Projecte H2020 REHAP: Enfocament sistèmic per reduir la demanda de rnergia i emissions de CO2 dels processos que transformen residus agroforestals en productes d'alt valor agregat
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2016 -2021
- Pressupost assignat 6.743.545,00 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte REHAP
WP1: Identificació de les fonts d'insums agroforestals més rellevants respecte als sorgiments europeus i la composició bioquímica Revisió de la literatura i la base de dades sobre l'estat més àlgid de la gestió de les deixalles agroforestals Desenvolupament d'un model de previsió per a futures emissions de biomassa per a totes les regions NU Anàlisi dels resultats de les mostres de biomassa seleccionades per a REHAP (mètodes TGA, TEML i TGA).
WP2: Optimització dels processos de purificació per obtenir lignina, tanins i sucres d'escorça de fusta tova. Anàlisi de la fermentabilitat dels sucres 2G. hidròlisi de la fracció de carbohidrats per obtenir flux de sucre fermentable a partir del residu de procés PROESA.
WP3: Preparació de NiPUs basada en 2,3-BDO. Modificació de tanins i lignines per a resines fenòliques. fermentables de fonts alternatives (residus de cartró). Optimització de la fermentabilitat de sucres de la 2a Generació per obtenir blocs de construcció de diferents residus de biomassa (pololo, escorça d'avet, residus de cartró).
WP4: Optimització de la resina biofenòdica per a panells de fusta amb molt bons resultats en MDF i PLYWOOD, biopoliester polièlics per a escumes PIR, adhesius de PU amb millor rendiment que les alternatives fòssils i FRs 100% biobasats (a escala de laboratori) no van aconseguir el plastic.
WP5: Disseny, construcció i validació de sistemes multicapa basats en productes WP4 (MDF/PLYWOOD, escuma PIR i adhesiu PUR). Proves de la resistència mecànica, de foc, tèrmica i biològica dels compostos.
WP6: Anàlisi final de LCA, S-LCA i LCCA per a productes REHAP.
WP7: Internet, tres vídeos, cartells, comunicats de premsa, butlletins, etc. Participació en diverses conferències i reunions. Organització de dos WORKSHOP i dos seminaris web.
La posició d'Europa en la producció de biopolímers a partir de biomassa i subproductes es limita a uns quants polímers, mentre que la demanda es troba entre les més grans del món, cosa que significa que han de ser importats, principalment d'Àsia i Amèrica del Sud. Sorprenentment, Europa té moltes empreses químiques líders mundials, amb una força particular i un gran potencial al camp dels productes químics fins i blocs de construcció. El desenvolupament de productes químics i materials a partir de biomassa lignocel·lulòsica és un àmbit particularment important en termes de recerca. Tot i això, la conversió de la biomassa lignocel·lulòsica en una veritable plataforma química té encara poca viabilitat comercial. Per exemple, s'han estudiat diversos processos a nivell de recerca i desenvolupament, però cap no s'ha aplicat industrialment encara.
L'objectiu principal de REHAP és la transformació dels residus agroforestals en nous derivats sostenibles i ecoeficients, que comprenen blocs de construcció de diols, additius d'alt rendiment (superplastificadors i piroretardants) i resines polimòriques biobasòmiques (biofenòlics i NIPU), a través de processos innovadors renda Construcció.
El desenvolupament de bioreines a base de lignina/tannines s'ha demostrat amb una substitució del 50% del fenol obtenint el mateix rendiment i millor cost. 100% biopoliesterpolyols també s'han desenvolupat a partir de BDO i Biodiacids i s'han aplicat amb molt bons resultats a les escumes PIR i adhesius de PU que mostren un millor rendiment i un premi lleugerament més alt. S'han executat processos per obtenir intermedis de Bark i Wheat Straw i continuaran amb els nous projectes per produir aquests intermedis a escala industrial. Això és important per a les noves cadenes de valor creades a REHAP. Estudis complets de la disponibilitat de matèries primeres i les simulacions de biorefineria, LCA, SLCA i LCC de tots els processos comparats amb alternatives basades en fòssils entre l'optimització del concepte de biorefineria, sostenibilitat i viabilitat econòmica mitjançant l'enfocament integral utilitzant totes les derivacions del projecte (en ment per producció d'energia però també altres productes com el biogàs) i la re2 processos. L'escalabilitat dels productes ha estat demostrada per un edifici DEMO.
