Une nouvelle source de matières premières pour l'industrie chimique
Une étude analyse les besoins en matière de recherche pour parvenir à une chimie des matières premières sans fossiles
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L'industrie des matières premières de la chimie organique repose encore aujourd'hui en grande partie sur le carbone fossile, principalement le gaz naturel et le naphta. L'étude « Transformation du génie chimique – Voies de fabrication efficaces avec une base de matières premières modifiée », réalisée par la DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. pour le compte de l’IREES GmbH – Institut für Ressourceneffizienz und Energiestrategien.
Pistes pour la transformation des matières premières dans l’industrie chimique
L’étude cite trois sources de carbone destinées à remplacer à l’avenir le naphta fossile et le gaz naturel : le CO₂ provenant de sources ponctuelles inévitables telles que les cimenteries et les usines de chaux, ainsi que de sources biogènes telles que les installations de biogaz, les résidus et déchets biogènes et les déchets plastiques. Des chaînes de processus sont décrites pour les sources mentionnées – depuis le traitement des matières premières jusqu’à la production de produits chimiques de base pétrochimiques à grand volume. Il existe plusieurs voies techniques permettant de produire à l’avenir ces mêmes produits chimiques de base de manière neutre sur le plan climatique – à condition que des sources de carbone alternatives et des énergies renouvelables soient combinées. Une évaluation comparative des différentes chaînes de procédés, des matières premières aux produits chimiques de base, permet de dégager ce que l’on appelle des « procédés efficaces », qui, outre leur maturité technique, présentent un potentiel significatif d’économies en termes de coûts et de consommation d’énergie, ainsi qu’une faible demande en matières premières.
Trois axes principaux sont pris en compte pour la conversion chimique des sources de carbone alternatives :
- Procédés « Power-to-X » : la conversion du CO₂ et de l’hydrogène vert en méthanol, puis, via le « Methanol-to-X », en matières premières de base, ainsi que, via la voie de Fischer-Tropsch, en matières premières synthétiques destinées au craqueur à vapeur.
- Gazéification de la biomasse et conversion du gaz de synthèse en matières premières
- Recyclage thermochimique des plastiques, notamment les procédés de pyrolyse qui produisent des matières premières adaptées au craquage
Certains procédés se complètent, comme la gazéification conjointe des plastiques et de la biomasse ou l’utilisation parallèle de la pyrolyse des plastiques et de la synthèse de Fischer-Tropsch pour obtenir des matières premières destinées au craqueur.
Recommandations en matière de politique de recherche
Avant toute mise en œuvre industrielle, il est nécessaire de mener des travaux de recherche et développement sur les différentes étapes des procédés et d’acquérir de l’expérience grâce à des installations pilotes et de démonstration. L’étude fournit des recommandations concrètes concernant les besoins en recherche dans les domaines du prétraitement des matières premières, du développement de catalyseurs, de la technologie des réactions et du traitement des produits. Pour une efficacité énergétique et une utilisation optimale des matières premières, ces éléments doivent interagir et être considérés dans leur ensemble. Outre les procédés de gazéification adaptables à différentes matières premières, les procédés « Power-to-X » et le recyclage chimique des plastiques, des procédés encore techniquement immatures mais particulièrement efficaces, tels que la synthèse du méthanol par catalyse homogène ou la synthèse directe d’oléfines à partir de gaz de synthèse, constituent également des domaines de recherche prioritaires.
Les infrastructures et les conditions-cadres doivent être adaptées
L'étude identifie trois conditions préalables urgentes sur le plan infrastructurel et politique :
1. des prix de l’électricité industrielle compétitifs à l’échelle internationale pour les installations électrifiées
2. la mise en place accélérée de réseaux suprarégionaux de transport du CO₂ et de l’hydrogène
3. une priorité politique claire accordée à l’utilisation matérielle de la biomasse et des déchets plastiques plutôt qu’à leur utilisation énergétique.
Une chose est également claire : si cette transformation rend l’industrie chimique moins dépendante des importations de matières premières fossiles, elle ne la rend pas pour autant autosuffisante – la dépendance se déplace vers l’hydrogène importé et ses dérivés provenant de régions du monde bénéficiant de conditions favorables aux énergies renouvelables. Sans investissements, cette transformation n’est pas réalisable : pour que la valeur ajoutée reste en Allemagne et en Europe, la modernisation des installations existantes (brownfield) joue un rôle clé par rapport aux nouveaux investissements coûteux (greenfield).
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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