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Eau, CO2 et électricité renouvelable : la recette de Norsk e-fuel pour le carburant des avions

Sunfire, Climeworks, Paul Wurth et Valinor se sont associés le 9 juin autour du consortium Norsk e-fuel pour produire du carburant destiné à l'aviation à partir d'eau, de CO2 capté et d'énergie renouvelable. Un premier site de production est prévu en 2023 à Porsgrunn (Norvège).

Consortium composé de Sunfire, Climeworks, Paul Wurth et Valinor, Norsk e-fuel a annoncé le 9 juin son intention d’industrialiser une technologie « power-to-liquid » en Norvège pour le marché européen. Le but est de produire du carburant pour l’aviation à partir d’énergie renouvelable.

A partir d’électricité renouvelable, d’eau et de CO2 capturé par la technologie de Climeworks, la pile à combustible à oxyde solide de Sunfire permet de produire du gaz de synthèse (syn-gaz), composé d’hydrogène et de monoxyde de carbone. Ce syn-gaz peut ensuite être raffiné pour obtenir du carburant pour l’aviation, comme du « jet fuel ».

10 millions de litres par an dès 2023

La mise en service d’un premier site de production est prévue sur le parc industriel d’Herøya à Porsgrunn (Norvège) en 2023. Sa capacité annuelle sera alors de 10 millions de litres. Il est envisagé que celle-ci atteigne 100 millions de litres avant 2026. De quoi « éviter 250 000 tonnes de CO2 émis dans l’atmosphère de la part d’industries comme l’aviation », indique un communiqué.

« Pour mettre ceci en perspective, un seul site industriel fournira suffisamment de carburant renouvelable pour les cinq lignes domestiques les plus fréquentées en Norvège (Oslo-Trondheim, Oslo-Bergen, Oslo-Stavanger, Oslo-Tromso and Oslo-Bodo), affirme Lars Helge Helvig, fondateur de Valinor, dans le communiqué. Cela réduirait de 50% les émissions de CO2 de ces vols. »

Réduire les émissions de CO2 des avions

Ce n’est pas la première fois que Sunfire et Climeworks sont associés dans un projet carburant renouvelable. En 2015 déjà, et en partenariat avec Audi, les deux industriels produisaient du e-diesel dans une usine de Dresde (Allemagne).

Aujourd’hui, le diesel n’a plus la côte. En revanche, la réduction des émissions de CO2 dans l’aviation est devenue un enjeu fort. Les industriels du secteur affichent l’objectif de réduire de moitié les émissions de CO2 de l’aviation en 2050 par rapport au niveau de 2005. Cette semaine en France, le plan de soutien à l’aéronautique suite à la crise du Covid-19 mettait l’accent sur le développement l’avion neutre en carbone.

L'activité de R&D pour des carburants « renouvelables » pour les avions s'intensifie. L’année dernière, un démonstrateur installé près de Madrid a commencé à produire du kérosène à partir d'air et de soleil. Une première pour cette technologie reposant sur des réactions d'oxydoréduction à 1500°C. En mai de cette année, la société Khimod, spécialisée dans la mise au point de réacteurs-échangeurs, a annoncé les résultats d'une campagne de tests d'un procédé de production de kérosène à partir de CO2 et d'hydrogène : une efficacité de 45 %, proche du maximum théorique.

L’huile qu’elle permet de produire est raffinée puis mélangée à du carburant classique.

Etihad Airways Flies the World's First Flight Using Fuel Made in the UAE from Plants Grown in Saltwater by Khalifa University

.... The biofuel is blended directly with jet fuel and does not require any modifications to aircraft, engines or airport fuelling delivery systems.
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Dans les réservoirs de l’avion, un carburant issu de la salicorne, qui s’épanouit dans l’eau de mer et peut pousser dans le désert. L’huile qu’elle permet de produire est raffinée puis mélangée à du carburant classique.

