Comme annoncé hier, Air Liquide et le CEA ont conclu un partenariat pour franchir l’étape technique de qualification d’un nouveau procédé de gazéification de la biomasse.
Ce procédé innovant de transformation de la biomasse en gaz de synthèse, BtS, Biomass to Syngas, entrera dans la chaîne complète de production de biocarburants de 2ème génération (BtL, Biomass to Liquid) du projet Syndièse. Le groupement d’intérêt public (GIP) Haute-Marne, le GIP Objectif Meuse et le CEA ont ainsi signé un protocole à l’occasion du lancement de la 1ère phase de réalisation du projet SYNDIÈSE-BtS, à Bure-Saudron.
La filière BtL (Biomass to Liquid) par voie thermochimique permet de produire du biodiesel ou du kérosène. L’autre voie de production de biocarburants de 2ème génération est la voie « enzymatique », dans laquelle la cellulose de la plante (glucose) est convertie en bioéthanol, incorporable à de l’essence.
Le projet Syndièse vise à expérimenter une chaîne complète de production de biocarburants de 2ème génération BtL, sur un seul site, par voie thermochimique.
Ce concept correspond à une étape technique importante de la chaîne de production des biocarburants : "Collecte puis conditionnement de la biomasse ? gazéification de la biomasse ? traitement des gaz ? conversion des gaz en carburant via la synthèse Fischer-Tropsch."
Le CEA développera, sur le site de Bure–Saudron et sur le centre CEA de Grenoble, une chaîne de procédés de prétraitement permettant de broyer en poudre fine, mettre sous pression, doser et convoyer de la biomasse solide (résidus de bois notamment). Ce prétraitement mécanique de la biomasse permettra de réduire la dépense énergétique, en comparaison des prétraitements thermiques concurrents comme la torréfaction ou la pyrolyse.
La biomasse ainsi prétraitée sera transformée en gaz de synthèse à partir d’un oxy-brûleur fonctionnant à haute température (1 300 – 1 400°) avec de l’oxygène à la place de l’air, en cours de développement dans les Centres de recherche d’Air Liquide.
Le système sera ensuite expérimenté sur une unité-pilote BtS à une échelle de 1 tonne/heure.
Cette 1ère phase comprend les travaux de viabilisation et d’aménagement de la zone dédiée au projet à Bure-Saudron, qui débuteront dès le mois de mai 2013, la construction d’un bâtiment qui abritera les équipements technologiques, et la réalisation du programme de R&D associé.
"Le CEA développe un concept innovant de prétraitement mécanique de la biomasse, en rupture avec les technologies existantes. Je me réjouis de l’accord de collaboration que nous avons signé avec Air Liquide. Cette entreprise dispose d’un savoir-faire et d’une expérience reconnus dans le domaine de la combustion qui seront très précieux pour mener à bien le projet Syndièse", a déclaré Bernard Bigot, Administrateur général du CEA, lors d’un point d’information à Bure-Saudron. "Avec le soutien du GIP Objectif Meuse et du GIP Haute-Marne, nous disposons de tous les atouts pour réussir, à Bure-Saudron, la 1ère phase du projet Syndièse-BtS de transformation de la biomasse en gaz de synthèse."
Produit stockable, source primaire abondante et stockable, 100% effectué en France, des emplois, tous les paramètres long terme sont au vert. La séparation industrielle de l’oxygène de l’air est un processus très économique (par auto distillation ne nécessitant que peu d’énergie mécanique de compression) au point que depuis longtemps les aciéries l’utilisnt massivement au lieu de simplement brûler le coke par de l’air ambiant.
A-t-on une idée du rendement de l’ensemble ? Pour 1 kwh (équivalent) de carburant produit, combien de wh (équivalent) de biomasse, et combien d’énergie (en wh) consommés par l’usine et annexes (transport, récupération de biomasse, éclairage, etc…) ?
De ce que j’ai pu voir: « à partir de 125 000 tonnes de ressources ligno-cellulosiques à 35 % d’humidité, cette installation pourra fournir plus de 30 millions de litres par an de biocarburants » Après, pour un bilan energétique plus complet, faut creuser un peu plus !
