Développement des "bio"carburants 2ème génération

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par energy_isere » 27 sept. 2020, 23:20

Sur le site de Total
https://www.total.com/fr/expertise-ener ... -carburant
Nous avons lancé avec cinq partenaires le projet BioTfueL qui vise à convertir, par voie thermochimique, de la biomasse lignocellulosique (paille, résidus forestiers, cultures dédiées…) en biocarburants. Nous souhaitons ainsi développer une chaîne complète de procédés pour produire du biogazole et du biokérosène de 2e génération.

Le projet BioTfueL vise à développer un procédé innovant de gazéification de biomasse en bio-gazole et biokérosène de grande qualité. La gazéification permet d’élargir le spectre de biomasse utilisable pour la production de bio-carburants et d’utiliser la lignocellulose (coproduits agricoles, résidus forestiers ou biomasse spécifique). Ce procédé permet également de pouvoir traiter des charges fossiles en mélange avec de la biomasse, notamment pour tenir compte du caractère saisonnier de la ressource.

Les biocarburants produits seront exempts de soufre et de composés aromatiques. Ils seront utilisables, seuls ou en mélange, dans tous types de moteur diesel et turboréacteurs d'avion.

A l'issue du projet BioTfueL, la chaîne de procédés sera transposable à l’échelle industrielle.

Image

Après avoir été prétraitée (séchage, broyage et torréfaction), la biomasse est gazéifiée. Les gaz de synthèse produits sont conditionnés, puis transformés en mélange d’hydrocarbures grâce à la synthèse de Fischer-Tropsch et prêts à devenir du carburant.

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par energy_isere » 27 sept. 2020, 23:36

Le projet BioTfueL était censé finir en 2020, or les informations sont minces.

J'ai seulement trouvé ceci :
.......
le démonstrateur français BioTfuel (2012-2020, 5 partenaires, 178 millions d’euros), testé par Total à Dunkerque (Nord) avec prétraitement sur un site d’Avril à Venette (Oise), a été prolongé d’un an : après la biomasse lignocellulosique, d’autres intrants seront expérimentés.
https://www.usinenouvelle.com/article/l ... es.N933264

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par kercoz » 28 sept. 2020, 08:35

Il y a un problème éthique dans ces procédés: Il n'est pas possible de refuser le carburant puisqu'il est mélangé au carbu classique.....même si l' on est contre ce mode de pillage du sol au détriment de sa fonction première: nourrir la population.
L'Homme succombera tué par l'excès de ce qu'il appelle la civilisation. ( Jean Henri Fabre / Souvenirs Entomologiques)

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par Remundo » 28 sept. 2020, 13:28

je peux rassurer Kercoz parce que le projet n'a pas dû produire grand chose.

Par contre je partage ses inquiétudes quant aux choix de la matière organique : il ne s'agit pas d'aller "piller" des milieux naturels qui doivent garder de la biomasse dans le sol, mais plutôt d'utiliser des "vrais déchets fatals" comme tous les plastiques, les produits manufacturiers déposés en décharges (caoutchouc, tissus...), les boues d'épurations, les gros déchets de jardins (arbres, haies...)

on a aussi la sciure dans l'industrie du bois qui serait intéressante car fatale et déjà en particules fines, plutôt que d'aller chercher de la biomasse spécialement dans l'environnement et de la déchiqueter exprès.

Enfin bon, ce projet BioTfuel est plus un démonstrateur et pourra sans doute s'adapter un peu à d'autres sources organiques.

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par energy_isere » 28 sept. 2020, 14:18

Remundo a écrit :
28 sept. 2020, 13:28

on a aussi la sciure dans l'industrie du bois qui serait intéressante car fatale et déjà en particules fines, plutôt que d'aller chercher de la biomasse spécialement dans l'environnement et de la déchiqueter exprès.
La sciure de bois est déjà en de nombreux endroits utilisée pour la fabrication des ''granulés de bois''. Mais je ne crois pas que 100 % du territoire soit concerné à ce jour.

