La production de biocarburants avancés améliore l’utilisation des matières premières
Le projet Ambition, financé par l’UE, a étudié comment combiner les systèmes énergétiques indépendants actuels en vue d’améliorer la production de biocarburants. Il a également proposé un programme européen commun de recherche et d’innovation (ECRIA) à long terme en faveur de l’intégration de la production de biocarburants et la valorisation de l’électricité excédentaire du réseau. L’ECRIA présente des principes directeurs et des priorités de recherche pour une future production durable et rentable de biocarburants avancés, en particulier dans le cadre du nouveau pacte vert pour l’Europe. Il cible également les trois principaux goulets d’étranglement qui entravent le développement des bioraffineries que sont, comme l’explique Bernd Wittgens, coordinateur du projet, «le prétraitement/fractionnement de la biomasse en produits commercialisables; l’utilisation de technologies de conversion comme les processus de gazéification et de fermentation; et l’évaluation technique et économique».
Développement de nouveaux procédés
Les chercheurs ont également conçu des procédés de fractionnement de la biomasse révolutionnaires, rentables et efficaces sur le plan énergétique, qui reposent sur l’utilisation de catalyseurs non dangereux et/ou de solvants verts, notamment des liquides ioniques et des procédés organosolves. Ces deux procédés ont fait leur preuve à l’heure de produire des fractions de biomasse adaptées et commercialisables. Les procédés organosolves, en particulier, présentent un réel potentiel pour une mise en œuvre industrielle dans un avenir proche. «Ils contribueront à la valorisation intégrale de la biomasse, notamment de la production de produits à valeur ajoutée à partir de la lignine, qui revêt une importance capitale pour le développement de vecteurs bioénergétiques viables sur les plans économique et écologique et la création de bioproduits, dans le cadre du concept d’une bioraffinerie et d’une bioéconomie durables», explique M. Wittgens. La lignine est un biopolymère complexe présent dans le bois et l’écorce et qui peut être récupéré à partir de déchets de biomasse. En ce qui concerne les technologies de conversion, les chercheurs d’Ambition ont utilisé la lignine issue de la production d’éthanol de seconde génération comme point de départ à la production d’un gaz de synthèse. Cette lignine a ensuite été transformée, au moyen d’un procédé biochimique, en butanol et en acide butyrique, qui sont des produits chimiques plateformes et des intermédiaires de biocarburants. La conception des procédés biologiques actuels ne leur permet pas de s’inscrire dans une chaîne de valeur complète qui exploite la matière première dans son intégralité. «La lignine est désormais disponible dans plusieurs usines de production d’éthanol, mais pour l’heure, elle est essentiellement utilisée à des fins de chauffage. En d’autres termes, peu ou aucun effort ne sont investis dans le traitement de la lignine et son exploitation pour tout processus autre que la combustion», fait remarquer M. Wittgens.
Moins cher et plus efficace
Un résultat important du projet est que la fermentation du gaz de synthèse est possible pour le gaz obtenu à partir d’un gazéifieur. M. Wittgens précise qu’«il s’agit d’une avancée majeure, car ce procédé biologique peut être utilisé pour obtenir des molécules beaucoup plus complexes en une seule étape et est moins sensible à la qualité du gaz de synthèse. Ces connaissances peuvent nous aider à concevoir de toutes nouvelles chaînes de procédé». En outre, une expérience a montré que l’épuration du gaz de synthèse avant son utilisation en tant que matière première dans le processus de fermentation permettait d’utiliser près de 100 % des matières premières. Il est également possible d’accroître de manière significative le rendement de fermentation du gaz de synthèse en butanol ou en acide butyrique, en utilisant le CO2 produit par le gazéifieur. L’utilisation d’hydrogène renouvelable permet de transformer ce gaz en gaz de synthèse supplémentaire et, partant, de créer davantage de produits, et ce, dans le cadre d’un processus ne rejetant aucune émission de CO2. Le projet Ambition améliore l’efficacité matérielle et énergétique générale des procédés de conversion tout en réduisant les frais d’investissement et les coûts d’exploitation, ce qui facilite leur mise en œuvre dans un système énergétique européen innovant et intégré. M. Wittgens conclut: «Ces avancées peuvent être soit adaptées à la production de biocarburants existante, soit intégrées à la conception de procédés nouveaux, améliorés, respectueux de l’environnement et compétitifs sur le plan économique».
Mots‑clés
Ambition, biomasse, biocarburant, lignine, gaz de synthèse, programme européen commun de recherche et d’innovation (ECRIA), pacte vert, organosolve, liquides ioniques