Remplacer le diesel des plaisanciers par le bio-diesel Frischer-tropsch me semble une bonne idée pour amorcer la rentabilité économique de la filière. Dans la mesure ou un bateau ça coûte chaud et que la catégorie concernée est plus aisée que la moyenne… En tous les cas je dis +++ En France chaque année 378 millions de tonnes de déchets verts dont 43% issus de la sylviculture…
Très bonne question, quand en plus on s’interesse à de la biomasse ça devient souvent très complexe notamment du fait des coûts liés à la production, à la récolte et au transport de la dite biomasse. Et là on ne parle que de coûts, pas de bilan CO2 ou equivalent CO2 si la biomasse en question est d’origine agricole. Sur le rendement des process de transformation eux-mêmes ( energie PCS sortie de l’usine/ energie PCS entrant dans l’usine), je suis autant demandeur que vous mais à mon avis 30% est un grand maximum. Je ne demande qu’a être démenti, mais avec des bilans sérieux.
drôle d’idée pour le diésel des plaisanciers, mais bonne idée de donner un sens à une consommation, par exemple alimenter les transports publics. Se donner un objectif de transports publics alimentés à 100% en biocarburants auraient du sens.
A propos du rendement : il faut garder à l’esprit que le kwh electrique peut être assez propre et que les rendement de conversion electricité -> carburant liquide ne doivent pas être calculés en KWh mais en VALEUR. Pour mémoire : le KWh mécanique automobile coute au moins 0.5 euro. Si on ajoute à cela le coût pour la balance commerciale (presque 50mds par an) , l’addition des carburants liquides est astronomique Enfin le coût environnemental du pétrole est bien réel mais ne peut être évalué qu’au niveau mondial et je ne connais pas de moyen simple d’évaluer le coût militaire et géostratégique de notre dépendance au pétrole. Selon moi , le CEA est de taille à évaluer le rendement en termes de cout du diesel ET de commerce extérieur (organisme national) mais aussi le coût après déploiment en volume , ce qui dépasse déjà nettement les estimations de rendement qu’on peut faire avec des outils liés à la physique..
le rendement est une limite, la ressource en est une autre car on ne connaît pas la capacité de production de ce site de « recherche », plutôt un pilote industriel, Cela dit, la meilleure façon d’accroître le rendement est basiquement de valoriser la chaleur produite ! Pas d’infos là-dessus. En matière de biomasse, pour tous les appels offres, l’approvisionnement est un facteur déterminant, surtout volume suffisant et fiable, et absence de conflits d’usage (faire du plus, pas piquer la ressource d’une autre filière).
Si ce procédé, qui est pas mal sur le papier, venait à se développer pour faire du carburant, on aurait un conflit d’usage réel avec le besoin de créer un retour au sol de la matière organique ligneuse, pour augmenter la matière organique des sols Français qui en ont bien besoin. Néanmoins si les agriculteurs Français adoptaient les techniques qui ne grillent pas inutilement cette matière organique (Semis-Direct sous Couvert), ils pourraient avoir un volant de biomasse disponible pour les agrocarburants. Donc premier travail pour ne pas scier la branche sur laquelle les agriculteurs sont assis : pratiquer le non travail du sol, retour de tous les résidus de culture au sol et là on peut penser que la biomasse ligno cellulosique des forêts et autres déchets organiques de particuliers jardiniers peut faire du Btl.
Salut Jackber , ça fait un moment … Comme souvent, je suis bien d’accord avec vous. Les conflits d’usage risquent de prendre de l’importance , surtout si on installe des méthaniseurs un peu partout. C’est plutôt sur cette échelle qu’il faut comparer les filières. Reste que Fischer-Tropsch est une catalyse (comme Sabatier notamment) qui a historiquement servi aux pays à surmonter des ruptures totales d’approvisionnement. De sombre mémoire : l’Allemagne de 1940 et l’Afrique du Sud l’ont utilisé massivement avec du charbon avec un succès incontestable quoique discutable sur le fond… S les critères de rendement , conflits d’usages et coût sont ceux qu’on évalue en premier, outre ces critères, la maîtrise technologique a aussi son importance en cas de crise. Pour le dire autrement, en cas de blackout pétrolier, Fischer-Tropsch devient quasiment la seule alternative crédible et les militaires ont nettement plus besoin de liquide que de gaz .. En poussant un peu le raisonnement , on s’apperçoit que finalement , si une crise majeure d’approvisionnement arrivait, on aurait TOUS besoin de liquide plus que de gaz ! Vu sous cet angle , on aurait fichtrement besoin de déployer de nouvelles technologies pour les transports , pas uniquement pour se sevrer du pétrole mais aussi pour avoir un plan B en cas de rupture sévère. En attendant , le XTL garde toute sa pertinence et ce, jusquà ce qu’on puisse produire localement de l’énergie capable de faire rouler des poids lourds..
en suivant votre idée, syndièse ou pas, dans tous les cas de scénarios alternatifs de carburants liquides, de l’hydrogène est nécessaire.