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par Remundo » 28 sept. 2020, 14:33

bien sûr la sciure a d'autres usages, notamment en panneaux agglomérés, mais parfois aussi directement balancée en chaudière.

c'est pourquoi de mon point de vue il faut recenser des déchets organiques emmerdants à stocker qui ne trouvent pas de débouchés, une fois éliminés les métaux et les minéraux, on a de l'organique. Le point dur est donc le prétraitement. ENERKEM a compris le truc et s'est franchdment bougé le derch, gros partenariat avec les déchetteries de la ville, si j'étais au Gouvernement ou à l'IFP, j'irais voir ce qu'ils font de plus près... en plus ils sont francophones !

ils ont fait sauter plusieurs verrous
* épuration du syngas (virer tout ce qui n'est pas C,O et H, notamment S et Cl)
* catalyseur vers le méthanol et surtout l'éthanol
* plus récemment, nouveau procédé ATJ (méthanol vers équivalent kéro).

Eux ne dessinent pas leurs usines avec des coloriages comme certains... elles sont plantées et elles produisent...
Dernière modification par Remundo le 28 sept. 2020, 15:16, modifié 1 fois.

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par energy_isere » 28 sept. 2020, 14:46

Remundo, tu as regardé si par hasard Enerkem avait pas eu de subventions du gouvernement du Canada pour mettre au point le procédé et ce avant le projet BioTfuel ?

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par Remundo » 28 sept. 2020, 15:11

il y en a eu mais je ne sais pas en quelles proportions.

J'ai épluché leur page Wiki
À titre de président et chef de la direction, Vincent Chornet a été l’âme dirigeante derrière la croissance d’Enerkem de 2000 à 2019, ayant obtenu 504 millions $CA de financement privé et d’aide gouvernementale et fait passer l’effectif de l’entreprise à 200 employés. Enerkem a commencé l’exploitation de sa toute première usine commerciale à pleine échelle à Edmonton, au Canada, et d’autres bioraffineries sont actuellement en développement en Amérique du Nord et ailleurs dans le monde.
pour la petite histoire, Vincent CHORNET est décédé d'une maladie grave à 45 ans. Il était le fils d'Esteban CHORNET, le père et cofondateur d'Enerkem, lui est toujours vivant "président d'honneur" d'Enerkem.

perso j'aime beaucoup cette entreprise, ce ne sont pas des requins, mais des vrais entrepreneurs familiaux avec une sorte d'ancrage paysan. Le "vieux" Esteban était le fils d'un propriétaire de scierie, ça lui a donné envie de s'intéresser à la biomasse, de fil en aiguille ils sont arrivés à la gazéification de déchets urbains convertis en alcools courts après des décennies de recherche et de travaux en famille + partenaires privés.

Chapeau à eux.
ENERKEM, entreprise Québécoise créée en 2000 (littéralement la Chimie de l'Energie) développe depuis plusieurs années des installations industrielles capables de valoriser des déchets organiques en carburants grâce à une gazéification conduisant à un Syngas (CO ; H2) .
[]
Leurs recherches sur les catalyseurs permettent d'orienter la synthèse sur le Méthanol et l'Ethanol, et plus récemment, à partir du méthanol, la production d'un carburant compatible avec l'aviation (équivalent au kérozène).
Dossier complet + vidéos disponibles ici

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par mobar » 29 sept. 2020, 07:38

La différence en Enerkem et Total c'est dans le but poursuivi

Enerkem a cherche depuis le début a mettre au point un procède performant répondant a une logique économique d'où les évolutions de la biomasse vers les déchets et du méthanol vers l'éthanol
Total est depuis le début, BioTfuel était déjà dans le Programme National de Recherche sur les Biocarburants dans les annees 2000, dans une logique de communication. Pyrolyse, gazéification, synthèse FT du début a intégré la torréfaction qui n'apporte rien au plan technique si ce n'est de la complexité et rallonge les délais d'industrialisation
De même les choix de process FT qui ont été fait par Total, Gasel de chez Axens encore a l'étape de pilote, garantissent un résultat au calendes grecques, ce qui n'aurait pas été le cas si ils avaient choisi les process slurry de synthèse de Sasol, industrialises depuis des dizaines d'années, qu'il suffisait de licencier et de construire

