Proyecto Conversión de Biomasa Forestal a Biocombustibles

1. Proyecto Conversión de Biomasa Forestala Biocombustibles Marzo 2013 Gerardo Passeron P. Paulina Valenzuela S. Alvaro Urzúa M.

2. Objetivo • Instalar en Chile una planta para producir Biodiesel de Segunda Generación, es decir, basada en biomasa leñosa. • A la base de esta decisión se tienen:

3. i) Existencia de Biomasa Biomass accounts for 20 % of the primary Energy consumption in Chile.

4. ii) Mercado de Combustibles en Chile Consumo Nacional y Ventas de ENAP 2010 (Mm3) * Incluye Propileno, Etileno, Naftas, Solventes y Asfalto, entre otros.

5. iii) Mercado de Combustibles en Chile • ENAP participa del 62,3% del mercado del diesel año 2010. • Del año 2012 en adelante, se proyecta un crecimiento promedio de 2,0 % anual en el consumo. • ENAP tiene contemplado aumentar a 8.000 Mm3/año con un proyecto de expansión mayor de una de sus refinerías. • El déficit de diesel va a continuar siendo superior a 1.000 Mm3/año.

6. ¿Cómo operamos? Empresa creada en el año 2007. Su objetivo es ejecutar los estudios de factibilidad técnica, económica, jurídica y financiera, de un proyecto de biodiesel de segunda generación a partir de biomasa forestal u otras materias primas de origen nacional. 40 % 40 % Hiller Inversiones Ltda. 20 % Consorcio Tecnológico creado en el año 2009. Esta empresa pivotea en torno al estudio de recursos biomásicos para instalar proyectos a base de biomasa leñosa de gran escala, para lo cual el Consorcio desarrolla 9 subproyectos. De investigación, desarrollo, adaptación de tecnologías y comercialización de productos y servicios, incorporando personal altamente calificado a la industria. (1800 millones de pesos, subsidio 1048 millones). 32 % 48 % 20 %

7. BIOCOMSA

8. BIOCOMSA • Actividades Realizadas y en curso • Levantamientos de biomasa y su caracterización (Screening recursos biomásicoslignocelulósicos entre la V-XII regiones) • Instalación de cultivos energéticos (60 Has) en la zona Centro – Sur de Chile, en suelos forestales actualmente en desuso • Convenios con Centros Nacionales e Internacionales en el ámbito de los biocombustibles • Proyecto CONICYTpara la creación de una red de colaboración entre Chile y Canadá (pretratamiento de lignocelulosa) • Participación en proyecto del Fondo de Investigación de Bosque Nativo de CONAF • Proyecto Manejo de Renovales de Lengacon Fines Energéticos en la XII Región • Proyecto de Manejo de renovales de Roble-Raulí-Coihue en la IX, con fines energéticos. • Impactos ambientales y sociales del empleo de la biomasa. • Implementación de un Laboratorio de Bioenergía. • Tablas de Volumen de Biomasa para P. Radita y Eucalyptusglobulus. • Elaboración de metodologías para la estimación de biomasa mediante el empleo de imágenes satelitales. • Modelos de crecimiento ecofisiológicos para estimación de biomasa a partir de cultivos forestales. • Modelos logísticos y de abastecimiento de biomasa.

9. Potencial de Biomasa en Chile • Existen estudios respecto al potencial de Biomasa que señalan un potencial disponible del orden de 8 MMT base seca/año. Estos estudios no consideran la biomasa agrícola, los desechos urbanos y la eventual incorporación de cultivos forestales de corta rotación. (Short RotationWoodyCrops). La mayor utilización se concentra en la actualidad en la generación de Energía eléctrica y energía térmica, tanto en aplicaciones industriales como domésticas (leña). Disponibilidad Neta de Biomasa (BDMT) • Para un proyecto de gran escala, que requiere como materia prima la biomasa, es imprescindible garantizar en el tiempo la disponibilidad en cantidad, calidad y a un precio conveniente. • Se deberá desarrollar una estrategia que garantice un porcentaje de abastecimiento, vía estudios para evaluar existencia de terrenos y reforestar o por la vía de analizar futuros convenios de reforestación con privados y convenios de abastecimiento a largo - mediano plazo Las evaluaciones realizadas han considerado una base de cálculo de uso de 0,5 MM ton/año de biomasa, con lo que considerando un rendimiento del 20% de conversión, se podría obtener un volumen de 100.000 m3 /año. Al combinar con Gas Natural, se pueden producir 200.000 ton/año de Biodiesel, lo que representa un 2 % de la demanda nacional.