Au moins dans le cas de Syndièse, la biomasse visée est de la plaquette forestière, donc peu de conflit d’usage avec le cycle de l’agriculture et ce que vous mettez à juste titre en avant. Ceci dit, il y a conflit d’usage avec d’autres utilisations « performantes » de la ressource forestière, par exemple et tout simplement le chauffage des habitations et collectivités (je ne parle pas de cheminée bien entendu, mais de petites chaufferies industrielles ou chaudières/poêles à plaquettes ou granulés(le « performant » est en rapport avec les performances techniques, pour l’aspect économique c’est beaucoup plus discutable) Pour répondre à Lionel,bien sûr, si on envisage une économie de guerre, tout est possible. C’est d’une façon générale le problème des biocarburants de 1ere, 2eme voire 3eme génération…C’est bien de faire des carburants liquides, mais est-ce que globalement c’est la meilleure façon d’utiliser la biomasse?
Si j’ai bien compris Fischer-Tropsch, l’hydrogène et le CO sont convertis en « cire » qu’il faut ensuite hydro-cracker. Sabatier quant à lui convertit le CO2, c’est même le moyen le plus efficace de capturer le CO2 atmosphérique (utilisé à bord de l’ISS notamment) Si mes souvenirs sont bons, un certain president W avait relancé la filière CTL à des fins militaires en cas de rupture alors que son armée était déployée sur 3 fronts. Evidemment, même si l’armée américaine est le premier consommateur de pétrole au monde , sa soif ne saurait être comparée à celle d’un pays , même européen. Je me rappelle de cette anecdote car le canadien biogen (ethanol 2nd gen) avait répondu à l’appel d’offres , sans succès même si l’administration US , alors plutôt frileuse suir l’énergie propre , avait investi dans le BTL On sait aujourd’hui que l’USAF s’est engagée à consommer 50 bio-carbs d’ici 2020 ce qui est évidemment un énorme booster pour ce secteur aux états unis. Mais je m’écarte un peu de la stricte doctrine française du thermo-chimique. Oui , le point de vue militaire tranche certes avec le discours habituel mais il est justement beaucoup plus explicite sur les délais et un peu moins strict sur les coûts… Reste que dans l’optique du conflit d’usage , toute utilisation de biomasse végétale « classique » (hors phytoplancton) entre en conflit avec les autres : biogas, cellulosique comprises. En fait , ce que je veux dire , c’est qu’il faut parfois « faire de la place » à une technologie comme FischerTropsch , même si on n’envisage pas de la généraliser ou qu’elle ne répond pas strictement à la valorisation d’un déchet. Il faut maintenir des unités de fabrication en volume et quelques ingés en R&D… Cetraines technos géniales semblent incapables de trouver des débouchés en volume : je pense à Stirling pex… Bonne soirée
La réaction de Sabatier ne permet pas de capturer du CO2, Sabatier utilise du CO2 « pur », donc préalablement capturé… Bref, il faut d’abord l’avoir capturé, ce qui ne se fait pas sans consommation d’énergie très conséquente. On en revient aux rendements complets, pas aux rendements thermodynamiques d’une partie du cycle qui sont souvent le lapin dans le chapeau de certains faiseurs d’histoires…. Et aux rendements économiques comme vous le dites, je suis très content que vous le disiez parce que je le dis depuis très longtemps, un très beau cycle qui produit une énergie 4 fois plus chère que son concurrent « classique » restera un très beau cycle jusqu’à ce que son concurrent voit son coût quadrupler….
