Plataforma Tecnológica Española de Química Sostenible, SusChem-España

Proyecto RET-420000-2009-5

Área de Biotecnología Industrial y Biorrefinería

Tomás Roncal Coordinador Área Biotecnología Industrial y Biorrefinería

Asamblea Anual SusChem-España Barcelona, 16/11/2011

Biotecnología Industrial

• Biotecnología Industrial o Blanca: aplicación de la biotecnología para la producción y procesado sostenible y medioambientalmente responsable de energía, materiales y productos químicos.

• Multidisciplinar: biología, microbiología, bioquímica, biología molecular, química, ingeniería, bioinformática...

• Herramientas: enzimas y microorganismos. • Procesos: fermentaciones y biocatálisis. • Uso preferente de materias primas renovables de biomasa,

procedentes fundamentalmente de cultivos agrícolas y forestales y sus residuos, sin olvidar otros tipos como los residuos biológicos urbanos e industriales.

• Menor impacto medioambiental, consumo de recursos y generación de residuos. Mayor sostenibilidad.

Agenda de Investigación Estratégica (AIE)

• Adopción por SusChem-España de la Agenda de Investigación Estratégica y el Plan de Implementación elaborados por SusChem-Europa entre 2005 y 2006.

AIE para la Biotecnología Industrial

• Anexo del grupo de Biotecnología Industrial de SusChem-España a la Agenda de Investigación Estratégica: – Carácter multidisciplinar de la Biotecnología Industrial. – Animar a la participación de las PYMEs en SusChem-España. – Priorización de los temas de I+D incluidos.

Actualización AIE

• Actualización Agenda de Investigación Estratégica y Plan de Implementación por SusChem-Europa (2010).

• SusChem-España también ha considerado necesaria: – La actualización de la Agenda de Investigación Estratégica y del

Plan de Implementación. – La elaboración de una hoja de ruta.

Temas prioritarios de I+D

Temas prioritarios de I+D – 3 ÁREAS:

1) Área de Biomasa.

2) Área de Bioenergía.

3) Área de Bioprocesos y Bioproductos.

Área de Biomasa

Área de Biomasa

• Mejora de los procesos de hidrólisis de biomasa lignocelulósica: búsqueda de nuevas enzimas más eficientes, desarrollo de variedades mejoradas de enzimas conocidas, nuevos procedimientos más eficientes de pretratamiento de la biomasa.

• Utilización integral de la biomasa lignocelulósica por vías alternativas a la hidrólisis, incluyendo la gasificación.

• Aprovechamiento y valorización de residuos y subproductos de biomasa, urbanos e industriales, como materias primas en bioprocesos.

• Uso del metano obtenido mediante digestión anaerobia de biomasa como materia prima en bioprocesos.

Área de Bioenergía

Área de Bioenergía

• Desarrollo comercial del bioetanol 2ª generación (lignocelulósico). • Biobutanol y otros alcoholes de cadena corta como

biocombustibles alternativos al bioetanol. • Cultivo de algas –micro, meso y macro- como fuente de materias

primas para la fabricación de biocarburantes y compuestos químicos de elevado valor añadido.

• Producción de biohidrógeno. • Conversión biológica de gas de síntesis en biocombustibles líquidos. • Mejora de los procesos de digestión anaerobia para la obtención de

biogás (metano) y desarrollo de nuevos procesos biológicos de conversión de éste en biocombustibles líquidos.

• Producción biológica de nuevos biocombustibles: microdiésel, alcanos, alquenos, isoprenoides, éteres…

Área de Bioprocesos y Bioproductos

Área de Bioprocesos y Bioproductos

• Nuevas rutas biológicas de obtención de productos químicos de base sustitutivos de/complementarios a los petroquímicos, incluidos los monómeros para la síntesis de bioplásticos.

• Producción de bioplásticos y otros biopolímeros por fermentación. • Nuevas enzimas aplicables en la síntesis de moléculas

industrialmente valiosas, especialmente quirales. • Nuevas herramientas para la modificación genética e ingeniería

metabólica de microorganismos actualmente no manipulables. • Desarrollo y optimización de procesos de fermentación de sustratos

gaseosos, incluido el diseño de biorreactores eficientes. • Desarrollo del concepto de biorrefinería: integración de las

tecnologías químicas y biológicas en los procesos de conversión de la biomasa en bioenergía y bioproductos.

Hoja de ruta

HOJA DE RUTA BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIAL

Y BIORREFINERÍA

TENDENCIAS TEMAS DE INVESTIGACIÓN

Políticas

Económicas

Mercado

Medioambientales

Sociales

Tecnológicas

Materias primas/intermedios

Productos finales

Procesos de transformación

Corto - 2012 M

edio - 2015

Largo - 2020

Plazo

Hoja de ruta

Corto plazo - 2012

Medio plazo - 2015

Largo plazo - 2020

Materias primas/intermedios Productos finales Procesos de transformación

Lignocelulosa Residuos industriales caracterizables Aceite a partir de residuos industriales por fermentación

Nuevos biocombustibles de 2ª g para motores diesel procedentes de residuos industriales Moléculas quirales ind. valiosas

Nuevas rutas biológicas Síntesis enzimática Ingeniería metabólica

Residuos agrícolas con bajo contenido en lignina Algas como fuente de carbohidratos fermentables Sustratos gaseosos

Biobutanol y otros biocombustibles Nuevos biocombustibles de 2ª g para motores diésel de residuos industriales Biogas y biocombustibles líquidos Producción de bioplásticos y otros biopolímeros Moléculas quirales ind. valiosas

Digestión anaerobia Desarrollo de nuevos procesos biológicos Nuevas rutas biológicas Fermentación Síntesis enzimática Ingeniería metabólica

Residuos forestales Aceites de algas económicamente viables Sustratos Gaseosos

Biohidrógeno Nuevos biocombustibles: microdiésel, alcanos, alquenos, isoprenoides, éteres… Producción de bioplásticos y otros biopolímeros Moléculas quirales ind. valiosas

Biotransformaciones relacionado con los residuos forestales Producción biológica Nuevas rutas biológicas Fermentación Síntesis enzimática Ingeniería metabólica

Contacto:

Tomás Roncal Área de Bioenergía Unidad de Energía TECNALIA tomas.roncal@tecnalia.com