La plante est cultivée dans une ferme de deux hectares à Masdar City, une ville écologique en construction depuis 2008. Il s’agit du premier écosystème désertique au monde conçu pour produire du carburant et de la nourriture grâce à l’eau de mer. Crevettes et poissons y sont élevés pour la culture des plantes et pour la consommation humaine.

The effort to avoid using fresh water and land that’s used for food “should be applauded,” says Mark Schrock, a professor of biological and agricultural engineering at Kansas State University. But he says it will be important to quickly develop a mechanized means of harvesting the salicornia. This could be a challenge because, although it can be harvested with existing equipment, the plant has high salt levels that could damage these machines, says Wayne Coates, a professor at the Office of Arid Land Studies at the University of Arizona.

It will also need to compete with other biofuels crops. Per acre yields of oil are on par with soybeans (which provide additional economic value from non-oil products), but are just one-eighth the yield of palm oil.

Safran fait rouler les avions à l’électrique

OLIVIER Usine Nouvelle le 07/07/2018

Après de nombreuses années de développement, Safran espère séduire les compagnies aériennes avec le roulage électrique. Le prochain salon aéronautique de Farnborough pourrait être l'occasion de son décollage commercial.


Safran s'apprête à commercialiser un système de roulage électrique dédié aux Airbus A320.

Rouler sur le tarmac grâce à l’énergie électrique plutôt que d’avoir recours aux moteurs principaux de l’avion. C’est la promesse du "e-taxiing", aussi appelé roulage électrique. Une technologie que le groupe aéronautique français Safran espère enfin bientôt mettre en œuvre et voir décoller commercialement à l'occasion du salon aéronautique de Farnborough (du 16 au 22 juillet), au Royaume-Uni. Après un partenariat sans lendemain lancé en 2011 avec l’américain Honeywell, aboutissant à un système trop lourd et trop cher, le groupe aéronautique pense que l'heure de cette technologie a enfin sonné.

Fin 2015, le groupe s'est relancé seul dans la conception de cette solution consistant en un moteur électrique incorporé dans les roues du train d’atterrissage. Elle est elle-même alimentée par le générateur de puissance auxiliaire (APU), cet élément qui fournit en énergie les avions au sol pour l’éclairage, le cockpit ou bien encore l’air conditionné… Au final, Safran a finalisé une solution de moins de 400 kilos et dont le coût est inférieur à un million de dollars : l’option, destinée avant tout aux avions effectuant de nombreuses rotations quotidiennes, en particulier les monocouloirs, pourrait réduire de 4% la consommation de carburant d’un vol.

Le groupe affirme qu’une compagnie aérienne peut assurer un retour sur investissement au bout de trois ou quatre ans seulement, dans la mesure où le prix catalogue d’un A320neo s’élève à environ 110 millions d’euros. Pour maximiser ses chances commerciales, Safran a développé son e-taxiing avec des équipes d’Airbus pour la famille de monocouloirs A320. La solution n’a en revanche pas pu se nicher dans les trains d’atterrissage des Boeing 737, trop condensés. Objectif de Safran : une mise en service des premiers avions équipés à l’horizon 2021-2022. Un pas supplémentaire vers l’avion plus électrique, alors que l’équipementier planche également sur les systèmes propulsifs hybrides des avions.

L'aviation doucement mais sûrement vers les carburants alternatifs durables

Boursorama avec AFP le 10/02/2017

Le remplacement même partiel du kérosène par des biocarburants durables est un des quatre piliers privilégiés par l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) qui avait réuni en séminaire des experts, mercredi et jeudi à Montréal.

Premier secteur industriel à s'engager, par un mécanisme contraignant, dans la limitation des émissions carbone d'ici 20 ans en dépit de la hausse du trafic prévu, et ainsi contribuer à la lutte contre le réchauffement climatique, le transport aérien doit rester ouvert à tous les moyens pour tenir ses engagements. Des avions plus légers, moins gourmands, optimiser les plans de vol ou encore éviter de brûler du kérosène au sol, sont autant de moyens. Néanmoins, les progrès attendus reposent sur l'utilisation de carburants alternatifs.

