La start-up M2X Energy s'associe à l'UCF pour convertir les gaz à effet de serre en méthanol à faible teneur en carbone

La plupart des gens sont conscients de l'impact du dioxyde de carbone sur le climat. Mais peu de gens savent que le méthane, principal composant du gaz naturel, est beaucoup plus puissant que le dioxyde de carbone.

Bien que le méthane ne reste pas dans l'atmosphère aussi longtemps que le_CO2 (qui peut persister pendant des milliers d'années), il est 84 fois plus puissant pour piéger la chaleur sur une période de 20 ans, selon le sixième rapport d'évaluation annuel du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat. Et en 2021, les émissions de méthane ont atteint des niveaux record pour la deuxième année consécutive, selon la National Oceanic and Atmospheric Administration.

C'est pourquoi le Florida Solar Energy Center (FSEC) de l'UCF s'est associé à la startup M2X Energy, qui a développé une technologie permettant de capter le méthane des torchères de gaz et de le convertir en méthanol liquide, qui peut ensuite être transporté. La startup a été créée en 2020 et financée par Breakthrough Energy Ventures, fondée par Bill Gates, qui contribue à accélérer les innovations permettant d'atteindre des émissions nettes de gaz à effet de serre nulles.

Un tiers des émissions de méthane dues à l'activité humaine proviennent de l'industrie des combustibles fossiles, et le torchage du gaz est un facteur important de fuite de méthane dans l'atmosphère. Il s'agit du processus de combustion et d'élimination du gaz naturel non utilisé, un sous-produit de la production pétrolière, dans les puits de pétrole. Il existe plus de 16 000 sites de torchage de gaz dans le monde.

Les gaz à effet de serre, notamment le méthane, le dioxyde de carbone et l'oxyde nitreux, retiennent la chaleur dans l'atmosphère et ont un impact sur le climat de la Terre. Ces gaz ont considérablement augmenté, principalement en raison de l'utilisation accrue de combustibles fossiles au cours des cent dernières années. L'excès d'émissions de gaz à effet de serre contribue à l'augmentation des incendies de forêt, à la modification des populations et des habitats de la faune et de la flore, aux phénomènes météorologiques extrêmes, à l'élévation du niveau des mers et à la fonte des calottes glaciaires.

Le torchage du gaz est souvent inefficace dans la pratique, laissant échapper du méthane en plus de produire les produits normaux de la combustion, à savoir le_CO2 et l'eau.

Bien que le problème des gaz brûlés à la torche existe depuis que l'on produit du pétrole et du gaz, et que certaines alternatives soient disponibles, M2X Energy met sur le marché une offre modulaire, transportable et évolutive, la première du genre.

Connue sous le nom d'"usine sur roues", l'unité peut se rendre sur le site d'un puits et convertir le gaz qui serait autrement brûlé à la torche, sur place, en méthanol, qui est ensuite transporté vers les utilisateurs finaux par camions-citernes.

M2X travaille avec FSEC pour mieux comprendre et optimiser les processus chimiques dans les usines modulaires de méthanol de M2X.

"L'un des plus grands défis consiste à fabriquer une usine chimique qui peut être petite tout en restant rentable - la plupart des usines chimiques sont d'énormes installations pour profiter des économies d'échelle", explique Paul Yelvington, directeur scientifique de M2X. "Se faire petit est un défi commercial et technique, mais c'est ce qu'il faut pour traiter le gaz de puits et mettre fin au torchage."

Le méthanol liquide peut être utilisé dans la production de produits économiquement viables tels que les carburants à faible teneur en carbone, le bois d'ingénierie, les plastiques, les fibres synthétiques, et même être utilisé comme vecteur d'hydrogène. Une caractéristique unique du procédé de M2X est qu'il réutilise un moteur automobile comme réacteur chimique à faible coût.

"Ces têtes de puits sont géographiquement réparties, souvent dans des endroits éloignés, et la construction d'une infrastructure de pipelines pour transporter le gaz de ces sources isolées vers une usine chimique centralisée n'est pas viable économiquement", explique Edwin Yik, ingénieur principal en recherche et développement chez M2X. "Cela conduit aujourd'hui les producteurs à torcher le gaz, littéralement, échoué."

Jim Fenton, directeur de la FSEC, explique qu'en tant que l'une des organisations de recherche sur les énergies renouvelables et l'efficacité énergétique les plus importantes et les plus actives soutenues par l'État aux États-Unis, la FSEC est en mesure de fournir une expertise technique et des installations pour soutenir M2X et sa mission.

"Dans le cadre de ce partenariat, les chercheurs de la FSEC et de M2X travaillent ensemble, côte à côte dans le même laboratoire, afin de réduire les émissions de gaz naturel non exploité et de fabriquer un produit utile, le méthanol", explique-t-il.

Nazim Muradov, le chercheur principal du projet, affirme que les chercheurs de la FSEC apportent à la table leur expertise en matière de recherche sur la catalyse, de technologie de reformage des carburants et d'analyse des produits.

"Grâce à la collaboration fructueuse entre les chercheurs de la FSEC et les ingénieurs de M2X, le projet a progressé avec succès jusqu'à sa deuxième phase actuelle de développement technologique et a de bonnes perspectives pour la démonstration d'un prototype et son introduction sur le marché."

La première unité pilote de M2X Energy, qui consomme environ 85 000 pieds cubes de gaz de torche par jour et produit 5 000 barils de méthanol par an, sera prête pour une démonstration sur le terrain au deuxième trimestre de 2023, et les premières unités commerciales devraient être disponibles pour le déploiement en 2024.