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Il n’y a pas uniquement de l'électricité…



L'électricité est de plus en plus avancée comme le salut de notre planète, mais cela semble trop unilatéral pour être simplement accepté. En effet, plus qu'une simple transition énergétique par l'électrification est possible, avec quelques importants avantages : moins de pression pour mettre les équipements existants (précocement) hors service et les nouvelles technologies peuvent évoluer un peu plus longtemps afin de les utiliser avec une plus grande fiabilité et efficacité. Les combustibles liquides synthétiques, appelé aussi ‘e-fuels’, peuvent être de grande valeur dans un avenir proche. Les ‘e-fuels’ sont renouvelables et produit à partir de dioxyde de carbone (CO2) et d’hydrogène.

Sur le campus de l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT ; Allemagne) deux installations pilotes sont opérationnels : Bioliq et P2X. Les deux fonctionnent selon le même principe : un cycle fermé du CO2. L’installation Bioliq produit de l’essence de haute qualité à partir de déchets biogènes, c’est ce qu’on appelle le procédé Biomass-to-Liquid (BtL).

L’installation P2X permet d’extraire le CO2 de l’air pour produire du combustible. Le projet fait partie d’un programme de soutien du Gouvernement allemand visant à développer des technologies pour réaliser la transition énergétique. L'un des principaux axes du programme est le P2X, abréviation de Power-to-X. Cela comprend toutes les méthodes de stockage de l'électricité verte en la transformant en un autre vecteur, généralement liquide ou gazeux. Power-to-X est un terme générique pour Power-to-Gas, Power-to-Liquid (PtL) et Power-to-Chemicals.

Combustible vert
L'installation P2X est une première mondiale. Pour la première fois, les quatre étapes de la conversion de l'électricité en combustible vert ont été regroupées en une seule installation. Quatre partenaires ont travaillé ensemble, chacun prenant en charge une étape.
  • Etape 1 : l'installation filtre le CO2 de l'air afin de pouvoir l’utiliser comme matière première. Cette technique a été développée par Climeworks, un spin-off de l'ETH Zurich.
  • Etape 2 : le CO2 et la vapeur d'eau sont dissociés en monoxyde de carbone et hydrogène, en utilisant une technologie de la société énergétique Sunfire.
  • Etape 3 : des chaînes d'hydrocarbures plus longues sont ensuite construites à partir de ce mélange gazeux à l'aide d'un procédé mis au point par Ineratec, un spin-off de l’Institut de technologie de Karlsruhe (KIT).
  • Etape 4 : développé par le KIT, la phase finale du processus consiste à fractionner les longues chaînes d’hydrocarbures pour en produire les composants de base de l’essence, du kérosène et du diesel.
Contrairement aux combustibles fossiles, les combustibles synthétiques sont climatiquement neutres. Lors de la combustion du e-fuel (produit au départ d’énergies renouvelables), nous émettons naturellement du CO2, mais dans le cas présent, ce CO2 est après aussi la matière première de la production de l’e-fuel. C'est pourquoi nous parlons de combustible pauvre en carbone. Ce combustible renouvelable peut être mélangé aux combustibles fossiles, et à terme les remplacer progressivement. Cerise sur le gâteau, ces combustibles renouvelables ne nécessitent pratiquement aucune adaptation de « l’installation de combustion », lire le moteur ou la chaudière. Les systèmes existants peuvent donc continuer à être utilisés tout en réduisant les émissions de CO2. Comme leurs prédécesseurs fossiles, les nouveaux combustibles renouvelables présentent des avantages pour de nombreuses applications en raison de leur haute densité énergétique et de leurs facilités de transport et de stockage, qu'il s'agisse de véhicules ou de systèmes de chauffage.

Application polyvalente
Le procédé peut être utilisé dans l'industrie automobile, les systèmes de chauffage, l'industrie chimique... Même le secteur de l'aviation offre également beaucoup de potentiel, car il n'existe actuellement aucune alternative verte au kérosène. En théorie, les e-fuels pourraient arriver rapidement sur le marché. Toutefois, la réussite de la commercialisation sera davantage une question politique que technique. La production des combustibles pauvres en carbone est en effet plus coûteuse. Tout dépendra donc de la position du politique, qui manque souvent de vision, comme en témoigne le choix unilatéral de l'électricité, qui limite le potentiel d'innovation pour d'autres alternatives.

Voir aussi : https://www.efuel-alliance.eu/efuels
Eduard Codde
17-09-2021