"Il devient très urgent de développer ces carburants alternatifs, et il n'y a aucune raison d'être satisfait de la situation" actuelle, alerte Michel Wachenheim du conseil international des associations des industries aéronautiques (ICCAIA). Le remplacement même partiel du kérosène par des biocarburants durables est un des quatre piliers privilégiés par l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI) qui avait réuni en séminaire des experts, mercredi 8 et jeudi 9 février à Montréal.

FAIRE UNE COPIE DU KÉROSÈNE

Ces carburants ont, sur leur cycle de vie, des émissions de carbone plus faibles que celles du kérosène produit à partir du pétrole. Un carburant dérivé de la biomasse a un bilan neutre en carbone contrairement à un carburant fossile. L'objectif à terme est de faire une copie du kérosène. Des procédés sont en développement ou déjà au stade industriel. Les huiles hydrotraitées, le procédé Fisher-Tropsch de transformation des gaz en hydrocarbure, ou encore des procédés par fermentation comme le fait la biotech Amyris (avec le groupe pétrolier français Total), donnent des biocarburants durables, selon les experts réunis par l'OACI.

Ces carburants sont fabriqués à partir de biomasse comme les amidons, les sucres, les huiles et la lignocellulose. Les algues restent pour l'instant au niveau de la recherche.

Avant d'arriver à une production à grande échelle, certaines conditions s'imposent, souligne Nate Brown, chargé du projet des carburants alternatifs durables à la FAA (aviation civile américaine). Outre l'assurance d'avoir "un rapport sécurité-performance au moins équivalent", le coût d'un vol doit être comparable à ce qu'il est avec du kérosène conventionnel, note cet expert. "L'amélioration de l'environnement" est bien sûr une condition essentielle comme, ajoute-t-il, "la sécurisation de l'offre énergétique". Cette dernière condition est cruciale pour les compagnies aériennes, d'autant que les biocarburants restent trop chers. Avec un kérosène fossile bon marché depuis trois ans, dans le sillage de la chute des prix du brut, les pétroliers ne sont pas incités à investir des milliards de dollars dans des nouvelles technologies.

EXPÉRIMENTATION

En 2017 à titre expérimental, 25 compagnies aériennes vont procéder à plus de 5.000 vols avec des moteurs alimentés par du kérosène mélangé à des carburants alternatifs durables, pouvant aller jusqu'à 50% dans le cas des huiles hydrotraitées. Aucun biocarburant destiné à l'aviation n'a pour l'instant été homologué en utilisation pure.

Outre les investissements massifs et la réduction des coûts, il faudra aussi une volonté politique plus forte au niveau mondial pour une utilisation à grande échelle de ces carburants du futur.

Pour le scientifique Gérard Ostheimer, de l'initiative Energie durable pour tous (Se4All) lancée par les Nations unies, un prix plus élevé de la tonne de carbone pourrait être un des leviers pour favoriser le développement de ces biocarburants. De plus, selon lui, il faudrait "mettre en place des politiques qui récompensent les carburants pour réduire leur intensité carbonique".

Lors de leur dernière assemblée triennale, les 191 États membres de l'OACI ont adopté un mécanisme mondial de compensation des émissions de l'aviation internationale avec l'objectif d'ici 2035 de maintenir, au pire, les volumes d'émission du transport aérien au niveau de ceux qui seront émis en 2019 et 2020.

Un nouveau biocarburant pour avions promet un transport aérien plus vert.

07/02/2016 techno-science.net

Le projet ITAKA, financé par l'UE, a fourni un biocarburant pour avions qui sera utilisé par l'aéroport international d'Oslo dans le cadre d'une grande première pour l'aviation commerciale.

Ce biocarburant pour avions a été lancé lors d'une manifestation publique, tenue le 22 janvier sous la présidence de Ketil Solvik Olsen, ministre des transports de la Norvège, et organisée par Avinor, l'opérateur aéroportuaire norvégien.

L'accord d'utilisation de ce carburant sur l'aéroport Gardermoen d'Oslo résulte d'une collaboration entre Avinor, Air BP et SkyNRG, un partenaire du projet ITAKA (Initative Towards Sustainable Kerosene for Aviation).

