Juliana Vaz BevilaquaCoordenadora de Gestão Tecnológica

Petrobras Biocombustível S/A

Abril 2009

P&D Petrobras - Etanol Utilizando Enzimas

-Ingresos Operacionales Netos : US$ 127 billones

- Ganancia Neta : US$ 18 billones

- Inversiones : US$ 29 billones

- Accionistas: 344.179

- Empleados: 74.204

- Reservas (SPE):15,1 billones de barriles de petróleo y gas equivalente (boe)

- Producción diaria:

1.980.000 barriles por día (bpd) de petróleo y LGN

420.000 boe por día de gas natural

- Refinerías: 15

- Carga fresca procesada: 1.765.000 barriles por dia

- Estaciones de Servicio: 6.485 (5.998 Brasil y 487 Internacional)

PETROBRAS EN NÚMEROS CONSOLIDADOS 2008*

(*) incluye las actividades internacionales

Cenpes – 57.000 m2

Parque Tecnológico – 8.000 m2

Expansión 138.000 m2

ÁÁrea Construida:rea Construida:

CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DESAROLLO - CENPESINFRAESTRUCTURA

Expansión (Enero/2009)

CENTRO DE I+D DE LA PETROBRAS

INTEGRACIÓN TECNOLÓGICA

CENTRO I+D

Modalidades: � Contractos y acuerdos con Universidades y

Centros de Investigación

� Redes de Excelencia

Más de 120 Instituciones Brasileñas

Modalidades:� Proyectos de Clientes Múltiples� Cooperación entre las Investigaciones� Alianzas estratégicas� Intercambio de tecnología

Más de 70 Instituciones internacionales

CENPES ORGANIGRAMA

Equipo

Gerente Ejecutivo

Gerente General I&D Exploración

Gerente General I&D Producción

Gerente General Ingeniería Básica Downstream – Gas y Energía

Gerente General I&D Downstream

Gerente General I&D Gas, Energía y Desarrollo Sustentable

Gerente General Gestión Tecnológica

Gerente General Ingeniería Básica Exploración y Producción

PROGRAMAS TECNOLÓGICOS

Nuevas Fronteras

Aguas profundas

Refino Innovación combustibles

Energías renovables

Gas natural

Crudo pesado

Recuperación mejorada

Transporte Modelado de cuencas

Medio ambiente

Pre-sal

Optimización & confiabilidad

Cambios del Clima

GASTOS I+D

Fuente: PETROBRAS - Analisis Financeira e Estados Fin ancieros

2006 2006 --20082008

0

250

500

750

1.000

1.250

1.500

1.750

2.000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Ano

R$

MM

Downstream22%

Otros4%Exploración

14%

Producción

43% Medio Ambiente10%

Gas y Energía4%

Biocombustibles3%

Plano 2009-2013

I+D Biocombustibles = US$ 530 MM

MAS IMPORTANTES PROYETOS EN I+D EN BIOCOMBUSTIBLES

� HBIO Hidrogeneración de aceite animal/vegetal

� Biodiesel

� Etanol no convencional

� Biocombustible Sintético (BTL)

CanaCana--dede--aaççucarucar

CO2

CANACANA --DEDE--AAÇÚÇÚCAR CAR -- ETANOL, AETANOL, A ÇÚÇÚCAR E ENERGIACAR E ENERGIA

AAççucarucarEtanolEtanol EnergiaEnergia ElEléétricatrica

COCO22

COCO22

Fonte: Cortez (2005)Fonte: Cortez (2005)

BagaBagaççoo

Petrobras P&D: aproveitamento

de resíduos para etanol,

gaseificação, etc...

Etanol – uso de amido

Extraído de http://www.genencor.com

Petrobras P&D: torta de mamona e

outros resíduos

MP AMILÁCEAS

EXTRAÇÃO

HIDRÓLISE DO AMIDO

glicoseglicose

RESRESÍÍDUODUOalimentaalimentaçção animalão animalproduproduçção de energiaão de energia

MP LIGNOCELULÓSICAS

PRÉ-TRATAMENTO:EXTRAÇÃO/HIDRÓLISE DA HEMICELULOSE

HIDRÓLISE DA CELULOSE

xilosexilose

glicoseglicose

LIGNINALIGNINAproduproduçção de energiaão de energia

MP SACARÍNEAS

EXTRAÇÃO

FERMENTAÇÃO

• BATELADA• BATELADA ALIMENTADA

• CONTÍNUA

RECUPERAÇÃO DO PRODUTO

• DESTILAÇÃO• EXTRAÇÃO POR SOLVENTE• ADSORÇÃO

sacarosesacaroseglicoseglicosefrutosefrutoselactoselactosegalactosegalactose

RESRESÍÍDUODUOalimentaalimentaçção animalão animalproduproduçção de energiaão de energia

coco22

ETANOLETANOL

VINHOTOVINHOTO

TECNOLOGIAS PARA A PRODUTECNOLOGIAS PARA A PRODUÇÇÃO DE ETANOLÃO DE ETANOL

Tecnologias maduras Tecnologia emergente

Fonte: PEREIRA JR (1991)