On ne verra jamais BioTfuel devenir une réalité industrielle, mais comme ce n'a jamais été le but poursuivi, tout le monde est content ... sauf le contribuable qui finance les subventions
https://youtu.be/0pK01iKwb1U
« Ne doutez jamais qu'un petit groupe de personnes bien informées et impliquées puisse changer le monde, en fait, ce n'est jamais que comme cela que le monde a changé »

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par Remundo » 29 sept. 2020, 08:48

en effet, Enerkem a démarré ses installations pilotes en 2012 ; un bon article à ce sujet
L'usine d'Enerkem se distingue également par sa grande modularité. « Nous pouvons adapter le procédé à des profils de déchets très différents, notamment des résidus de construction en bois, des résidus agricoles ou encore des déchets municipaux », explique Marie-Hélène Labrie, directrice du développement et du marché. Et ce n'est pas tout : cette modularité permet également d'ajuster la nature du produit fini en fonction du marché : « Si un jour l'éthanol n'est plus un débouché intéressant, nous pouvons supprimer la dernière brique du procédé pour sortir du méthanol, ou rajouter un module pour produire une autre molécule d'intérêt. »
L'usine produit avant tout du méthanol (CH3OH)

Si la conversion du syngas en méthanol n'est pas trop compliquée (synthèse directe à partir d'un catalyseur), le passage à l'éthanol n'est pas simple, mais j'ai "à peu près" compris les grandes lignes. Ils récupèrent le méthanol et le combine à CO (carbonylation) pour migrer vers de l'acétate CH3COO, ce qui donne la chaîne à 2 carbone du futur éthanol.

A partir de l'acétate, il y a estérification encore avec un méthanol et ça donne CH3COOCH3 (acétate de méthyle),

Enfin, une hydrogénolyse (H2) vient casser l'ester en 2, et on sort l'éthanol CH3CH2OH et le méthanol CH3OH

en fait le méthanol "re-réagit avec le syngas CO/H2" par des processus complexes. Le méthanol regénéré peut se recombiner avec un nouveau CO dans le réacteur etc... pourvu qu'on apporte au fur et à mesure CO/H2.

Ainsi c'est un processus dont le produit méthanol se recombine avec des produits du syngas et c'est original.

Il n'a pas été simple d'y arriver car cela nécessite des catalyseurs et des conditions opératoires que l'on ne découvre qu'empiriquement, j'ai trouvé la trace d'une thèse en 2009 où Enerkem était associé : https://savoirs.usherbrooke.ca/bitstrea ... sequence=1
à lire pour les plus motivés, moi je l'ai survolée un peu... y'a du boulot qui a été fait !!

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par GillesH38 » 29 sept. 2020, 11:20

Remundo a écrit :
29 sept. 2020, 08:48
en effet, Enerkem a démarré ses installations pilotes en 2012 ; un bon article à ce sujet
L'usine d'Enerkem se distingue également par sa grande modularité. « Nous pouvons adapter le procédé à des profils de déchets très différents, notamment des résidus de construction en bois, des résidus agricoles ou encore des déchets municipaux », explique Marie-Hélène Labrie, directrice du développement et du marché. Et ce n'est pas tout : cette modularité permet également d'ajuster la nature du produit fini en fonction du marché : « Si un jour l'éthanol n'est plus un débouché intéressant, nous pouvons supprimer la dernière brique du procédé pour sortir du méthanol, ou rajouter un module pour produire une autre molécule d'intérêt. »
L'usine produit avant tout du méthanol (CH3OH)

Si la conversion du syngas en méthanol n'est pas trop compliquée (synthèse directe à partir d'un catalyseur), le passage à l'éthanol n'est pas simple, mais j'ai "à peu près" compris les grandes lignes. Ils récupèrent le méthanol et le combine à CO (carbonylation) pour migrer vers de l'acétate CH3COO, ce qui donne la chaîne à 2 carbone du futur éthanol.
l'acétate tout seul ça n'existe pas, il n'y a que des acétates "de quelque chose", c'est probablement de l'acide acétique CH3COOH qui réagit effectivement avec le méthanol pour former de l'acétate de méthyle (cette dernière réaction ne sert à rien puisque le méthanol est relibéré à la fin mais elle est probablement inévitable.).

