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INITIATIVE MARCHES PORTEURS

pour les PRODUITS BIOBASES

Atelier « Matières Premières Renouvelables »

Gembloux

Le 29 avril 2009

Jean-Luc WERTZJulie ROÏZ

Contenu

• L’INITIATIVE MARCHES PORTEURS (DuPont)

• Brainstorming – Quelles mesures pour développer le marché des

produits biobasés?

– Comment assurer que le développement du marché des produits biobasés s’accompagne d’un retour sur l’agriculture wallonne?

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Plan d’action Bioproduits

CE, EM, parties prenantes

2008-2010Promouvoir l’installation de pilotes de bioraffinageSupporter l’accès au financement de la R&D&i

Conduire une campagne d’information ( focus PMEs)Communiquer sur les politiques relatives aux produits biobasés et sur les bénéfices de ces derniers

Actions complémentaires

CE, CEN, Industrie, autres parties prenantes

2008

20082008-2011

2010

Etablir des normes/labels• Analyse du potentiel des normes/labels pour les produits biobasés• Mandater le CEN • Développer les normes/labels (LCA)• Proposer des normes pour un premier groupe de bioproduits

Aggréger la demande pour les produits biobasés

Normalisation, étiquetage, certification

CE, EM, Industrie

2008-2010• Etablir un réseau entre les acheteurs de produits biobasés• Les EM sont encouragés à prendre des engagements pour les produits biobasés à l’intérieur de leur plan d’action national pour les achats publics verts

Encourager les achats publics verts de produits biobasésAchats publics

CE, parties prenantes

2008• Etablir un groupe consultatif de haut-niveau ( EM + monde industriel) pour assister le groupe de travail interserviceENV/RTD•Analyser l’impact de propositions législatives dans des domaines politiques pertinents pour le développement du marché des produits biobasés.

Assurer un développement coordonné, cohérent des politiques et des réglementations

Législation

ActeursAgendaActionsObjectifsInstruments politiques

-1ère évaluation à mi-parcours fin 2009 sur la mise en œuvre des différents plans d’action

- Rapport final (experts indépendants) sur la LMI en 2011 évaluant l’impact des actions politiques sur les marchés porteurs retenus.

Des produits biobasésreprésentatifs

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• Lubrifiants biobasés• Polymères biobasés• Matériaux biobasés à base de chanvre• Bioraffinage: le projet TECHNOSE

Lubrifiants biobasés

• Lubrifiant = huile de base + additifs

• Matières premières issues de la biomasse (végétale, animale)

• Huiles végétales plus ou moinstransformées (principalementdes esters)

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Biopolymères• Issus de la biomasse (plantes, animaux):

polysaccharides, lignine, caoutchouc naturel, protéines, DNA/RNA…

• Issus de microorganismes (bactéries): PHA (polyhydroxyalcanoates) et PTE (polythioesters)

• Issus de biotechnologies (synthèse à partir de monomères renouvelables): PLA (acide polylactique) dérivé du glucose; polyamide 11 dérivé de l’huile de ricin

Source: http://averousl.free.fr/biodegradable.html

Acide lactique

Source: Galactic

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PLA

• Fermentations alcoolique (1) et lactique (2)

(1) p. ex. levures: Saccharomyces (2) p.ex. champignons Chytridiomycètes

Source: http://fungifood.tripod.com

PLA

• Polyester aliphatique obtenu par polymérisation par ouverture de cycle de lactide (diester cyclique de l’acide lactique)

• Polymère biodégradable

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Mai JuilletJuin Août

SEMIS

LEVEE

FLORAISON

RECOLTE

Hauteur de la culture

Début de la phase de croissance active

Fin floraison =

fin de la croissance

Maturité des fibres

et des graines

1 m

2 m

3 m

Septembre

Maturité des fibres

Variété précoce

Variété tardive

Introduction Botanique Culture Récolte Transformation Graine Fibre Chènevotte Poudre ConclusionMatériaux biobasés à base de chanvre

Graines

Fibres

Chènevotte

Pailles

+ poudre

1 à 1.2 t/ha

5 à 12 t/ha

Transformation

Introduction Botanique Culture Récolte Transformation Graine Fibre Chènevotte Poudre Conclusion

7

La graine

La graine• oisellerie • pêche • Huile pour cosmétiques• Huile alimentaire

Huile Riche en :• oméga 3• oméga 6 • acide gamma linolénique

Introduction Botanique Culture Récolte Transformation Graine Fibre Chènevotte Poudre Conclusion

La fibre

Les applications techniques

• Cordes, sacs, géotextiles• Filtres et absorbants • Plasturgie• Isolation

Introduction Botanique Culture Récolte Transformation Graine Fibre Chènevotte Poudre Conclusion