Le biocarburant a été produit dans le cadre du projet ITAKA à partir d'huile de cameline certifiée RSB. Il a reçu l'aval du comité de durabilité de SkyNRG.
Les avantages pour l'aéroport d'Oslo
Le carburant alimentera directement le système d'avitaillement de l'aéroport d'Oslo. Il utilisera le système commun de distribution et de stockage de l'aéroport, évitant d'avoir à construire une infrastructure indépendante.

Toutes les compagnies aériennes transitant par l'aéroport peuvent utiliser le carburant, et le groupe Lufthansa a été le premier à confirmer son accord.

Après l'annonce de la Lufthansa, la compagnie nationale scandinave SAS et la compagnie KLM Royal Dutch Airlines (un autre partenaire d'ITAKA) se sont également engagées à acheter ce biocarburant pour avion. Les partenaires d'ITAKA espèrent que ces accords inaugureront l'adoption générale du biocarburant par d'autres compagnies et aéroports dans le monde.

Jusqu'ici, les compagnies aériennes souhaitant utiliser des solutions de remplacement au kérosène standard devaient se le faire livrer par un camion-citerne spécialement équipé, ce qui augmentait les coûts.

À Oslo, le biocarburant a été livré par le système habituel, démontrant qu'il peut utiliser l'infrastructure en place et donc réduire notablement les coûts de la logistique.
L'huile de cameline
Les partenaires d'ITAKA espèrent que ces accords inaugureront l'adoption générale du biocarburant par d'autres compagnies et aéroports dans le monde.

Le plus intéressant est qu'elle n'oblige pas à modifier les avions, car elle est convertie en carburant directement utilisable par un processus HEFA (hydrotraitement d'esters et d'acides gras).

Le projet utilise 4 plantations de cameline en Espagne, complétées par des plantations de plus petite taille en Roumanie. Le carburant est raffiné en Finlande par Neste, un partenaire du projet ITAKA.
Des avantages sur le long terme
Le projet ITAKA veut apporter contribuer notablement à soutenir la volonté du secteur des transports aériens de réduire ses rejets de gaz à effet de serre et de se conformer aux accords internationaux sur le climat.

De son côté, l'UE s'est engagée à ce que 3,5 % de ses compagnies aériennes fonctionnent au biocarburant d'ici 2020. Si davantage d'aéroports européens adoptent le système intégré mis en place à Oslo par ITAKA, cet objectif pourrait être très réaliste.

Pour plus d'informations voir: projet ITAKA
http://www.itaka-project.eu/default.aspx

Les biocarburants aéronautiques dans l’impasse économique

Posté par Frédéric DOUARD le 18 février 2016

Le transport aérien est tributaire d’un carburant liquide, le kérosène. La croissance du transport aérien étant supérieure à ses gains d’efficacité énergétique, sa consommation de carburant fossile, et donc ses émissions de gaz à effet de serre, croissent continûment. En 2010, les acteurs du transport aérien ont pris l’engagement, au plan international, de plafonner ces émissions au niveau qui serait atteint en 2020, puis de les réduire fortement à l’horizon 2050. Pour y parvenir, une des voies privilégiées pourrait être le recours à des biocarburants à faible empreinte carbone et respectant des critères de durabilité reconnus.

Dans différents pays dont la France, des unités pilotes de production sont déjà techniquement en mesure de proposer un carburéacteur bio-sourcé et certifié, en quantité limitée, qui peut être mélangé en toute sécurité avec le kérosène traditionnel. Des vols expérimentaux auxquels Air France participe sont à l’œuvre. Trois voies industrielles de production de ce « bio-kérosène » sont privilégiées. Elles sont développées en France au stade pilote : l’hydrotraitement des huiles végétales, la conversion catalytique des sucres et la gazéification/synthèse de la ligno-cellulose.

Cependant, la mission a constaté que le développement de toutes ces filières de production se heurte et se heurtera durablement à des difficultés majeures, en particulier économiques et de compétitivité.

