Durabilité : nouvelles méthodes de production de méthanol à partir d'électricité et de biomasse
Des chercheurs mettent au point un processus de production durable sur place
À l'avenir, il pourrait être plus facile de fabriquer du méthanol à partir de la Biomasse de manière décentralisée sur place. Des chercheurs de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) proposent une méthode permettant de traiter les matières premières et les déchets végétaux dans le cadre d'une procédure autonome et dans des conditions de réaction douces. Cette méthode rend superflus le séchage et le transport complexes de la biomasse vers les grandes usines de gazéification de la biomasse. Les résultats ont été publiés dans la revue "Green Chemistry".
Le méthanol est un produit chimique de base polyvalent et un vecteur énergétique prometteur, par exemple en tant que carburant de substitution pouvant être utilisé directement dans les véhicules existants. Actuellement, l'alcool méthylique dont la formule chimique est CH3OHest principalement obtenu à partir de gaz naturel fossile, ce qui rend ce processus incompatible avec les objectifs climatiques à long terme. "Le méthanol durable issu de la biomasse pourra à l'avenir compenser une partie de la production de méthanol à partir de combustibles fossiles. Toutefois, les méthodes actuelles font que ce processus est très complexe et consomme de grandes quantités d'énergie", explique le Dr Patrick Schühle, de la chaire d'ingénierie des réactions chimiques de la FAU.
Jusqu'à présent, la recherche sur la synthèse du méthanol à partir de la biomasse s'est principalement concentrée sur la gazéification de la biomasse. Au cours de ce processus, les déchets issus de l'agriculture ou de la sylviculture et les déchets tels que les hydrolysats issus de la fabrication du papier sont d'abord séchés, souvent broyés, puis transportés vers de grandes usines de gazéification. La matière est d'abord transformée en gaz de synthèse à des températures pouvant atteindre 1 000 degrés Celsius, puis en méthanol à des pressions comprises entre 50 et 100 bars. La biomasse sèche ayant une densité énergétique volumétrique plus faible, elle est souvent transformée en granulés avant d'être transportée, ce qui entraîne des coûts supplémentaires.
80 % d'efficacité carbone
La nouvelle méthode présente un avantage décisif : elle permet de traiter la biomasse humide telle que le marc, l'herbe coupée, les copeaux de bois ou la paille sans séchage préalable. Comme il n'est pas nécessaire de procéder à d'autres traitements tels que le déchiquetage et la granulation, et qu'il n'y a pratiquement pas de chaleur de processus externe, il est possible d'utiliser des installations plus petites. "Ce procédé permet de produire du méthanol de manière plus décentralisée qu'auparavant", explique Patrick Schühle. "Investir dans cette nouvelle technologie pourrait certainement s'avérer intéressant pour les grandes exploitations agricoles ou forestières ou les coopératives agricoles. Les chercheurs ont également fait appel à l'expertise d'OxFA GmbH, une entreprise basée à Scheßlitz, près de Bamberg, qui est un leader mondial dans la production d'acide formique à partir de la biomasse.
Des coûts compétitifs
Étant donné que les coûts de production du méthanol dépendent principalement de la disponibilité de l'hydrogène vert, les chercheurs ont intégré un électrolyseur dans leur conception. Celui-ci produit l'oxygène et l'hydrogène nécessaires à la réaction en scindant l'eau. Schühle : "L'électrolyse nécessite de grandes quantités d'énergie. Idéalement, l'électricité nécessaire provient de sources renouvelables, telles que l'énergie photovoltaïque ou un parc éolien local." L'agrivoltaïque, c'est-à-dire l'utilisation de terres agricoles pour produire à la fois de la nourriture et de l'électricité, est de plus en plus discutée dans ce contexte. Les tarifs de rachat continuant à stagner, voire à diminuer, il devient économiquement plus intéressant d'utiliser l'électricité produite par le photovoltaïque pour produire du méthanol. En outre, il serait possible de produire du méthanol en stockant temporairement de l'acide formique uniquement lorsque les prix de l'électricité sont particulièrement favorables.
"Nous avons calculé que le méthanol vert pourrait être produit à l'avenir à un coût similaire à celui du méthanol produit à partir de gaz naturel", explique Patrick Schühle. "Cela signifie qu'il pourrait contribuer de manière significative à la défossilisation de notre paysage industriel d'un point de vue économique."
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