L’énergie éolienne et l’eau pour créer des carburants propres

Si la propulsion électrique par batterie va se généraliser, cela n’exclut pas les moteurs thermiques. Dans le domaine de l’automobile, il existe aujourd’hui un parc de 1 300 millions de véhicules en circulation dans le monde et ce nombre ne semble pas devoir diminuer dans les deux prochaines décennies. Dans tous les cas, il ne sera pas aisé de remplacer la combustion dans des secteurs comme l’aéronautique ou dans des usages spécifiques, des groupes électrogènes de secours dans les hôpitaux aux pompes des véhicules de lutte contre l’incendie.

Pour cette raison, Porsche mène des initiatives pour développer la production de carburants synthétiques ou e-carburants. En effet, début 2022, Porsche investi 75 millions de dollars américains chez HIF Global LLC, un groupe d’entreprises qui développent des projets internationaux d’installation d’usines de production de carburants synthétiques. Parmi ces projets figure l’usine pilote Haru Oni ​​​​à Punta Arenas (Chili), initiée par Porsche et mise en œuvre avec des partenaires tels que Siemens Energy et ExxonMobil.

L’air est l’un des deux principaux éléments utilisés dans Haru Oni. L’usine profite des caractéristiques exceptionnelles de son emplacement pour utiliser l’énergie éolienne. Le vent dans la province de Magallanes, au sud du Chili, est intense et souffle toujours dans la même direction. Pour la centrale de démonstration, il y a une turbine SG 3.4-132 de Siemens Gamesa, avec 3,4 MW. Dans la prochaine phase, le parc éolien sera étendu à environ 280 MW et, lorsqu’il atteindra l’échelle industrielle, il multipliera cette puissance par 100.

L’autre élément essentiel est l’eau. Avec l’électricité ainsi obtenue, l’hydrogène et l’oxygène qu’il contient sont séparés. C’est une méthode inverse à celle d’une pile à combustible, où la combinaison de l’hydrogène et de l’oxygène produit de l’électricité et de l’eau. Elle est réalisée selon la même technologie : une membrane échangeuse de protons (PEM) est perméable à ces particules (H+) mais hermétique aux gaz et aux électrons. C’est-à-dire que la membrane agit comme un isolant électrique entre l’anode et la cathode et, en même temps, sépare l’hydrogène et l’oxygène afin qu’ils ne se recombinent pas. C’est un processus relativement simple et efficace, nécessitant peu d’entretien et ne nécessitant pas l’ajout d’autres substances.

A l’étape suivante, l’air intervient à nouveau : le CO2 doit en être extrait. Certains équipements de capture directe de Global Thermostats ont des monolithes en céramique qui, grâce à des absorbants chimiques, agissent comme des éponges de CO2. Par la suite, ce gaz est collecté avec de la vapeur à basse température.

Avec l’hydrogène d’un côté et le dioxyde de carbone de l’autre, il est déjà possible de fabriquer un hydrocarbure. Ils sont combinés pour former d’abord le gaz dit de synthèse ou gaz de synthèse et, après avoir traversé un catalyseur, il est converti en méthanol. Ou, plus précisément, le e-méthanol, puisqu’il provient d’une source d’énergie renouvelable et de matières premières non fossiles : l’eau et l’air. Une fois que vous avez cet hydrocarbure, il peut être converti en d’autres, comme l’essence synthétique. Dans le cas de l’usine de Haru Oni, un procédé de conversion ExxonMobil (lit fluidisé) est utilisé.

En brûlant ce combustible, le CO₂ n’est pas ajouté à l’atmosphère, précisément parce que celui qui s’y trouvait auparavant est utilisé. De plus, comme il n’est pas de nature fossile, il manque d’autres éléments indésirables, comme le soufre qu’il faut éliminer de l’essence ou du diesel, un processus qui coûte de l’énergie.

L’essence de synthèse ainsi produite peut être utilisée directement dans un moteur thermique ou associée à celle d’origine fossile en toute proportion. Ce dernier facilitera sa diffusion. Dans tous les cas, il ne sera pas nécessaire de faire de gros investissements pour créer une infrastructure d’approvisionnement, puisque celle existante peut remplir cette fonction.