Atteindre les objectifs climatiques grâce à des carburants solaires

S’ils sont produits de manière durable, les carburants synthétiques contribuent eux aussi à la transition du secteur de la mobilité vers les énergies renouvelables. Les objectifs climatiques sont alors à portée de main.

Les camions fonctionnant au GNC ou au GNL, qui sont pratiquement neutres en CO₂ grâce au biogaz contenu dans le réservoir, font également partie des clients des carburants synthétiques produits par le démonstrateur de mobilité «Move» de l'Empa. Source : Empa Dans le démonstrateur de mobilité «Move», des chercheurs de l’Empa étudient actuellement les possibilités de production de méthane synthétique dans une perspective énergétique, technique et économique: un projet qui présente un vrai potentiel. Les analyses du secteur de la mobilité le démontrent: seule une petite partie des véhicules est responsable de la majeure partie des kilomètres parcourus. Il s’agit ici surtout de véhicules du trafic lourd, du trafic longue distance et du trafic à fréquence élevée, qui transportent leurs marchandises à travers toute l’Europe. Si ces nombreux kilomètres continuent à être parcourus en recourant à des énergies fossiles, il sera pratiquement impossible de faire suffisamment baisser les émissions de CO₂ dans la circulation routière. Tout comme le biogaz, les carburants synthétiques contribuent de manière essentielle à la décarbonation. Les trois solutions technologiques de réduction du CO₂ dans la circulation routière que sont l’électromobilité, la mobilité à l’hydrogène et les carburants synthétiques sont analysées dans le démonstrateur de mobilité «Move» de l’Empa en vue du tournant énergétique. «Tous ces concepts ont des avantages et des inconvénients énergétiques, opérationnels et économiques. Il faut disposer de connaissances approfondies de la totalité du système pour bien les utiliser», explique Christian Bach, chef du Laboratoire Technologies de propulsion automobile à l’Empa. «Nous collaborons avec les partenaires ‹Move› sur des connaissances utilisables à cette fin.» Christian Bach explique le fonctionnement du démonstrateur de mobilité «Move». Source : Empa Le dernier projet en date porte sur la production de méthane de synthèse à partir d’hydrogène et de CO₂, à savoir la méthanation. De tels carburants produits artificiellement en recourant à des énergies renouvelables et nommés «essence de synthèse» ou «gaz de synthèse» peuvent être transportés par des voies conventionnelles et acheminés grâce aux infrastructures existantes. Un aspect intéressant aussi bien pour la Suisse qu’à un niveau plus global, car il en découle un énorme potentiel pour les énergies renouvelables. Le procédé chimique de base de la méthanation est connu depuis plus de 100 ans sous le nom de réaction de Sabatier. Mais c’est un autre procédé développé par l’Empa qui est utilisé dans le démonstrateur «Move», à savoir la méthanation dite par sorption. Les chercheurs de l’Empa espèrent ainsi obtenir un procédé plus simple, un rendement plus élevé et une meilleure adéquation pour une exploitation dynamique. Le processus de méthanation en une étape réalisé dans «Move» permet de produire du gaz sans séparation de l’hydrogène. Il s’agit ici de faire en sorte que l’eau de réaction soit absorbée par un support de catalyseur poreux durant le processus de méthanation. Cette élimination continue de l’eau déplace l’équilibre de la réaction pour obtenir un rendement de méthane de près de 100 %. «Le gaz ainsi produit peut donc être directement injecté dans le réseau gazier sans devoir être nettoyé préalablement et, par exemple, être utilisé pour faire le plein des véhicules au GNC», explique Christian Bach. Avec la mobilité électrique, la mobilité hydrogène et les carburants synthétiques, trois voies technologiques de réduction du CO₂ sont étudiées dans le démonstrateur de mobilité. Source :  Empa Le CO₂ nécessaire à la méthanation ainsi que l’eau servant à la production de l’hydrogène sont directement extraits de l’atmosphère sur place à l’aide du collecteur de CO₂ d’une spin-off de l’EPFZ baptisée Climeworks. Les chercheurs de l’Empa voient également un potentiel d’optimisation dans les besoins de chaleur nécessaires à la désorption du CO₂. «La production d’hydrogène, tout comme la méthanation, génère continuellement des rejets de chaleur», déclare Christian Bach. «Une gestion habile de la chaleur nous permettrait de couvrir une importante partie du besoin thermique du collecteur de CO₂ avec ces rejets de chaleur». Outre ces découvertes techniques et énergétiques, le projet a aussi pour but d’en savoir plus sur la rentabilité du méthane synthétique. «Dans cette perspective globale, le consortium du projet est composé de partenaires issus de toute la chaîne de création de valeur, des chercheurs de l’Empa aux partenaires industriels des secteurs des technologies et des installations, en passant par les fournisseurs d’énergie, les gérants de stations-service et les exploitants de parcs automobiles», explique Brigitte Buchmann, membre de la direction de l’Empa et cheffe stratégique de «Move». Le projet est ainsi soutenu par le canton de Zurich, le Conseil des EPF, Avenergy Suisse, Migros, Lidl Schweiz, Glattwerk, Armasuisse et Swisspower. (pd/jas, 11 juin 2021)