L'or vert : La biomasse torréfiée pour remplacer le charbon et le pétrole
Une start-up crée des produits chimiques verts à partir de bois et de foin
En février, la startup estonienne New Standard Oil a mis en service avec succès son premier prototype industriel de séchage et de torréfaction de matières premières biogènes fonctionnant à la vapeur surchauffée à la pression atmosphérique. Ce procédé économe en énergie a été mis au point par l'Institut Fraunhofer d'ingénierie interfaciale et de biotechnologie (IGB) de Stuttgart, en Allemagne, et produit des matières premières précieuses pour les industries chimique et énergétique : produits chimiques de base, biocarburant et eau.
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La biomasse végétale est considérée comme une alternative respectueuse du climat aux matières premières fossiles. Les matières premières renouvelables et les flux de matières résiduelles provenant de l'agriculture et de la sylviculture ou des industries en aval sont souvent transformés en produits chimiques spéciaux, tels que des sucres ou des éléments constitutifs de polymères, par le biais de processus de conversion biotechnologique ou chimique, en vue d'une utilisation matérielle et chimique.
Une approche différente, qui permet d'utiliser la biomasse dans son intégralité en un seul processus, est poursuivie par la startup estonienne New Standard Oil : Elle s'appuie sur le raffinage thermique et le fractionnement des résidus biogènes tels que le bois et le foin afin de les convertir en produits chimiques "verts" et en charbon "vert" sans laisser de résidus. Cela est possible grâce à un processus développé à l'Institut Fraunhofer pour l'ingénierie interfaciale et la biotechnologie IGB à Stuttgart, en Allemagne, jusqu'à l'échelle pilote, dans lequel la biomasse est chauffée dans une atmosphère fermée de vapeur surchauffée sans oxygène et ainsi torréfiée, c'est-à-dire dégradée thermochimiquement.
La torréfaction fournit des produits chimiques verts et du charbon vert
"Nous travaillons avec New Standard Oil depuis quelques années et nous nous réjouissons de nous associer à la jeune entreprise estonienne en tant que détenteur d'une licence mondiale pour notre savoir-faire en matière de torréfaction à valeur ajoutée de la biomasse à l'aide de vapeur surchauffée à la pression atmosphérique et de valorisation des produits chimiques", déclare Antoine Dalibard, docteur en ingénierie, de Fraunhofer IGB.
Le processus de torréfaction fonctionne de manière similaire à la pyrolyse douce et suit une étape de séchage au cours de laquelle l'eau contenue dans la biomasse s'évapore. "Dans la même installation, à des températures comprises entre 200 et 300 degrés Celsius, nous expulsons ensuite les substances volatiles de la biomasse, qui proviennent principalement de l'hémicellulose, l'un des trois principaux composants de la biomasse", explique l'expert en technologie de séparation thermique.
L'un des principaux avantages du processus réside dans la conception spéciale du système de séchage à la vapeur surchauffée. "Outre l'eau évaporée, la phase gazeuse contient également des composés volatils précieux. En refroidissant la phase gazeuse, nous obtenons un condensat que nous pouvons séparer en divers produits chimiques de plateforme à l'aide de processus de séparation ultérieurs tels que la distillation, l'extraction ou l'électrodialyse", explique M. Dalibard. L'ingénieur a poursuivi le développement et la mise à l'échelle du processus au Fraunhofer IGB et a également étudié les processus en aval possibles pour ajouter de la valeur aux produits chimiques condensés.
Ce qui reste à l'état solide, c'est la biomasse torréfiée, que l'on peut considérer comme du biocarburant. Par rapport à la biomasse non traitée, sa teneur en carbone et donc son pouvoir calorifique spécifique sont considérablement augmentés. Broyé en poudre ou comprimé en granulés, le charbon "vert" peut être utilisé, par exemple, pour la combustion climatiquement neutre des centrales électriques et remplacer le charbon ou le gaz fossile.
Prototype à grande échelle pour une économie de l'énergie et du carbone sans émissions
Face à la hausse des prix de l'énergie et à une sécurité énergétique au plus bas, nous avons investi dans ce processus visant à faire d'un approvisionnement local en énergie propre et neutre en carbone une réalité grâce à notre technologie "Uniformer®", comme nous l'avons baptisée", explique Sven Papp, l'un des quatre cofondateurs de New Standard Oil. En février 2023, la startup a lancé son premier prototype à l'échelle industrielle à Paldiski, en Estonie, pour convertir la biomasse à croissance rapide et divers mélanges de biomasse de mauvaise qualité en eau, en produits chimiques verts et en biocarburant dans le cadre du processus en cascade de séchage et de torréfaction. La jeune entreprise prévoit même d'utiliser la chaleur résiduelle produite par le processus pour alimenter le réseau de chauffage.
"Notre prototype Uniformer® peut traiter jusqu'à 150 kilogrammes de biomasse par heure et produit déjà 100 % de produits commercialisables à partir de copeaux de bois et de foin non fourrager : du biocoal en tant que biocarburant solide de niveau lignite, des produits chimiques renouvelables tels que le méthanol, des furfurals et d'autres produits chimiques, ainsi que de l'eau dessalée et la chaleur du processus", confirme Sven Papp dans les résultats de l'institut Fraunhofer IGB.
Biocoal peut remplacer les granulés de bois ou le gaz pour la production combinée de chaleur et d'électricité (PCCE). Un plus pour la sécurité énergétique et la stabilité du réseau : L'électricité produite par les systèmes de cogénération peut être distribuée et produite à la demande la nuit ou pendant les périodes calmes, lorsque le soleil et le vent ne fournissent pas suffisamment d'énergie. "Grâce à cette nouvelle approche innovante, nous estimons que les prix de l'électricité renouvelable distribuable produite à partir du biocarbone pourraient même être inférieurs à ceux de l'énergie éolienne terrestre", poursuit M. Papp. Les fondateurs sont optimistes et se préparent entre-temps à commercialiser leurs premières centrales Uniformer® pour le marché européen.
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 Anglais peut être trouvé ici.
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