8

La chènevotte

La chènevotte• Litière

• Paillage végétal • Absorbant• Panneaux

• Chimie ligno-cellulosique• Béton de chaux-chanvre

Introduction Botanique Culture Récolte Transformation Graine Fibre Chènevotte Poudre Conclusion

Ressources

végétales

lignocellulosiques

Programme d’excellence de la Région Wallonne

TECHNOSELa bioraffinerie végétale

monosaccharidesoligosaccharidespolysaccharides

paillepaille

sciure de boissciure de bois

Unité de Chimie Biologique Industrielle (FUSAGx, Prof. M. PAQUO T , paquot.m@ fsagx.ac.be),

Unité de Chimie Générale et O rganique (FUSAGx, Prof. J .P. WATHELET , wathelet.jp@ fsagx.ac.be),

Unité de Technologie des Industries Agro-Alimentaires (FUSAGx, Prof. C. DEROANNE, deroanne.c@ fsagx.ac.be),

Unité de Microbiologie (UCL, Prof. S. VANHULLE, vanhulle@ mbla.ucl.ac.be)

WP 1

Procédés et produits d’hydrolyse des matériauxlignocellulosiques

WP 1WP 1

Procédés et produits d’hydrolyse des matériauxlignocellulosiques

WP 2

Modifications chimiques et enzymatiques des mono-,oligo-, polysaccharides

WP 2WP 2

Modifications chimiques et enzymatiques des mono-,oligo-, polysaccharides

WP 3

Etude des propriétés tensioactives des nouvelles molécules

WP 3WP 3

Etude des propriétés tensioactives des nouvelles molécules

Prétraitements – Hydrolyse – ExtractionSéparation - Fractionnement

Fonctionnalisation(chimique et enzymatique)

BiomoléculesBiolubrifiants

Tensioactifs

BiomoléculesBiolubrifiants

Tensioactifs

Bioaliments

Ingrédients alimentaires

Bioaliments

Ingrédients alimentaires

Biomatériaux

Bioplastiques

BI O

R A F F I N A G E

Produits de base

et à usages

spécifiques

papier et ses déchetspapier et ses déchets

MiscanthusMiscanthus tige de maïs

etc…

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1. Quelles mesures pour le développement des produits

biobasés?

LUBRIFIANTS BIOBASES

10

POLYMERES BIOBASES?

TENSIOACTIFS et SOLVANTS BIOBASES?

11

MATERIAUX BIOBASES a base de CHANVRE?

2. Comment s’assurer que le développement du marché des

produits biobasés s’accompagne d’un retour sur l’agriculture?

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1. Scénario 2020

Polymères

3(84 kt)

2,8 M+3% pa

1-22,1 M+3,4% pa

0,101,8 MBE

1-479 M+3% pa

1-259 M+3,4% pa

0,1050 MUE

0,4280 M+4,3% pa

0,15230 MMonde

2020

BIO

(%)

2020

TOT

(t)

2010

BIO

(%)

2010

TOT

(t)

2005

BIO

(%)

2005

TOT

(t)

Source: www.ingentaconnect.com/content/asp/jbmb/2007/00000001/00000003/art00017; www.plasticseurope.org/Content/Default.asp?PageID=962

13

Lubrifiants-Tensioactifs-Solvants

50(47 kt)

25

94

86

Tensioactifs non ioniquesTOT BIO(kt) (%)

12.5(15 kt)

12030(39kt)

1302020

21202140 2007

SolvantsTOT BIO(kt) (%)

LubrifiantsTOT BIO(kt) (%)

BE

Source:ec.europa.eu/enterprise/environment/reports_studies/reports/rrm-finalreport-dj-july2000.pdf, morris.umh.ac.be/SMPC/Posters/05-NARA-Gand05.pdf

2. Ressources en biomasse

14

Polymères

14000ou

40000ou

25000

650 (betterave)

ou

320 (blé)ou

225 (maïs)

105 sucreou

225 amidonou

155 amidon

84Biopolymères

(ex: PLA)

Surfaces

(ha)

Biomasse

(kt)

MPR

(kt)

Consommation

(kt)BE 2020

0,17 ha betterave/t PLA; 0.48 ha blé/t PLA; 0.3 ha maïs/t PLA; Sources: morris.umh.ac.be/SMPC/Posters/05-NARA-Gand05.pdf; PADD II, Développement durable et ressources renouvelables, 2006

Lubrifiants-Tensioactifs-Solvants

2820ou

4700ou

3290

127 (Betterave)

ou

38 (Blé) ou

30 (Maïs)

Partie hydrophile: sucres(Partie lipophile:

huiles végétales)

47Biotensioactifs

(ex: APG)

~15000ColzaHuiles végétales15Biosolvants

(ex: EMHV)

1400054 (colza)27 (huiles végétales)

39Biolubrifiants

Surfaces

(ha)

Biomasse

(kt)

MPR

(kt)

Produits

consommés 2020 (kt)

BE 2020

APG: Alkylpolyglycosides EMVH: Esters méthyliques d’huiles végétales; 0,06 ha betterave/t APG; 0,1 ha blé/t APG; 0,07 ha maïs/t APG; 1 ha colza = 1 t EMHV. Sources: ITERG, UniversitéBristol, morris.umh.ac.be/SMPC/Posters/05-NARA-Gand05.pdf

15

2. Comment s’assurer que le développement des produits biobasés s’accompagne d’un

retour sur l’agriculture?

