Un gaz de synthèse de grande pureté à partir de la biomasse
La combustion des combustibles fossiles pour la production d'électricité est associée à des défis grandissants, y compris la diminution des ressources, le manque de sécurité énergétique et la contribution au changement climatique de la planète. Parmi les nombreux concepts de combustibles renouvelables de remplacement, citons la gazéification de la biomasse en vue de produire un gaz de synthèse, une combinaison utile de monoxyde de carbone, d'hydrogène et de dioxyde de carbone. Le gaz de synthèse peut être brûlé directement dans des piles à combustible ou des moteurs à gaz ou être utilisé pour produire du méthanol. Cependant, il est confronté à des obstacles en termes de pénétration du marché en grande partie en raison des contaminants. Les goudrons, les particules solides et les composés soufrés présents dans le gaz produit peuvent bloquer les composants de la centrale ou nuire au fonctionnement des piles à combustible. Des scientifiques ont lancé le projet UNIQUE financé par l'UE en vue de mettre au point une cuve de réacteur compacte et multifonctionnelle qui fournit du gaz de synthèse de haute pureté destiné aux installations de production combinée de chaleur et d'électricité (PCCE) et aux centrales électriques à petite et moyenne échelles. Il a été possible de réduire la taille en intégrant dans un seul système la gazéification à lit fluidisé avec l'épuration et le conditionnement des gaz à chaud. La qualité du produit a été améliorée grâce à de nouveaux filtres catalytiques qui ont remplacé les filtres suivis d'un lit catalytique. Les filtres catalytiques et les matériaux absorbants permettent d'éliminer suffisamment de goudrons, de particules et d'autres produits chimiques pour assurer l'accès généralisé au marché pour les technologies de production d'électricité. Les partenaires ont mis au point un nouveau catalyseur pour la réduction des goudrons dans les lits qui permet de diminuer la teneur en goudrons de 45 % et d'augmenter le rendement du gaz de synthèse de 40 % lors d'essais menés en laboratoire et de tests pilotes. Les matériaux absorbants novateurs (des substances qui recueillent des molécules par absorption) présents dans le gazéificateur à lit fluidisé ont permis de faire passer les produits chimiques dans le gaz de synthèse en dessous des seuils requis pour le fonctionnement des piles à combustible à oxyde solide dont les performances étaient supérieures à celles utilisant les combustibles de référence. Grâce à des systèmes de filtration catalytique à réformage de goudrons, les scientifiques du projet UNIQUE ont élaboré des filtres catalytiques à bougies en céramique de taille commerciale (filtres en forme de bougies creuses) qui ont été testés en laboratoire. Ils garantissent l'élimination de plus de 99 % des particules présentes dans le gaz de synthèse. Les résultats du projet UNIQUE ont donné lieu à 36 articles et travaux scientifiques ainsi qu'au dépôt de deux brevets. L'amélioration significative de la pureté du gaz de synthèse issu de la biomasse tout en diminuant les coûts devrait avoir des répercussions importantes en termes de production d'énergies renouvelables, d'emploi dans ce secteur et de dépendance vis-à-vis des combustibles fossiles.