Je n’ai pas assez de précisions sur le hardware Sabatier embarqué sur la station spatiale mais je crois que la machine capture vraiment le CO2 et le convertit en méthane. Les autres gaz sont rejetés mais j’ignore s’il y a un réacteur chimique à l’entrée pour concentrer le CO2 Mes expériences personnelles n’ont jamais été très signifiantes en ce domaine. A priori Sabatier peut vraiment fermer le cycle de l’oxygène respirable pendant les longues missions spatiales à venir. Une autre voie serait la chlorophylle mais comme vous le savez , le budget de la station a été restreint et la centrifugeuse n’a jamais été installée ce qui a compromis la recherche sur les longs vols : en particulier gravité artificielle et autosuffisance alimentaire Je ne pense pas que Sabatier soit « rentable » quand on lui fait filtrer le CO2 atmosphérique. On utilise le CO2 pur pour accroitre son débit (qui est bien faible en comparason de nos consommations énergétiques à priori) En revanche, la machine installée à bord de de l’ISS depuis avril 2010 ne retient pas le méthane qui est dispersé dans l’espace. Son rendement n’est donc calculé qu’à partir de sa capacité à capturer le CO2 et en restituer l’oxygene
sur le sujet du captage CO2, l’expérience que Total vient de terminer à LAcq est interessante, je cite: « une des cinq chaudières apportant la vapeur et l’énergie nécessaires à la plate-forme industrielle a été transformée. Elle ne brûle désormais plus du gaz avec de l’air, mais avec de l’oxygène : c’est ce qu’on appelle l’oxycombustion. Ce procédé permet d’obtenir des fumées moindres, contenant essentiellement du CO2 (90 à 95%) et de la vapeur d’eau (contrairement aux fumées classiques qui contiennent plus de 70% d’azote). L’eau et CO2 sont alors faciles à séparer, tandis qu’extraire le CO2 très dilué dans les abondants volumes de fumées issus d’une combustion à l’air est une opération plus coûteuse et plus énergétivore. La conversion de la chaudière a nécessité, entre autres, la mise en place de quatre nouveaux brûleurs et l’installation d’une unité cryogénique, qui fournit l’oxygène. Au fait pourquoi pas tester Sabatier là bas (un « Falkenhagen » français) maintenant que le site de captage existe ? A suivre !
Intéressant votre lien. J’ai souvent dit ici que ni le méthane , ni le pétrole n’étaient une source d’énergie mais que c’est l’oxygène que les cyanobactéries nous ont rendu gratuit qui transforme tous les éléments oxydables en énergie. La gratuité de l’oxygène atmosphérique nous induit en erreur , il est certes moins rare que les hydrocarbures mais c’est bien lui qui fait tout le boulot ! Une fois sorti de l’atmosphère terrestre on réalise que les combustibles n’ont presque aucune valeur puisque le soleil rayonne assez pour fournir la chaleur. L’électricité stockée dans les piles à combustible n’est qu’un des constituants du cycle presque fermé de l’eau à bord de la station. L’oxycombustion met bien l’accent sur ce point que tout le monde semble ignorer , volontairement ou non , l’oxygène est l’élément le plus utile pour produire de l’énergie et son abondance sur terre ne reflète absolument pas la situation dans l’univers (95% d’hydrogène ou de proto hydrogène) Puisque il est question de recherche ici , l’oxygène est sans doute aussi intéressant à étudier que les combustibles. C’est encore plus vrai si on tient compte de sa gratuité (encore) à l’état pur dans le processus d’électrolyse. L’électrolyse a en plus la délicatesse de doser parfaitement le couple H O de sorte que la combustion dans le vide ne produise absolument aucun gaz résiduel. Propriété qui est sans doute pour beaucoup dans le rendement des systèmes HHO Encore une fois : inutile de sortir les grimoires ou d’aller chercher des trucs compliqués : l’avenir de l’énergie se trouve dans le premier élément de la table et dans un oxygène que tout le monde considère comme acquis et quasiment négligeable : grave erreur !
Je ne suis pas d’accord, bien entendu… L’espace et la Terre sont deux univers différents, physiquement d’une part et économiquement de l’autre. J’en suis désolé, mais sur Terre, l’osygène est disponible en quantité quasi infinie ( 21% dans l’air) et sous sa forme moléculaire, « yaka » se servir, il faut éventuellement faire de la cryogénie si on veut avoir des concentrations supérieures à 21%. Ce n’est bien entendu pas le cas dans l’espace. Par contre,l’hydrogène est également présent en quantité quasi infinie, mais sous sa forme oxydée la plus dure à casser, soit l’eau. Les spécificités de la vie dans une station orbitale sont certes des sujets certainement passionants, mais je crains que le contexte n’ai pas grand chose à voir avec l’energie sur Terre.
« Au fait pourquoi pas tester la réaction Sabatier à Lacq (un « Falkenhagen » français) maintenant que le site de captage existe ? » Dans la pratique, l’opération de Lacq s’est arrétée il y a quelques semaines, c’est juste anecdotique et ne répond pas à votre question. Sur le fond, c’est un peu la même réponse qu’à Lionel: la réaction de Sabatier est négative en énergie car il faut casser une molécule ( le CO2) qui est la forme oxydée la plus aboutie de l’atome de carbone. Bien sûr, si on a plein d’hydrogène gratuit voire à prix négatif ( comme l’électricité qui permettrait de le produire par electrolyse) ça peut devenir économiquement interessant, mais on n’en est pas encore tout-à-fait là …et il y a certainement plein d’autres façons d’utiliser plus intellegement cet hydrogène.