La posició d'Europa en la producció de productes bioquímics a partir de biomassa i subproductes es limita a uns pocs compostos, mentre que la seva demanda es troba entre les més grans del món. Tot i això, Europa té moltes empreses químiques líders a nivell mundial. D'altra banda, els residus lignocel·lulòsics constitueixen un dels recursos més abundants sense competir amb la cadena alimentària. Els 16 socis de REHAP tenen com a objectiu revaloritzar els residus agrícoles (palla de blat) i forestals (escorça) a través de la seva recuperació i processament primari (sucres, lignina, tanins) i secundari (àcids de sucre, àcids carboxílics, aromàtics i resines) per convertir-los en materials no-veure.
El projecte proporcionarà reduccions en la utilització de recursos fòssils del 80-100% i la utilització d'energia i emissions de CO2 per sobre del 30%. En concret, s'obtindran blocs de construcció (1,4 i 2,3-butanodiol, esterpoliols), materials (PU, resines fenòliques, lignina d'hidròlisi modificada) i productes (taulers de fusta, escumes aïllants, ciment, adhesius): Aïllament de tanins i carbohidrats de fusta i poliuretans (PU) lliures d'isocianats per a escumes aïllants, respectivament. Aïllament de lignina i carbohidrats de deixalles agrícoles per convertir-los en resines biofenòliques per a panells de fusta i biosuperplastificants per a ciment, i esterpoliol PU per a adhesius, respectivament.
També es desenvoluparan lignina retardant de foc i additius a base de sucre. Tecnologies de processament desenvolupades (quimi/term/enzimàtic i fermentació) s'optimitzaran a escala pilot (TRL6-7) per a una major explotació i replicació dels resultats. Tots els productes s'integraran en un prototip per demostrar la seva aplicabilitat industrial al sector de la construcció ecològica. Al llarg del projecte, s'implementaran avaluacions del cicle de vida i costos, anàlisis de mercat, plans de negocis, estratègies de gestió de residus i mesures per a la futura estandardització utilitzant un enfocament de perspectiva sistèmica.
R1: Extracció i depuració de Tannin/sucre d'espècies de fusta tova europea (abec de Noruega). Patents
R2: Extracció i purificació de lignina del residu de la producció de bioetanol. Publicació
R3: BioBDO i polímers a base de sucres: Demostració de la producció de BDO a partir de sucres 2G (residus d'agroforesteria) i demostrat a escala semiindustrial (1500L).
R4: Resines biofenòliques: resultats comparables a la referència utilitzant lignina/tannins de la cocció de refresc i una substitució parcial del 50% de fenol. Rendiment semblant i menor cost que les alternatives fòssils.
R5: Modificació de la Lignina per a la plasticització del ciment i el formigó: Efecte plasticizant millor que els lignosulfonats però pitjor que el PCE.
R6: Nous retardants de biofoc a base de deixalles fenòliques i ensucrades. Sol·licitud de patent
R7: Evíces BioPUR: La ruta NIPUs va donar bons resultats per a la substitució parcial de l'Isocianat, però va fracassar per un 100% lliure d'isocianat PUR/PIR. Nova ruta de 100% BioPUR/PIR s'ha desenvolupat a partir de bio-BDO, biodiacids i bioisicanat.
R8: Demostració del rendiment dels productes en diferents aplicacions: resines biofenoliques a MDF i Plywood, Biopoliesterpolyols en escumes PIR i adhesius de PU. Validació a la construcció de la casa DEMO amb sistema multicapa totalment basat en productes REHAP.
Identificació dels principals resultats explotables amb 3 lectures per als resultats del mercat, 10 resultats explotables i 7 tecnologies prometedores que requereixen més investigació. Accions després de la REHAP identificada per a tots els resultats esperats:
- Reducció de materials fòssils (en mil tones): resines biofenòliques per a panells de fusta (1.177), aïllament bioPU rígid (4.675), Adhesius per al sector de la construcció (2.000), productes químics intermedis de Butanediol (2.000).
- Reducció de l'ús de l'energia i de les emissions de CO2 (en %): resines biofenòliques per a panells de fusta (30/47), Superplastizers per a ciments (145/216), aïllament de bioPU rígida (16/8), Adhesius per al sector de la construcció (147/52).
- Models de negoci i càlculs de costos per al KER. Preus més baixos que les alternatives fòssils a causa de l'optimització dels processos, l'ús de materials de rebuig, la revaloració dels corrents laterals i el millor rendiment en alguns casos.
- Dirigir nous llocs de treball a les empreses implicades del projecte (50) i nous llocs de treball indirectes a causa de les activitats del projecte (200).
- FUNDACION TECNALIA RESEARCH & INNOVATION (TECNALIA)
Projectes relacionats
