Des technologies innovantes pour un biocarburant performant et peu polluant
Les carburants de substitution, autrement appelés carburants «drop-in», sont essentiels au développement des bioénergies. Dérivés de la biomasse, ils peuvent être mélangés aux combustibles fossiles, voire les remplacer, sans nécessiter de modification de l’équipement existant. Le REDIFUEL, mis au point par un projet éponyme financé par l’UE, entre dans cette catégorie. Après avoir étudié plusieurs options de biomasse pour son carburant, l’équipe a identifié les résidus de bois comme la matière première la plus prometteuse pour ses recherches. Entièrement renouvelable, REDIFUEL est conçu pour aider l’UE à atteindre ses objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) à l’horizon 2050. Selon le coordinateur du projet, Thorsten Schnorbus: «L’ambition de REDIFUEL est de concevoir des technologies, des solutions et des processus innovants qui permettront d’atteindre des rendements de conversion élevés pour la production de carburants renouvelables compatibles avec les flottes existantes.» Le secteur du transport routier est à responsable de la majeure partie des émissions de GES. Les véhicules électriques devraient contribuer à atténuer le problème, mais les transports lourds continueront à dépendre des carburants liquides pendant un certain temps encore. C’est pourquoi le développement de biocarburants à faibles émissions de GES n’est pas seulement une solution durable, c’est un impératif.
Une cascade de processus innovants
Le processus de transformation d’une matière première en un biocarburant à haute combustion et à faibles émissions comporte de nombreuses étapes. La matière première initiale doit être gazéifiée, les polluants éliminés, puis les gaz soumis au procédé Fischer-Tropsch. La production de REDIFUEL fait appel à un processus catalytique innovant mis au point par le Conseil supérieur de la recherche scientifique espagnol (CSIC). La mise en œuvre du procédé Fischer-Tropsch nécessite généralement de grandes installations et des quantités massives de biomasse. Cependant, la conception compacte du réacteur développé par le partenaire du projet, la société allemande INERATEC, spécialisée dans les carburants de synthèse, permet une grande efficacité et un contrôle précis du processus. La deuxième étape clé de production de REDIFUEL consiste à transformer en bio-alcools la part élevée d’oléfines, un type de molécule d’hydrocarbure impliqué dans les émissions de GES, en s’appuyant sur les réactions d’hydroformylation et d’hydrogénation. Le succès du projet REDIFUEL dans ce domaine a conduit à une part élevée de bio-alcools, un facteur clé pour répondre aux exigences des normes EN590 sur les carburants.
Un champion en devenir sur l’ensemble de son cycle de vie
Grâce à l’adoption de technologies innovantes, REDIFUEL répond à de nombreux critères définis dans le cadre du projet. Il s’agit d’un carburant à faibles émissions et à hautes performances capable de remplacer jusqu’à 100 % du diesel dérivé du pétrole. Respectant les exigences de la norme EN590 sur les carburants, REDIFUEL peut être introduit dans les véhicules à moteur diesel et les sites de distribution sans modification de l’infrastructure ou du logiciel. Dans la mesure où il peut être produit à partir de diverses matières premières (y compris l’hydrogène vert et le CO2 piégé dans l’air), REDIFUEL a le potentiel d’apporter une solution durable sur le long terme. Les innovations techniques qui ont permis de fabriquer le REDIFUEL sont également exploitables dans le cadre d’une stratégie de fabrication dite PtX, qui convertit l’électricité renouvelable en biocarburant. Jusqu’à présent, la production de REDIFUEL n’atteint pas l’objectif de compétitivité des coûts fixé par les chercheurs. Le procédé catalytique a permis d’obtenir la part élevée souhaitée d’oléfines riches en carbone, mais ce résultat s’est accompagné d’un faible taux de productivité, et les objectifs de la phase pilote sur ce point n’ont pas pu être atteints. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour rendre REDIFUEL compétitif en termes de coûts d’ici à 2030, date cible déterminée par les chercheurs. Quels que soient les défis à relever, l’équipe de REDIFUEL a fait preuve d’un degré impressionnant d’innovation dans la résolution des problèmes, ce qui permettra sans aucun doute de réaliser des percées dans un avenir proche. Selon Thorsten Schnorbus: «Les aspects environnementaux et sociétaux sont pris en compte par une analyse biomass-to-wheel [cycle de vie de la biomasse à la roue] qui montre que la réduction globale de CO2 par rapport aux carburants fossiles est énorme et dépasse celle du biodiesel conventionnel.» Un biocarburant à faible taux d’émission et à haute performance est exactement ce dont a besoin le transport lourd en Europe, et REDIFUEL y répond.
Mots‑clés
REDIFUEL, biocarburant, biocarburant à faibles émissions, combustion élevée, émissions de gaz à effet de serre, carburant de substitution, Fischer-Tropsch, diesel, oléfines, hydroformylation, PtX
