Le diesel polluant utilisé par les poids lourds peut être remplacé par un carburant propre et synthétique. Pour des distances supérieures à 550 kilomètres, ce carburant a un meilleur impact environnemental que les camions électriques. Un avantage majeur du carburant synthétique est qu’il n’est pas nécessaire d’adapter l’infrastructure existante des stations-service ainsi que les moteurs des camions existants. C’est ce qu’écrivent un groupe de scientifiques allemands et suisses. dans Énergie naturelle.
Rendre les transports plus propres est l’un des défis de notre époque. Environ 15 pour cent de tous les gaz à effet de serre émis proviennent du secteur des transports. Il contribue également de manière significative à la pollution de l’air, par l’émission de suie et d’oxydes d’azote, ces derniers, une fois dans l’air, pouvant former des particules et contribuer à la formation de particules.
Les voitures particulières devraient passer des moteurs à combustion à la propulsion électrique dans les décennies à venir. Cela nécessite une toute nouvelle infrastructure de bornes de recharge et de bornes de recharge. Mais cela n’est pas une option pour les poids lourds, les navires et les avions, car la batterie nécessaire serait beaucoup trop lourde. C’est pourquoi ces secteurs recherchent d’autres alternatives. «Et ils doivent répondre à toutes sortes d’exigences», explique André Bardow, professeur d’ingénierie des systèmes énergétiques et des procédés à l’Eidgenössische Technische Hochschule de Zurich et auteur coordinateur de la publication. Un tel nouveau carburant doit être climatiquement neutre, émettre le moins de suie et d’oxydes d’azote possible, et la technologie doit de préférence pouvoir être étendue rapidement. « Notre carburant répond à ces trois critères », déclare Bardow.
Peu d’oxygène
La technologie utilisée par les ingénieurs pour produire le carburant de leurs camions est la synthèse Fischer-Tropsch, développée au début du siècle dernier par les chimistes allemands Franz Fischer et Hans Tropsch. Il s’agit de brûler une matière carbonée, avec peu d’oxygène. Il se forme alors du gaz de synthèse, un mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène. Des hydrocarbures synthétiques de différentes longueurs et avec différentes propriétés peuvent être fabriqués à partir de ce gaz de synthèse.
Bardow explique que la synthèse Fischer-Tropsch produit souvent deux types de composés. Les alcanes sont des chaînes d’atomes de carbone reliés les uns aux autres par des liaisons simples. Et les oléfines, qui possèdent également des atomes de C doublement liés. « Normalement, vous ne voulez pas de ces oléfines, car votre combustion est alors moins propre », explique Bardow. C’est pourquoi la synthèse est ajustée de manière à produire le moins d’oléfines possible. Mais dans ce cas-ci, les chercheurs voulaient ces connexions. Ils ont ajusté le processus de telle manière qu’un mélange d’alcanes et d’oléfines se soit formé. Les oléfines ont ensuite été transformées en alcools. “Ces alcools vous fournissent l’oxygène avec lequel vous pouvez produire de la suie et des oxydes d’azote tuer“, dit Bardow.
Lors de tests effectués avec un moteur de camion, 55 à 70 % de suie en moins ont été libérées lors de l’utilisation de carburant synthétique par rapport à l’utilisation de diesel. Les émissions d’oxyde d’azote étaient inférieures d’environ 35 pour cent.
Ils ont utilisé la biomasse ou le CO comme source de carbone2, qui peut être purifié de l’air. On dit souvent que la biomasse est climatiquement neutre. Parce qu’une plante produit la même quantité de CO2 qui est ensuite libéré lorsque le carburant est brûlé. Mais ce n’est pas tout à fait exact, car le processus de fabrication du carburant synthétique nécessite de l’énergie. “C’est pourquoi nous écrivons que nous nous dirigeons vers la neutralité climatique avec ce carburant”, déclare Bardow.
Un procédé bien connu
Ils ont également testé les dommages possibles aux tuyaux en caoutchouc dus au mélange de carburant. “En Allemagne, le carburant E10 a suscité de nombreuses discussions, car il affecte les tuyaux et les joints de certaines marques de voitures.” Ils concluent qu’un mélange contenant 20 à 40 pour cent en poids d’alcools fonctionne mieux.
Selon Bart Somers, professeur agrégé de moteurs à combustion interne et de carburants durables à l’Université de technologie d’Eindhoven, le fait que les chercheurs aient utilisé un procédé bien connu avec lequel certains grands producteurs de carburant (tels que Shell) fabriquent déjà du carburant synthétique constitue un avantage majeur. . “Vous pouvez créer toutes sortes de belles choses, mais si elles ne peuvent pas être développées rapidement à grande échelle, ce sera une perte de temps”, déclare Somers, qui n’a pas participé à l’étude.
Il a également travaillé avec la société BTG de Twente sur une alternative au diesel, basée sur l’huile dite de pyrolyse. Cela présente les mêmes avantages, dit-il. Une technologie reconnue et évolutive, à faibles émissions de suies et d’oxydes d’azote. « Mais une usine pilote peut facilement coûter des centaines de millions d’euros. Pour cela, il faut une entreprise avec beaucoup d’argent. Ou un gouvernement qui ose y investir.