10. Faenas de Aprovechamiento Residual de Biomasa en Chile.

11. Faena de Producción de Biomasa de calidad

12. Cultivos Energéticos Plantación Julio 2011 Diciembre 2011 Agosto 2012 Diciembre 2012

13. Durante el año 2010 se definieron las especies con mayor potencial para realizar cultivos energéticos en el país. Se consiguieron los predios para establecer los ensayos, se mandaron a hacer las plantas, se realizó el diseño experimental, se definieron los esquemas de plantación y se contactó a los contratistas. • En abril de 2011 se realizaron los trabajos de habilitación y preparación de sitio • En junio de 2011 se aplicaron los herbicidas • En Julio de 2011 se realizó la plantación y la fertilización • En Octubre de 2011 se aplico una segunda dosis de herbicidas e insecticidas • En Julio de 2012 se realizó el análisis de mortalidad • En Agosto de 2012 se realizó la medición de altura • En Diciembre de 2012 se realizó un control manual del estrato herbáceo

14. Cultivos Energéticos

15. Aprovechamiento Biomasa en Bosques nativos.

16. ForEnergy • Actividades realizadas y en curso • Junio 2007: Mesa de trabajo (ENAP- Consorcio Maderero – CONAF) “Estudio de prefactibilidad para la producción de biocombustibles con biomasa doméstica”. El contenido de este reporte es: Definición y Descripción de Biocombustibles, Mercado Potencial en Chile, Tecnologías, Materias Primas, Otros beneficios, Evaluación Económica, Regulaciones en Chile y conclusiones. • Diciembre 2007: “Evaluación económica de una planta a gran escala de BTL en Chile (200000 tpaBTLfuels)” Trabajo preparado por CHOREN en el que se presenta un modelo económico. El reporte analiza cuatro escenarios : una planta Greenfield stand alone and tres plantas brownfields con diferentes niveles de integración.. • Noviembre 2008: Proyecto de planta Sigma: Green and Black Boxes. Adquisición de un paquete tecnológico a CHOREN. • Mayo 2008 y Subsiguiente: Diferentes Evaluaciones en Chile. • Fines 2008: Solicitud de Propuesta “Hydrogen and SteamproductionfromBiomassFeasibiltyStudy”. El próposito es el desarrollo de una Ingeniería Conceptual con una precisión de 30%<x<40% para la producción de Syngas, Hidrogeno y vapor and empleando Biomasa.

17. ForEnergy Actividades realizadas y en curso • 21 Julio 2009: Reporte preparado por JacobsConsultancy INC. “Hydrogen and SteamproductionfromBiomassFeasibiltyStudy” • Abril 2010: Diseño de unaunidad de preparación de Biomasapreparadapor la empresachilenaVSV. • Noviembre 2010 : “Biomass- to – fuels Process Facility Review”. Preparado por Jacobs en 2010. • 29 Abril 2011: Bases para una Ingeniería Básica. • Junio 2011: Evaluación Social del Proyecto. • 2012: Se hanevaluadomás de 30 modelos de negocios: Producción de Hidrógeno, de SNG, de electricidad, Biodiesel, etc….) • Participación en el proyecto “Chile Renovables – ROADMAP 2012 – 2020”, como asociados estratégicos.

