Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

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Des technologies compétitives au service du développement durable et la synthèse-FT, à savoir l’épuration du syngaz et son ajustement. Cette filière est en effet capable de convertir un très large éventail de ressources (charbon, gaz naturel, biomasse lignocellulosique, déchets ménagers et agricoles, etc.) par leur gazéification mais le gaz de synthèse qui en est issu peut avoir des compositions et des niveaux de pureté très différents en fonction de la biomasse utilisée. Les catalyseurs sont au cœur de nombreux procédés de conversion de la biomasse ou de ressources fossiles, notamment synthèse FT, hydrogénation, transestérification, procédés de conversions DME, SNG, et méthanol. Les recherches actuelles peuvent se structurer en trois axes principaux : − − − augmenter la flexibilité des catalyseurs afin d’y introduire des liquides ou gaz d’origine biomassique de composition variable en jouant sur la porosité des matrices ; augmenter leur rendement en améliorant les outils analytiques permettant de définir le matériau de départ et celui que l’on souhaite obtenir. Cette étape est essentielle en vue d’optimiser au mieux le procédé et d’éviter tant que faire se peut les pertes ; réduire les opérations de maintenance. L’apport d’hydrogène est nécessaire à différentes étapes de la production de carburants alternatifs, en particulier lors de l’ajustement du syngaz (doublement du rapport H 2 /CO), de l’hydrogénation des huiles végétales ou pyrolytiques et de la méthanation du syngaz (triplement du rapport H 2 /CO). L’hydrogène est produit par l’un des procédés suivants : − vaporeformage (à partir de méthane et d’eau) ; − − Water Gas Shift (réaction du gaz à l’eau à partir de moxoxyde de carbone et d’eau) ; électrolyse (à partir d’eau uniquement). Ces procédés ont des bilans environnementaux très variables. Le Water Gas Shift, qui est le plus courant, est émetteur de CO 2 , l’électrolyse de l’eau est énergivore, et, que ce soit le Water Gas Shift comme l’électrolyse de l’eau ou encore le vaporeformage du méthane, ces procédés consomment de l’eau (voir le chapitre Hydrogène pour plus de détails). Le captage et la séquestration du CO 2 émis par les filières CTL, GTL et BTL lorsqu’il y a usage du procédé Water Gas Shift, le CTL étant le plus émetteur, et aussi de la filière méthanisation, sont développés dans le chapitre consacré au CCS. Enfin, des solutions de type « système » pourraient offrir de nouveaux débouchés aux installations existantes et par conséquent des économies d’échelle non négligeables, par exemple : − − intégration des huiles pyrolytiques issues de biomasse lignocellulosique ou de déchets ménagers ou agricoles dans les raffineries de pétrole (lors du craquage catalytique, i.e. co-processing) (projet européen BIOCOUP) ; intégration des sucres issus de biomasse lignocellulosique ou algale dans les bioraffineries de première génération (filière fermentation) ; Centre d’analyse stratégique - 164 - Août 2012 www.strategie.gouv.fr
Carburants alternatifs d’origine biomassique et fossile − intégration des biohuiles issues de biomasse lignocellulosique (huiles pyrolytiques) ou algale dans les bioraffineries de première génération (filières transestérification ou hydrogénation). Ces transitions doivent être conçues de sorte que le rayon d’approvisionnement de ressources biomassiques et/ou fossiles reste viable d’un point de vue économique et environnemental. À noter également que plus on évolue vers un système complexe (intégrant de plus en plus de filières de conversion différentes), plus la traçabilité des flux devient difficile et plus il s’avère nécessaire d’adapter les outils de traçabilité. Ceci est particulièrement vrai dans le secteur de l’aéronautique où la sécurité est une priorité. Enfin, et cela va de pair avec un système complexe, les interfaces hommes-machines doivent évoluer ainsi que les compétences humaines locales (sur site). Centre d’analyse stratégique - 165 - Août 2012 www.strategie.gouv.fr
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