Mais ça met à combien le litre d'éthanol à la fin , comparé à celui plus conventionnel à partir de la fermentation de glucides ?
Zan, zendegi, azadi. Il parait que " je propage la haine du Hamas".

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Message par Remundo » 29 sept. 2020, 15:51

l'acétate est la forme basique de l'acide acétique. En phase gazeuse l'acide acétique est ultra majoritaire. En phase aqueuse ça dépend du pH, mais peu importe.
c'est probablement de l'acide acétique CH3COOH qui réagit effectivement avec le méthanol pour former de l'acétate de méthyle (cette dernière réaction ne sert à rien puisque le méthanol est relibéré à la fin mais elle est probablement inévitable.).
Bien au contraire, la formation de l'acétate de méthyle est stratégique, car c'est sur cette forme estérifiée que peut s'appliquer une hydrogénolyse CH3-COO-CH3 + H2 -> CH3-CH2-OH + CH3OH

finalement le méthanol a une sorte de rôle de catalyseur dans la réaction (en plus du catalyseur solide) puisqu'il est consommé puis reformé à la sortie.

Donc ça marche ainsi
[1][Carbonylation du méthanol]
CH3OH+CO -> CH3COOH (Méthanol+Monoxyde de carbone -> acide acétique)

[2][Estérification]
CH3COOH + CH3OH -> CH3COOCH3 + H2O (acide acétique + méthanol -> acétate de méthyle + eau)

[3][hydrogénolyse de l'ester]
CH3COOCH3+ 2 H2 -> CH3CH2OH + CH3OH (acétate de méthyle + 2 dihydrogène -> éthanol + méthanol)

Bilan global [1]+[2]+[3]
CH3OH + CO + 2 H2 -> CH3CH2OH + H2O (méthanol + monoxyde de carbone + 2 dihydrogène -> éthanol + eau)

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par energy_isere » 29 sept. 2020, 23:50

J'ai trouvé de l'info sur le BioTfueL sur le site de IFP, mais c'est mince.
DÉMARRAGE DE LA GAZÉIFICATION SUR LE SITE BIONEXT À DUNKERQUE

13 mai 2019

Un test probant de gazéification a eu lieu sur la plateforme de démonstration du projet BioTfueL® dédié à la production de biocarburants avancés. Les équipes R&I de Bionext* et des opérations de Total établissement des Flandres ont réussi l’allumage séquentiel de tous les brûleurs permettant ainsi la production d’un gaz de synthèse en condition réelle. Ce premier succès vient couronner les efforts conjoints de tous les partenaires, notamment des équipes d’IFPEN très impliquées dans les opérations des deux unités de démonstration du projet BioTfueL®.

L’objectif du projet BioTfueL® est de développer une chaîne complète pour la production de biocarburants avancés (biogazole pour le transport et biojet pour l’aviation). Celle-ci comprend une étape de conditionnement et de torréfaction de la biomasse suivie de sa gazéification, du traitement et de la purification du gaz de synthèse produit qui est ensuite transformé dans une unité de synthèse Fischer-Tropsch.

* porteur du projet mené en partenariat avec Avril, Axens, le CEA, IFPEN, Thyssenkrupp Industrial Solutions et Total
https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/art ... -dunkerque

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par Remundo » 30 sept. 2020, 00:31

Merci pour les précisions Energy...

la production du syngas, ça n'est que le tout début du process...

déjà là il faut purifier le syngas, puis parfois le "rééquilibrer" dans ses proportions CO/H2 en injectant de l'eau.

J'ai rédigé un document d'une page qui résume les choses : http://sycomoreen.free.fr/docs_multimed ... cohols.pdf

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Re: Développement des "bio"carburants 2ème génération

Message par energy_isere » 07 déc. 2020, 19:20

energy_isere a écrit :
29 sept. 2020, 23:50
J'ai trouvé de l'info sur le BioTfueL sur le site de IFP, mais c'est mince.
Il y a du nouveau.
Les biocarburants de deuxième génération prêts à passer à l'industrialisation

XAVIER BOIVINET le 07/12/2020

Image

À Dunkerque, le projet BioTfuel touche à sa fin. Il doit valider la production de biocarburants de deuxième génération par voie thermochimique, à partir de biomasse lignocellulosique. Et ainsi ouvrir la voie à l’industrialisation.