18. ¿Cómo Comenzamos? Materias Primas Tecnología Mercado y Operador de Planta CONSORCIO MADERERO ¿? ENAP: Carbo – V ex – CHOREN (LINDE) Gas Treatment Fischer-Tropsch & Hydrocracking Three Phase Gasification

19. CARBO - V UHDE REPOTEC F. WHEELER

20. Vías de Transformación de Biomasa leñosa SUSTITUYE O GENERA Hidrólisis Enzimática GASOLINA TRANSFORMACIÓN BIOQUIMICA • BIOMASA • - Desechos Agrícolas • - Desechos Forestales • Cultivos Energéticos GASOLINA Hidrólisis Acida Incineración CALOR / VAPOR GASIFICACIÓN GAS NATURAL TRANSFORMACIÓN TERMOQUÍMICA PIRÓLISIS PETROLEO CRUDO

21. Resumen de Tecnologías Disponibles

22. Propiedades Biodiesel de 2da Generación Fuente: UC Davis, CARB & CEC, 2007, Chemistry and Emmissions of NExBTL

23. Propiedades Biodiesel de 2da Generación • No requiere un cambio en la infraestructura, puede emplearse puro o mezclado en todo tipo de vehículos diesel • Es renovable y CO2 neutral. • No posee aromáticos y los contenidos de azufre son mínimos. • Las emisiones de NOx, SOx y material particulado son muy bajas. • Alto rendimiento de productividad por unidad de superficie. • Utilizan una amplia gama de materias primas leñosas, no requieren de monocultivos. • No presiona recursos alimenticios ni suelos agrícolas. • Alta densidad de Energía (>> Etanol y comparable a los combustibles fósiles) • Biodegradable. • Puede almacenarse y transportarse empleando ductos convencionales. • Se produce localmente, basta la existencia de recursos y residuos leñosos. • Crea trabajos rurales y reduce la dependencia en petróleo foráneo.

24. Estructura de Costos Gasificación + FT Este caso requiere un subsidio (I . Específico + Subsidio adicional) para ser rentable.

25. Mapa Mundial con Regulaciones para Biocombustibles NEXANT. Topical Report. Liquid Biofuels: The next Generation. March 2009. 526 p

26. Conclusiones • Del mercado de combustibles en Chile, el Diesel es el que tiene la mayor brecha de demanda no satisfecha con producción propia. • Específicamente en el caso de Diésel sintético (número alto de cetano y bajo contenido de Azufre), la línea de producción Gasificación + FT se encuentra en avanzada etapa de desarrollo, pero los procesos involucrados son muy complejos y la inversión es muy alta. Cuando el Diesel FT se utiliza en mezclas con Diesel convencional (drop in fuel) el precio de el FT Diesel es bastante superior al del Diesel convencional. Los niveles de emisión en SOx y Nox se reducen de este modo. • En general este tipo de proyectos requiere de subsidios y/o son solamente rentables con niveles de precios del crudo muy altos. • Este tipo de proyectos es estratégico para Chile, ya que el país depende de la importación de crudos prácticamente en un 100 % y además Chile posee recursos leñosos. • Estas tecnologías requieren características muy específicas de la materia prima tales como tamaño, contenido de humedad, presencia de contaminantes. De modo tal que no cualquier biomasa es adecuada y el diseño de la unidad de preparación de la biomasa es crucial para el éxito de los proyectos.

27. Próximos Pasos. • BIOCOMSA. • Terminar con las evaluaciones de Biomasa y específicamente con el cálculo de disponibilidad para áreas seleccionadas en la zona Centro Sur de Chile, también con la disponibilidad de terrenos. • Cuantificar los resultados de los cultivos energéticos. • Cuantificar los ensayos de cosecha de biomasa en bosques nativos bajo manejo. • Participar en instancias de trabajo con otros stakeholders relacionados con el tema • ForEnergy • Conseguir apoyo financiero para continuar estudios. • Contratar la Ingeniería Básica

28. aurzua@comsa.cl aurzuamoll@gmail.com