HemicelluloseHydrolysis

CelluloseEnzymatic Hydrolysis

EnzymeProduction

C6Fermentation

COCO22

Distillation

C5Fermentation

COCO22

ETHANOLETHANOL

STILLAGESTILLAGE

soluble sugarssoluble sugars

solidssolids cellulasescellulases

STILLAGESTILLAGE

HemicelluloseHydrolysis

EnzymeProduction

Cellulose Enzymatic Hydrolysis

C6 Fermentation

COCO22

Distillation

C5Fermentation

COCO22

ETHANOLETHANOL

soluble sugarssoluble sugars

solidssolids cellulasescellulases

SSF: Simultaneous SSF: Simultaneous SaccharificationSaccharification & Fermentation& Fermentation

SHF: Separate Hydrolysis & FermentationSHF: Separate Hydrolysis & Fermentation

Strategies for Ethanol Production from Lignocellulosics

STILLAGESTILLAGE

HemicelluloseHydrolysis

EnzymeProduction

Cellulose Enzymatic Hydrolysis

C5 & C6 Co-Fermentation

COCO22

Distillation

ETHANOLETHANOL

solublesolublesugarssugars

solidssolids cellulasescellulases

STILLAGESTILLAGE

HemicelluloseHydrolysis

Cellulase Production;Hydrolysis;

C5 & C6 Co-Fermentation

COCO22

Distillation

ETHANOLETHANOL

solublesolublesugarssugars

solidssolids

SSCF: Simultaneous SSCF: Simultaneous SaccharificationSaccharification & & CoFermentationCoFermentation

CBP: Consolidated CBP: Consolidated BioProcessingBioProcessing

Strategies for Ethanol Production from Lignocellulosics

• Celulases: – Endoglucanases– Exoglucanases –β-Glicosidase

AÇÃO SINÉRGICA DAS ENZIMAS CELULÁSICAS NA HIDRÓLISE DA CELULOSE

� Celulose (40 -60 %)� Hemicelulose (20 – 40 %)

� Lignina (10 – 25%)

COMPOSIÇÃO BÁSICA

A FIBRA CELULÓSICA

• Melhorar a eficiência hidrolítica enzimática adequando-a ao substrato utilizadopara alcançar maior rendimento e produtividade do processo

DESAFIOS PARA A UTILIZAÇÃO DE ENZIMAS NA CONVERSÃO DE MATERIAS LIGNOCELULÓSICOS

• Redução do custo de enzimas celulásicas – produção in situ?

Fonte: (Bohlmann, 2006)

Exemplo de produção de enzimas in situEmpresa: IOGEN

2008 Novozymes Sales by Industry

Detergent Enzymes

31%

Technical enzymes

30%

Food enzymes22%

Feed enzymes9%

Microorganisms5%

Biopharma ingred.

3%

Mercado de Enzimas

2008 Novozymes Sales by Region

Europe/MEA38%

North America37%

Latin America7%

Asia Pacific18%

2008 Market Share within Enzymes for Industrial Use

Novozymes47%

Danisco21%

DSM6%

Other26%

Fonte:http://www.novozymes.com

Biethanol enzymes = 18% Novozymes Revenue in 2008

Variação do preço da enzima para produção de Etanol de lignocelulose

Fonte: Foust, 2006

Rota Tecnológica de Produção de Etanol Lignocelulósico da Petrobras

220 L etanol/t de bagaço

SacarificaSacarifica ççãoão e e FermentaFermenta ççãoão SimultâneasSimultâneas

Bagaço de cana-de-açucar

Pretratamentoácido

Lavagem de sólidos

Solução rica emaçucares(pentose)

Destilação

Fermentação

Sacarificação e fermentaçãosimultanea(Glicose)

Etanol

Sólido rico emcelulose

lignina

Celulases

Exemplo de cinetica de produção de etanolSSF – bagaço de cana

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50

Tempo (horas)

Conce

ntr

açã

o (

g/L

)

Celobiose

Glicose

Etanol

Pré-hidrólise Enzimática

Fonte: Petrobras, 2007

EFICIÊNCIA DO PROCESSO

89Fermentação de xilose

Xilose => etanol

85SSF

Celulose => etanol

70PretratamentoHemi => xilose

CONVERSÃO%

ETAPA

Dados experimentais CENPES – laboratório e planta pilot o

2004 – 2006

• Parceria: UFRJ/UnB/UFAM

• Seleção de rotas tecnológicas

• Resultado em laboratório: 220 L de etanol /t de bagaço seco

• 2 Patentes do Processo

• Screening de microrganismos produtores de enzimas

• “Rede Tecnológica de Bioprodutos” –criação de infraestrutura e P&D em Universidades

2006 - 2008

• Projeto e construção de Planta Piloto(Bagaço de cana-de-açucar e torta de

mamona)

• Mais de 80 ensaios na planta piloto usando bagaço

• Reprodução em planta piloto dos resultados de laboratório

• Avaliação de novas parcerias paraacelerar desenvolvimento

OBRIGADA!

Juliana Vaz Bevilaqua

julianavb@petrobras.com.br