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Compact Gasification and Synthesis process for Transport Fuels

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La production rentable de biocarburants pourrait réduire le potentiel de réchauffement planétaire du secteur des transports

La technologie de conversion de la biomasse a stimulé le rendement de la production de pétrole biobrut et réduit son coût. Les carburants à base de diesel et essence mélangés résultant de la modernisation des raffineries pourraient considérablement améliorer la durabilité du secteur des transports.

Transports et Mobilité
Énergie

Les transports sont l’un des principaux responsables des émissions de gaz à effet de serre (GES). Les biocarburants dérivés directement de la matière vivante, y compris les résidus agricoles et forestiers, ont un rôle clé à jouer dans le paysage énergétique faible en carbone de l’Europe. Leur combustion entraîne une baisse des émissions de carbone nocives, ils peuvent être durablement produits à partir de déchets, et ils peuvent améliorer notre sécurité énergétique. Le projet COMSYN, financé par l’UE, coordonné par le Centre de recherche technique de Finlande VTT, entendait accroître l’adoption des technologies de conversion de la biomasse en biocarburants.

Matières premières flexibles et conversion primaire à petite échelle

Une composante essentielle du concept de COMSYN est la conversion locale à petite échelle des matières premières de biomasse en pétrole biobrut. Les matières premières compatibles comprennent le bois de démolition, les résidus forestiers, les sous-produits de l’industrie forestière et la paille. «Recourir à une plus petite échelle permet de considérablement réduire les coûts d’investissement, ce qui diminue le risque d’investissement et rend le concept plus attractif. La flexibilité de la biomasse minimise les impacts saisonniers liés aux cultures vivrières et permet aux unités de conversion primaire de s’implanter dans toute l’Europe, améliorant ainsi la sécurité énergétique», explique Johanna Kihlman, chercheuse principale et coordinatrice du projet COMSYN.

Simplification de l’«épuration» du gaz de synthèse et intensification de la production biobrute

Le gaz de synthèse produit par la gazéification de la biomasse doit être rigoureusement épuré afin d’ôter ses impuretés avant qu’il ne soit introduit dans le réacteur de synthèse Fischer-Tropsch. Là, les réactions de recombinaison produisent des hydrocarbures qui seront raffinés de manière centralisée pour transporter un carburant compatible avec les moteurs. COMSYN a simplifié le processus d’épuration, réduisant considérablement les coûts associés. Les scientifiques ont augmenté le produit de la synthèse Fischer-Tropsch en intensifiant le processus, ce qui réduit également le coût du produit final. Le taux de production d’un réacteur à large échelle devrait passer de 0,25 barils par jour (bpj) à 20 bpj, soit près de 100 fois plus. Différents réacteurs modulaires intensifiés peuvent être utilisés en synergie pour accroître davantage la production. Le processus de conversion primaire de COMSYN a été piloté au VTT. Les résultats des campagnes pilotes ont servi à créer des études de cas en Europe du Nord et en Europe centrale. La techno-économie des sites potentiels a été analysée en tenant compte des options pour: une intégration avec l’industrie locale, y compris une usine de pâte à papier et une scierie; différentes matières premières comme le bois, les résidus et les sous-produits forestiers, et la paille; et une intégration de l’énergie sous la forme d’électricité, de chauffage urbain et de consommation sur place d’électricité et de vapeur.

Du carburant biobrut au carburant fonctionnel: une réduction considérable du réchauffement planétaire

«Au cours des deux premières années, notre unité d’ultra-épuration du gaz est passée du laboratoire à l’échelle pilote; nous avons construit la nouvelle unité dans les installations pilotes de gazéification et avons intégré le processus de gazéification et d’épuration du gaz dans l’unité de synthèse Fischer-Tropsch», explique Johanna Kihlman. Cette remarquable prouesse technique était la condition requise pour transformer le produit biobrut en carburants de diesel et essence mélangés aux raffineries, vérifier la fonctionnalité des biocarburants, et réaliser une analyse techno-économique. «Pour le consommateur moyen, le dilemme consiste souvent à trouver comment réduire son empreinte carbone personnelle sans frais supplémentaires et/ou sans modifier son style de vie. Le biodiesel et la bioessence mélangés produits par la technologie de COMSYN sont compatibles avec des moteurs de véhicules ordinaires sans coûts excessifs. Les technologies comme celles de COMSYN facilitent la transition vers une Europe neutre en carbone», conclut Johanna Kihlman. Les résultats de l’analyse techno-économique et du cycle de vie démontrent une impressionnante diminution de plus de 80 % du potentiel de réchauffement planétaire (basée sur les émissions de GES).

Mots‑clés

COMSYN, biobrut, biomasse, biocarburants, gazéification, transports, synthèse Fischer-Tropsch, intensification du processus, réchauffement planétaire

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