Conclusion

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Impact sur émissions de gaz àeffet de serre (GES)

Impacts environnementaux comparés

-15% à -25%-20% à -30%PLA

-20% à -80%-25% à -75%Amidon

Emissions de GES

Consommation d’énergie

Impact comparé aux polymères traditionnels

Source: Ademe, 2005

17

Réduction GES

3015Solvants

460125Tensioactifs

6834Lubrifiants

16884Polymères

Réduction GES (kt)

2020 (kt)Bioproduit

Source: ec.europa.eu/enterprise/environment/reports_studies/reports/rrm-finalreport-dj-july2000.pdf

Premi ères Renouvelables

Assemblée Générale Valbiom

29 avril 2009

Daniel RahierDuPont

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Aims of the Lead Market Initiative (LMI)

• ◊ Facilitate the development of innovative markets bringing high economic & social values

• ◊ By creating the conditions to facilitate the translation of innovations into commercial products

• ◊ 6 Lead Market Initiatives:- e-health- Sustainable Construction- Protective textiles

Definition bio-based products

• ◊ Bio-based products refer to non-food products derived from biomass (plants, algae, crops, trees, marine organisms and biological waste from households, animal & food production).

• ◊ They may range from high value added fine chemicals (pharmaceuticals, cosmetics, food additives) to high volume materials such as bio-polymers or chemical feedstock.

19

• Policy measures to stimulate uptake and demand for bio-based products:

1. Legislation : ensure a coherent, comprehensive and coordinated development of policies and regulations that impact the development of bio-based product markets

2. Public procurement : encourage Green Public Procurement for bio-based products

Lead Market Initiativefor Bio-based

Products

• Recommendations

1. On Innovation & Economic Implementation: setting up demonstration projects via public-private partnerships, take the international dimension into account

2. Legislation promoting market development: Carbon within bio-based products taken as savings, eco-incentives (taxation, state aids,

Lead Market InitiativeLegislation

20

• Recommendations

1. Develop a European Standard to determine the “bio-based content, common for all bio-based

2. Use “carbon footprint” as main sustainability indicator until a standardized LCA method has been worked out assessing the sustainability of the whole life cycle of the product.

Lead Market InitiativeStandards, labeling &

certification*

The Market for bio-based products

* Source: EU Taskforce on bio-based products

250,000

190,000120,000Bio-based related jobs (EU)

23 bn(EU)

250 bn125 bn77 bnValue of bio-based products

(US $)

202020102005

• Key drivers• ◊ Limited availability & increased costs of

fossil resources• ◊ Policy development: Climate Change,

Sustainable production, Lisbon agenda, Knowledge-based economy

• ◊ Evolving consumers' demand (sustainability awareness

• The Potential Market*

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• ◊ Some systems already in place in someMS

• ◊ www.bio-economy.net

LMI Biobased ProductsMarket drivers & public

procurement

Bioeconomy In the Member States& associated countries

Ad-hoc Advisory Group LMI Biobased Products

Chair :

• Peter Schintlmeister (Federal Ministry of Economics and Labour, Austria)

WG leaders :

• WG 1 - The impact of legislation and policies – Dirk Carrez(EuropaBio) (both as regards raw materials and prod ucts)

• WG 2 - Standards, labeling and certification - France sco Degli Innocenti(Novamont)

• WG 3 - Market drivers and public procurement - Christ er Segersteen

(European Forest owner association)

22

www.bio-economy.net

Premi ères Renouvelables

Assemblée GénéraleValbiom

29 avril 2009DuPont Applied BioSciences

23

– A Science Company – 5,000 scientists & engineers

– 206 Years of Innovation (Founded in 1802) - $ 1.4 billion R&D investment

– Global revenues of $30.5 Billion (2008) from which 31.5% in the EMEA region

– 60,000 employees operating in over 70 countries from which 14.000 in the EMEA region

– More than 75 R&D / customer support labs worldwide

DuPont at a Glance

Safety & Protection

Coatings & Color

Technologies

Performance Materials

Agriculture & Nutrition

DuPont Applied

BioSciences

Technology Platform

Electronic &

Communication Technologies

Our 2015 Sustainability Goals

• We are reducing DuPont’s Footprint

• Greenhouse Gas Emissions: – -72 % since 1990– reduce another 15%

• Water Conservation: – Reduction by at least

30%

• Fleet Fuel Efficiency:

We are serving the market placeGrow annual revenue by $ 2 billion from products that:

– Create energy efficiency – Reduce greenhouse gas

emissions

Invest in R&D– Environmentally smart

market opportunities.