Le vent souffle à arracher les casques. Les luminaires virevoltent. Les portes résistent à l’ouverture. Il faut lutter pour avancer, tendre l’oreille pour écouter. « Il y a souvent du vent, mais rarement comme ça, admet Jean-Philippe Héraud, ingénieur chez IFP Énergies nouvelles (Ifpen). Il ne faut pas avoir le vertige. » À 25 mètres du sol, les rafales sont d’autant plus violentes, mais la vue est imprenable : à nos pieds, le dépôt pétrolier de Total, au loin, le terminal méthanier, et plus à droite, le site d’ArcelorMittal et ses panaches de fumée emportés par les bourrasques.

Nous sommes à Dunkerque (Nord), sur la plate-forme qui surplombe l’énorme gazéifieur du projet BioTfuel. « C’est la pièce maîtresse du procédé », souligne Jean-Philippe Héraud, chargé du projet. Au cœur d’un labyrinthe de tuyaux qui grimpent jusqu’à 50 mètres, c’est elle qui permet de passer de la biomasse au gaz de synthèse – mélange d’hydrogène (H2) et de monoxyde de carbone (CO) – pour produire ensuite des biocarburants de deuxième génération, ou avancés. C’est-à-dire produits à partir de ressources qui n’entrent pas en compétition avec l’alimentation.

Plusieurs types de biomasse
Lancé il y a dix ans avec un budget de 180 millions d’euros, le projet BioTfuel arrive à son terme. En 2021, les partenaires (Ifpen, CEA, Total, Avril, ThyssenKrupp et Axens) devront avoir démontré la faisabilité industrielle de ce procédé thermochimique de production de biocarburants avancés, principalement tourné vers le biogazole et le biokérosène. Chaque étape a été longuement testée, et l’ensemble intégré : de quoi montrer que la production de biocarburants de deuxième génération à un coût compétitif est un objectif atteignable.

La biomasse utilisée ici est principalement du bois. Penché sur le sol, Jean-Philippe Héraud en ramasse des morceaux noircis de quelques centimètres. Écrasés entre ses doigts, ils sont réduits en poudre. « Avant d’arriver ici, le bois subit un prétraitement qui élimine les composés volatils et les molécules structurant sa fibre de façon à le rendre friable, explique-t-il. Cela limite le besoin en énergie pour l’étape de broyage. » Le prétraitement a lieu sur le site d’Avril à Venette, près de Compiègne (Oise). Les morceaux de bois sont d’abord séchés, puis torréfiés entre 250 et 300 °C sous atmosphère réductrice (sans oxygène). Acheminés à Dunkerque par camions, ils sont broyés pour alimenter le gazéifieur à un rythme de 3 tonnes par heure.

En plus du bois, d’autres ressources sont envisagées pour la France : la paille ou les cultures à vocation énergétique comme le miscanthus, une plante herbacée. Mais le procédé a vocation à être déployé à l’international, souligne Jean-Philippe Héraud. D’où l’ambition de traiter un large éventail de matières premières. « L’idée est de pouvoir utiliser des coques de noix de coco, du bambou, ou d’autres résidus comme la bagasse de canne à sucre. »

Un gazéifieur unique au monde
D’un point de vue technologique, les enjeux les plus importants résident dans les étapes de gazéification et de torréfaction. « Le four de torréfaction était éprouvé sur d’autres types de charges, mais pas sur de la biomasse qui génère de nouvelles difficultés, indique Jean-Philippe Héraud. Quant au gazéifieur, il est unique au monde. » L’installation de ThyssenKrupp, de type Prenflo direct quench, est une version améliorée d’une technologie que l’industriel allemand a déjà commercialisée pour produire de l’électricité à partir de charbon à Puertollano (Espagne). À son pied, une benne,[… abonnés]
https://www.industrie-techno.com/articl ... tion.62803

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