Ces filières auront en outre à affronter la concurrence d’autres filières déjà établies dans la valorisation de la biomasse (utilisation alimentaire pour les huiles et les sucres, utilisation de la lignocellulose dans la filière bois-fibres-matériaux, valorisations préexistantes dans les biocarburants routiers de génération 1, la chimie du végétal et les bioénergies thermiques…).

Enfin, les outils réglementaires et fiscaux qui ont permis en vingt ans le développement massif de la filière des biocarburants routiers (fiscalité aménagée à l’origine, obligation d’incorporation et taxe générale sur les activités polluantes) ne sont pas utilisables pour le transport aérien, lequel est exempté de fiscalisation au plan international.

Aussi, et malgré la présence en France d’acteurs majeurs dans le champ de l’aéronautique, de l’énergie, de la bio-économie, de l’innovation et de la recherche, la mission a estimé que les conditions d’un développement durable et économiquement viable d’une filière française de production de biocarburants aéronautiques ne sont pas remplies dans le contexte actuel.

Il convient néanmoins, pour la France comme pour l’Europe, de poursuivre l’effort de recherche et les projets en cours de démonstrateurs industriels, de renforcer la participation d’experts français et européens aux travaux de l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) portant sur ces sujets, et de rechercher, en particulier, des partenaires non européens au sein du conseil permanent de l’OACI (ex. le Brésil) pour lancer des initiatives expérimentales et de démonstration communes au plan international.

Les enjeux d’un tel programme, même expérimental, sont en effet très importants en termes d’innovations pour les entreprises françaises concernées qui sont particulièrement bien positionnées.

COP21 : les grands défis de l’aérien

 Publié le 01/12/2015 aeronewstv.com

La conférence de Paris sur les changements climatiques vient de s’ouvrir en grande pompe par François Hollande en présence de 150 chefs d’Etat et de gouvernement. L’aérien est concerné par la problématique du développement durable. L’industrie aéronautique s’est en effet engagée à réduire de moitié ses émissions de CO2 d’ici à 2050 (par rapport à 2005). Pour cela elle va mener cinq combats de front.

Cela passera tout d’abord par des moteurs de nouvelle génération, moins gourmands en kérosène. Les motoristes travaillent sur de nombreuses innovations pour que les réacteurs de demain consomment de 15 à 20% de moins que ceux d’aujourd’hui. Le moteur LEAP en est un exemple.

Plusieurs compagnies expérimentent déjà des biocarburants. Avec 10% de carburant vert ajoutés au traditionnel carburant d’origine fossile, les émissions de gaz à effet de serre sont réduites de 80%. Reste maintenant aux pétroliers à rendre ces biocarburants abordables en les produisant massivement.

L’amélioration de l’aérodynamisme des avions, notamment des ailes, et l’emploi de matériaux innovants, moins lourds et plus résistants, permettront de diminuer le poids des appareils et leur traînée.

De nouvelles procédures dans les airs et au sol contribueront à moins consommer. Des trajectoires optimisées en vol et des systèmes électriques au sol permettant de déplacer les avions moteurs éteints sont en cours d’expérimentation.

Il y aura à l’avenir plus d’électricité à bord des avions. Les avionneurs entendent utiliser de plus en plus de systèmes fonctionnant avec des batteries et non du carburant, à l’image du 787 de Boeing.

Autant de solutions qui misent bout à bout doivent permettre au transport aérien de demain de réduire drastiquement son empreinte carbone.

Toulouse - Paris-Orly : un vol hebdomadaire alimenté partiellement en biocarburant

Le 21 octobre 2014, à l’occasion du lancement de l’opération Lab’line for the Future, Air France inaugure une série de vols alimentés en biocarburant - 10% d'incorporation dans le kérosène classique - sur la ligne Toulouse – Paris-Orly.