Revenue from non-depletable resources

24

Put Science to Work: DuPont Applied BioSciences

Bio-PDO™ process • Start-up November 2006• Capacity 45’000 Tons• Consumes 40 % less energy and produces 56% less

greenhouse gas emissions than the chemical PDO process it replaces

Aspiration? No, a real life example!

BioBio --PDOPDO™™

Sorona®Polymer

Sorona®Polymer

Cerenol™Polyol

Cerenol™Polyol

25

• Sorona®

BioBio --PDOPDO™™

Sorona®Polymer

Sorona®Polymer

Textile FibersTextile Fibers

ElastomersElastomers

Stretch FibersStretch Fibers

Specialty Applications

Specialty Applications

Resins, Films, etc.

Resins, Films, etc.

Carpet FibersCarpet Fibers

Cerenol™Polymers

Cerenol™Polymers

Direct Applications

Direct Applications

• Zemea™• Susterra™

•Zemea™ & SusterraTM are registered trademarks of the DuPont Tate & Lyle Bio Products LLC

BrandBrand EntityEntityMarketsMarkets

The DuPont Bio-PDO™ Markets and Brands

• Cerenol™• Hytrel

RS™

� > Comfort stretch and recovery

� > Soft hand� > Stain resistance� > Easy care� > Easy dye� > UV/Chlorine resistance� > 37% Renewably

In apparel, Sorona® offers:

Sorona® in Textiles Fibers

Softness

Vibrantcolors

Stretch & Recovery

26

Sorona® Carpets– Innovative carpet

featuring renewable

resources

– Application: Mohawk’s

SmartStrand™ residential

carpeting featuring

DuPont™ Sorona® from

Bio-PDO™

• > Permanent Stain Resistance

� > Softness and durability � > Easy to Clean and

Maintain� > Variety of styles and

colors� > 37% Renewably

DuPont Sorona® in carpets

Stain Resistance - 12 Household Stains(Salsa , Catsup , Red 40 , Mustard , Mayo , Clearis il , Throat Spray

Salad Dress. , R. Wine , Coffee , Tea , Shoe Polis h)

3.0

3.5

4.0

Premium Nylon 3GT 2GT

Good

Excellent

Better

Treated with Stainblocker Not Treated Not treated

Stain ResistanceEngineered into Polymer

� > Superior built-in stain resistance

� > Superior wear resistance

� > Retains less odor� > Dries quickly� > Greater resistance to

mold and mildew

Sorona® in Automotive

Applications

In automotive carpets & upholstery, Sorona® offers:

27

Bio-PDO™

Home CareCosmetic

Personal Care

UnsaturatedPolyester Resins

and Polyurethanes

De-icing fluids, Engine Coolants

Heat Transfer Fluids

Bio-PDO™: Direct Applications

Zemea™ Susterra™

Cerenol™ renewably sourced polyols have a broad range of

applications and marketsFlexible coatingsFlexible coatings Personal care productsPersonal care products

Biodegradable lubricantsBiodegradable lubricants

Spandex fibersSpandex fibers

Thermoplastic elastomericsThermoplastic elastomericsPerformance inksPerformance inks

28

Benefits of Hytrel® RS*

Properties:•Excellent flex fatigue•Low temperature flexibility

•Continuous use range from

- 40°to +130°C

•Good chemical and oil resistance

•High mechanical properties

Applications:

* Up to 60% Cerenol™

Biofuels: Technologies that revolutionize the industry

Seeds & Inputs

Technology for second generation feedstock

Advanced Biofuels

Ethanol & Biodiesel

Biobutanol

Cellulosic Ethanol

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Can bio-based materials be produced without creating a

negative impact on food production?

• Current production uses less than 0.05% of agricultural land

• Unused agricultural land

• Considerable yield improvement potential in agriculture

Source: ARIVA.DE

Conclusions

• We have to reduce our environmental footprint drastically– Need step-changes ……– ….. but we cannot sit and wait for them to happen

• Renewably-sourced materials provide for a step in the right direction, and the first ones are available now:– Renewable feedstock that can be produced locally,

sustainably, and compatible with food production– Lower GHG emissions, lower energy usage– Opportunity to work with all players along the value

chain on bringing the overall environmental footprint down further

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DuPont Renewably Sourced Materialsvisit

www.renewable.dupont.com

www.dupont.com