Vous avez raison, c’est une bonne nouvelle pour les iliens qui vont pouvoir maintenant se passer du butagaz de secours (véridique)
Espace vs Terre. Dans une station orbitale habitée, il faut fournir aux habitants les deux éléments les plus essentiels à la vie: -l’oxygène , pour respirer, en dessous de 17 ou 18 % ( à vérifier, à 15 j’en suis sûr) vous êtes mort en quelques minutes. – l’eau, en quelques jours sans eau vous êtes également mort. Ca justifie des moyens énormes. Sur Terre, l’oxygène ne manque à personne, l’eau à certains mais ce n’est pas un problème global mais un problème local, certes pas évident à résoudre. Aucune comparaison sérieuse possible.
« L’oxygene ne manque à personne » Stricto sensu , cette phrase n’est pas inexacte , pourtant elle démontre à quel point l’oxygène est oublié par tout le monde alors que c’est le SEUL responsable de la production d’énergie par combustion. Quand vous respirez, vous avez les 20% d’O qui vous permettent de rester en vie une minute mais votre appareil respiratoire est incapable de filtrer l’air correctement, il absorbe tout ce qui s’y trouve : les particules passent dans le sang et détruisent votre système circulatoire (probablement 1 parisien sur 2 va développer un problème cardio vasculaire dû aux particules, selon les finlandais) On a récemment démontré que les particules ont aussi un effet immédiat : à l’approche d’une rue embouteillée , le coeur s’accélère et la pression augmente … Dans l’énergie , c’est pareil : en introduisant de l’azote dans votre combustion , vous en diluez l’énergie. C’est bien les 80% d’azote qui partent dans le pot d’echappement en emmenant un petit quart de la chaleur produite… Au delà de 800° , l’azote « brûle » et son oxydation produit des molécules instables (NoX) qui sont cassées par le rayonnement solaire : l’azote revient alors à son état originel mais il reste l’ozone auquel les voies respiratoires sont très sensibles et qui est un grand « agravateur » de problèmes respiratoires , y compris chroniques , capable de faire des dégâts irréversibles lorsqu’associé à d’autres polluants ou maladies… L’azote est souvent un gros problème en thermodynamique, au point que plusieurs axes de recherche on été carrément abandonnés Si vous disposez d’oxygène pur en volume, toute la thermodynamique se trouve complètement différente , on peut redesigner tous les moteurs, avec un rendement bien meilleur et donc une consommation plus faible et moins de pollution.. Comme de toutes façons , je ne vois absolument rien qui puisse remplacer l’electrolyse dans un avenir assez proche , on va donc produire beaucoup d’O2 très pur, reste à savoir si qqun va s’y interesser ou si on va négliger cette formidable ressource
Je n’ai pas noté, mais c’est peut-être inexact, qu’il y avait une unité de méthanation « Sabatier » à Falkenhagen. C’est à ma connaissance de la production d’hydrogène avec injection dans le réseau de gaz naturel.
mais ce n’est vraiment pas évident, sauf substitution d’O2 produit par electrolyse vis-à-vis d’O2 produit par cryogénie.
Juste un petit rappel : un panneau solaire de 100Wc à 100euros produit à Paris 100KWh par an ou 2 MWh en 20ans. Sur 20 ans le KWh brut coute donc 4 centimes d’euro. Si on lui ajoute un electrolyseur à 80 rendement, on récupère de l’hydrogène sous pression à 5 centimes par KWh thermique sur 20 ans. Ces chiffres sont plutot pessimistes : le KWh PV est plutôt à 3ct et la durée de vie des panneaux est encore inconnue mais dépasse très largement les 20 ans Le prix de l’électrolyseur et de la cuve en résine-fibre n’est pas encore calculable.. Cela dit , on a là un stockage intersaisonnier fixe (donc robuste) capable de restituer de la chaleur en hiver à un prix comparable à celui du gaz (5.5ct/KWh) Reste à savoir ce qu’on fait de l’oxygène : le stocker est plutôt plus facile que de s’en débarrasser à cause de l’équilibre des pressions dans l’electrolyseur mais je n’entre pas dans le détail de l’électrolyse sous pression. En tous cas , l’oxygène a déjà une valeur car les hopitaux en consomment beaucoup et l’industrie encore plus. Celui qui aura le culot de se lancer dans un tel projet avec le matériel disponible actuellement risque fort de parvenir à un business rentable mais si je devais me lancer dans une telle entreprise, je réaliserais vite que c’est du long terme, que les cout de dev sont énormes et le marché incertain , bref , hors de portée pour moi Pourtant , sur le papier , on y est