Lancement d’un projet pilote de production de méthanol vert en Allemagne.

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Un projet de démonstration de production de méthanol vert soutenu par TotalEnergies, le fabricant d’électrolyseurs Sunfire, le Fraunhofer Center for Chemical-Biotechnological Processes (CBP) et l’Institut Fraunhofer pour la microstructure des matériaux et des systèmes (IMWS), a été lancé récemment à Leuna, en Allemagne.

Le méthanol peut être produit à partir d’hydrogène à faible teneur en carbone et de dioxyde de carbone capturé, ce qui est une approche importante pour réduire les émissions de gaz à effet de serre néfastes pour le climat. Avec l’ambition de produire sur place du méthanol climatiquement neutre, ce projet de démonstration intégrera les différentes composantes nécessaires à cette fin, telles que l’utilisation d’énergies renouvelables.

TotalEnergies produit actuellement environ 700 000 tonnes de méthanol par an à partir de matières premières fossiles à la Raffinerie Mitteldeutschland de TotalEnergies à Leuna, ce qui en fait le plus grand producteur de méthanol en Europe. Le projet e-CO2Met est une étape importante vers la neutralité climatique. Il vise à tester la combinaison de trois procédés innovants : l’utilisation du CO2 de la raffinerie, l’utilisation d’hydrogène vert produit par électrolyse à haute température et la synthèse de méthanol qui s’ensuit sur la plate-forme de mise à l’échelle Hy2Chem.

« Le programme de R&D de TotalEnergies sur le Captage et l’Utilisation du Carbone développe des approches pour la réutilisation économiquement viable du CO2 qui est en ligne avec l’ambition climatique de l’entreprise. e-CO2Met est le premier projet pilote de TotalEnergies à convertir le CO2 avec de l’énergie électrique renouvelable en méthanol. Bien que ce méthanol puisse être considéré en soi comme un carburant électrique, il peut surtout être utilisé comme plate-forme dans une nouvelle mise à niveau vers des produits comprenant des carburants d’aviation durables », explique Marie-Noelle Semeria, directrice de la technologie, TotalEnergies.

« Grâce à la production innovante de méthanol synthétique, le pétrole brut et le gaz naturel peuvent être remplacés dans l’industrie chimique et les matières premières nécessaires peuvent être produites de manière climatiquement neutre. Nous contribuons ainsi à la décarbonation des produits chimiques de base », ajoute Thomas Behrends, directeur général de TotalEnergies Raffinerie Mitteldeutschland.

Électrolyse à haut rendement pour la production d’hydrogène

L’électrolyseur haute température de 1 mégawatt (MW) de la société d’électrolyse Sunfire, basée à Dresde, est au cœur de l’e-CO2Met. Le rendement du système de plus de 80 % pour produire de l’hydrogène vert à partir d’électricité renouvelable et de vapeur d’eau est bien supérieur à celui des électrolyseurs classiques. En conséquence, le système nécessite beaucoup moins d’électricité pour produire un kilogramme d’hydrogène.

« Notre technologie innovante d’électrolyse est la clé de la décarbonisation de tous les secteurs industriels encore aujourd’hui dépendants des énergies fossiles. En particulier dans les industries du raffinage et de la chimie, des solutions propres et durables sont nécessaires pour atteindre les objectifs climatiques ambitieux de l’UE. Nous attendons avec impatience un partenariat solide dans le projet e-CO2Met », a déclaré le PDG de Sunfire, Nils Aldag.

Méthanol vert à partir d’hydrogène renouvelable et de gaz d’échappement CO2

Dans la prochaine étape, l’hydrogène vert issu de l’électrolyse et le CO2 hautement concentré issu des processus de production de la raffinerie seront convertis en méthanol vert. À cette fin, le Fraunhofer CBP et TotalEnergies prévoient une usine pilote dans le nouveau Fraunhofer Hydrogen Lab du parc chimique de Leuna. L’usine pilote est le premier projet de la plate-forme de mise à l’échelle Hy2Chem financé par l’État de Saxe-Anhalt grâce aux fonds EFRE. 

« Avec la plate-forme Hy2Chem, nous pouvons pour la première fois tester à grande échelle l’utilisation d’hydrogène produit de manière régénérative pour la production de produits chimiques de base et de carburants dans des processus de synthèse durables, même dans les conditions d’un flux d’hydrogène fluctuant », explique le chef du groupe. Dr Ulrike Junghans, qui coordonne le projet au Fraunhofer CBP.

Une étape cruciale pour la mise en œuvre de ces procédés à l’échelle industrielle pousse le développement des électrolyseurs et des procédés de synthèse. À cette fin, Fraunhofer IMWS exploite le Hydrogen Lab Leuna, une infrastructure de test unique à l’échelle industrielle, et fournit un soutien scientifique étendu. Le laboratoire d’hydrogène simule différents profils de charge typiques de l’approvisionnement en énergie renouvelable, cartographie leurs fluctuations diurnes et intersaisonnières et fournit ainsi des résultats importants pour la conception et l’estimation des coûts des systèmes dans des conditions réalistes.

« L’Hydrogen Lab Leuna est la première installation d’essais à grande échelle en Allemagne entièrement intégrée à l’infrastructure de l’industrie chimique, ce qui la rend idéale pour les projets dans le domaine des processus power-to-X. Nous pouvons tester des électrolyseurs industriels de tout type au niveau des systèmes, les développer davantage avec nos partenaires industriels et en même temps acquérir une expérience précieuse dans la fourniture d’hydrogène au système de pipelines de notre partenaire Linde – actuellement jusqu’à une échelle de 5 MW », explique le Dr Moritz Kühnel, qui coordonne les activités de recherche en électrolyse à Fraunhofer IMWS.

Le développement d’une économie de l’hydrogène est une étape importante vers la neutralité climatique en Allemagne et en Europe. Surtout en relation avec l’utilisation de l’hydrogène vert comme matière première chimique, il existe également un potentiel considérable pour façonner le changement structurel. En particulier sur le site industriel et chimique de Leuna, un hub pour l’hydrogène vert et ses dérivés peut être créé sur la base de nombreuses années d’expérience, des infrastructures existantes et de l’interaction entre les entreprises innovantes et les instituts de recherche.

(fuelsandlubes 28/6/21)

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