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BIOgas membrane reformer for deceNtralIzed hydrogen produCtiOn

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BIONICO: Une usine pilote qui transforme directement la biomasse en hydrogène

Exploiter l’énergie produite à partir de l’hydrogène pourrait aider l’humanité à décarboniser l’économie mondiale. Le projet BIONICO teste actuellement une usine pilote innovante qui produit de l’hydrogène directement à partir de la biomasse, comme celle des décharges.

Énergie

Alors que l’humanité semble vouloir se diriger vers une économie mondiale sans carbone, les sources d’énergie plus propres sont de plus en plus recherchées. L’hydrogène pourrait permettre de réduire à la fois la pollution et la production de gaz à effet de serre nocifs. Toutefois, l’hydrogène est actuellement principalement produit à partir du gaz naturel, du charbon ou du pétrole, qui émettent tous du dioxyde de carbone. La biomasse est une source d’énergie renouvelable presque neutre du point de vue des émissions de carbone. Le processus de digestion anaérobie de la biomasse résiduelle provenant de différentes sources (déchets animaux, usines de traitement des eaux résiduaires, eaux usées d’origine industrielle et décharges, par exemple) produit un biogaz constitué d’un mélange de méthane et de dioxyde de carbone. C’est dans ce contexte que le projet BIONICO est en train d’assembler une usine pilote qui permettra de transformer directement la biomasse en énergie. Ce projet a conçu, construit et présentera sous peu un nouveau système d’ores et déjà en fonctionnement dans une usine à biogaz réelle dotée en son centre d’un concept de réacteur totalement innovant. Il est prévu que cette usine produise 100 kg d’hydrogène par jour. Elle constituera le premier exemple de fabrique d’hydrogène à partir de biogaz dont le fonctionnement repose sur la technologie du réacteur à membrane mise en œuvre dans une usine à biogaz réelle. «En comparaison avec n’importe quel autre projet précédent de réacteur à membrane, BIONICO sera en mesure de faire la démonstration de l’efficacité de ce système à beaucoup plus grande échelle, avec plus de 100 membranes dans un unique réacteur à membrane à lit fluidisé», explique le Dr Marco Binotti de l’Université polytechnique de Milan et coordinateur du projet BIONICO. Le consortium BIONICO est constitué de huit partenaires venus de sept pays de l’UE. Chacun des partenaires a été impliqué dans un aspect différent de la mission, comme la conception ou les tests du réacteur et des principaux composants du système. BIONICO exploite les connaissances rassemblées au cours de trois autres projets antérieurs: ReforCELL, FERRET et FluidCELL. Un cœur catalytique Au cœur de l’usine BIONICO se trouve un réacteur catalytique à membrane totalement innovant. En effectuant la production et la séparation de l’hydrogène en une seule étape, ce réacteur déclenche une réaction qui permet d’obtenir un rendement de conversion de plus de 70 % à 500-550 °C. Le biogaz est directement injecté dans le réacteur BIONICO avec la vapeur et l’air. Grâce à un catalyseur supplémentaire, même à ces températures relativement basses, les réactions permises par la combustion du méthane présent dans le biogaz entrainent sa conversion en hydrogène et en dioxyde de carbone. «Le rendement de ce procédé de conversion aurait dû être fortement limité par les températures de fonctionnement basses. Mais ce point a été résolu par la présence des membranes. Les membranes à base de palladium agissent comme un filtre qui ne laisse passer que l’hydrogène. Par conséquent, le flux d’hydrogène qui peut alors être collecté est presque pur. Alimenter un futur énergétique durable Les objectifs du projet sont nombreux. D’un point de vue économique, il entend démontrer la faisabilité et la rentabilité de la solution et identifier le marché potentiel de cette nouvelle usine. D’un point de vue énergétique, BIONICO souhaite faire de l’hydrogène produit à partir de biogaz une source d’énergie durable viable, et quantifier les effets environnementaux positifs de la mise en place d’une telle usine sur le long terme. Des tests spécifiques réalisés avec différentes compositions de biogaz seront mis en œuvre aux fins de démontrer l’adaptabilité du procédé à différents types de gaz. Le projet traverse sa phase la plus importante: le réacteur est actuellement installé dans un laboratoire et, d’ici la fin de l’année, il subira 500 heures de tests effectués avec des biogaz synthétiques. Ensuite, 2 500 heures de test supplémentaires débuteront dans une décharge portugaise. «Étant donné que 95 % de l’hydrogène produit aujourd’hui provient des combustibles fossiles, je pense qu’il est important de souligner que l’hydrogène fourni par BIONICO est issu de biogaz et que par conséquent, il est respectueux de l’environnement», indique le Dr Binotti.

Mots‑clés

BIONICO, décharge, énergie, hydrogène, déchets animaux, biomasse, biogaz, durable, respectueux de l’environnement, méthane, vapeur

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