microalga verde Botryococcus braunii para la obtención de biohidrocarburos U. De Antofagasta D05I10391 Utilización de Brassica napus para la producción de biodiesel: desarrollo y optimización del proceso U. De La Frontera I+D que cuenta con financiamiento de FONDEF.

10  Manejo de la cosecha y/o recolección.  Preprocesamiento.  Transporte.  Bodegaje y entrega final de volúmenes requeridos de biomasa obtenida en forma sustentable.  Sistemas logísticos capaces de manejar y entregar altos volúmenes de biomasa a lo largo del año. (desde la cosecha hasta la biorefinería).  Identificar y desarrollar biomasas que estén disponibles y que respondan a los volúmenes requeridos.  Otros: para ampliación ver tabla siguiente

11 Actividad IndustrialTemas de Interés ProducciónCuantificación de recursos, sostenibilidad, biotecnología, genética, fisiología, stress hídrico Cosecha y recolecciónSistemas de cosecha selectiva y sostenible, cosecha masiva BodegajeMonitoreo de la calidad (elementos para análisis en tiempo real, sistemas en seco y en húmedo Preprocesamiento (limpieza, separación, clasificación, mezcla, control de humedad, modificación física, tratamiento químico o bioquímico parcial) Propiedades de los materiales, alteración del estado físico, manipulación de grandes cantidades de material IntegraciónTemas de mercado, ciclo de vida. Transporte finalFormas de uso de sistemas integrados considerando infraestructura existente.

12 2ª vertical: Problemas / Oportunidades de Tecnologías de Segunda Vertical TECNOLOGÍA Laboratorio Planta Demostrativa Planta Piloto Mercado Etanol Lignocel “P-Series fuels” Biodiesel Biodiesel Sintético Metanol DME Biometano Bio SNG Diesel Verde

13  Optimización técnico económica.  Logística final de combustibles líquidos, sólidos y gaseosos  Etc.

14  1. Desarrollo de líneas completas (filas del diagrama de cadena de procesos)  2. Abordar brechas no cubiertas por los consorcios y por FONDEF o incluso brechas cubiertas, pero con otros actores.  3. Considerar alguna vertical  4. Considerar desarrollo de procesos (2ª vertical) que funcionen a pequeña y mediana escala en Chile y también con fines de exportación. (teniendo claro con qué biomasas y orientados a productos finales específicos).  5. Ídem anterior, pero a gran escala.

15  6. Líneas de máximo aprovechamiento y valoración de la biomasa (concepto de biorefinerías).  7. Metodologías de cálculo para el apoyo en la cuantificación de producción de gases de efecto invernadero de determinadas biomasas o productos finales.

16 OBJETIVO: IDENTIFICAR OPORTUNIDADES, BRECHAS DE I+D Y BRECHAS DE CAPACIDADES ¿Dónde? 1.- Primera vertical: obtención de biomasa 2.- Segunda vertical: procesos de transformación. 3.- Productos finales Condición: Aplicar la mirada experta de cada uno de los participantes para detectar los focos que puedan realizar un mejor aporte económico a Chile.

17  Producción sostenible de biomasa para fines energéticos.  Logística eficiente de biomasa (recolección, acopio, transporte, bodegaje, entre otros)  Pretratamiento de biomasa (secado, densificación, pelletización, torrefacción, entre otros)  Todos los anteriores deben reducir costos de manejo y de transporte y/u otros costos para adecuarla a los tratamientos termoquímicos o bioquímicos posteriores, orientados a la producción de combustibles sólidos, combustibles líquidos y combustibles gaseosos.

18  Considerar modelos agrícolas, silvícolas y acuícolas vigentes, pudiendo proponerse modificaciones o mejoras.  Maximizar eficiencia del uso suelo  No dañar cadenas de aprovisionamiento de alimentos  Balance energético positivo  Explicitar relación biomasa-proceso industrial-producto final.  Planteamiento de estrategia institucional.

19  Proyectos de I+D precompetitivos y de interés público  Proyectos de hasta 36 meses de duración  Subsidio de FONDEF de hasta 180 millones de pesos.