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Le biocarburant utilisé sur ce vol est le Farnesane, produit par Total-Amyris. Son usage a été certifié le 16 juin 2014 par l'ASTM, organisme de normalisation reconnu internationalement. Il consiste en un mélange de 10% maximum de biocarburant à du kérosène d'origine fossile.

Ce biocarburant est issu de la fermentation de sucres de canne dont l'analyse de cycle de vie et la durabilité ont également été certifiés par la RSB, organisme le plus exigeant en la matière, le 6 mai 2014.
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Convertir l'huile usagée chinoise en biocarburant aéronautique

24 oct 2014 enerzine

Boeing et la société chinoise COMAC (Commercial Aircraft Corporation of China) ont inauguré mardi un site de démonstration qui aura pour mission de transformer l'huile de cuisson usagée — communément appelée « huile de caniveau » en Chine — en biocarburant durable pour l'aviation.

Selon les deux partenaires, 1,8 milliard de litres de biocarburant pourraient ainsi être produits chaque année en Chine à partir d'huile de cuisson usagée.

"Grâce à la collaboration étroite et continue entre Boeing et COMAC, notre industrie progresse face à des défis environnementaux qu'aucune entreprise, aucun pays, ne peut résoudre seul", a déclaré Ian Thomas, président de Boeing China. "Ce partenariat mutuellement profitable nous permet d'identifier des solutions novatrices pour aider l'industrie aéronautique chinoise et bâtir un avenir durable."

Boeing et COMAC financent ce projet-pilote baptisé « China-U.S. Aviation Biofuel Pilot Project ». Ce site utilisera une technologie développée par Hangzhou Energy & Engineering Technology Co., Ltd. (HEET) pour éliminer les déchets que contient l'huile usagée et convertir l'huile obtenue en combustible aéronautique au rythme de 650 litres par jour. L'objectif du projet est d'évaluer la faisabilité technique et le coût de production de volumes de biocarburant plus importants.

"Nous nous réjouissons des progrès enregistrés dans le cadre de la collaboration entre Boeing et COMAC, et tout particulièrement des réalisations accomplies sur le plan des biocarburants pour l'aviation", a ajouté le Dr. Guangqiu Wang, vice-président de l'Institut de recherche en sciences & technologie aéronautiques de COMAC. "Nous allons poursuivre notre collaboration avec Boeing dans les domaines des économies d'énergie et de la réduction des émissions afin de promouvoir le développement durable de l'industrie aéronautique."

Les biocarburants produits de manière durable permettent de réduire les émissions de dioxyde de carbone de 50 à 80 % par rapport au kérosène tout au long de leur cycle de vie, et devraient jouer un rôle-clé dans un marché aéronautique en pleine croissance tout en répondant aux objectifs environnementaux. Selon les prévisions établies par Boeing pour les vingt prochaines années, la Chine aura besoin de plus de 6.000 nouveaux appareils d'ici à 2033 pour satisfaire la croissance du trafic passagers, tant sur le marché intérieur qu'à l'international.

Situé à Pékin, le centre Boeing-COMAC dédié aux technologies d'économie d'énergie et de réduction des émissions travaille en partenariat avec les universités et les instituts de recherche chinois pour développer les connaissances dans des domaines qui améliorent l'efficience de l'industrie aéronautique, tels que les biocarburants pour l'aviation et la gestion du trafic aérien.

Le biocarburant produit dans le cadre du projet-pilote sino-américain dédié aux biocarburants aéronautiques répondra aux spécifications internationales approuvées en 2011 pour le carburant aéronautique élaboré à partir d'huiles végétales et de graisses animales.

Ce type de biocarburant a déjà été utilisé sur plus de 1.600 vols commerciaux.


L'huile de Caniveau

En chine, un marché parallèle de récupération de l'huile de cuisson usagée s'est mis en place illégalement depuis plusieurs années, un moyen très simple pour certains de gagner de l'argent. Après traitement sommaire, cette huile sera remise dans le circuit à travers de petits vendeurs de rue, ou de restaurants peu scrupuleux. D'ailleurs, ces pratiques sont régulièrement dénoncées par la presse suite à de graves problème sanitaires.