Faire progresser la flexibilité du carburant : aperçus de la F+L Week 2024.

L’un des thèmes centraux de la F+L Week 2024, qui s’est tenue à Hô Chi Minh-Ville, au Vietnam, les 7 et 8 mars, était le besoin urgent d’une flexibilité en matière de carburant dans les transports aériens, terrestres et maritimes. Des experts de premier plan se sont réunis pour présenter les développements récents dans ce domaine, soulignant l’importance d’adopter une variété de sources de carburant pour répondre aux besoins dynamiques des systèmes de transport modernes.

Les avions d’aujourd’hui sont environ 80 % plus économes en carburant que ceux des années 1960. Ces progrès sont largement attribués aux progrès en matière d’efficacité énergétique, d’innovation technologique et d’amélioration de la logistique des vols. Néanmoins, l’aviation reste un contributeur important aux émissions de carbone. Les experts estiment que des gains d’efficacité supplémentaires de 15 à 20 % sont théoriquement possibles, même s’ils seront coûteux et difficiles à réaliser. De plus, les mesures d’efficacité en cours sont contrebalancées par la croissance de la demande de transport aérien.

Gabriel Ho

Le carburant d’aviation durable (SAF) jouera un rôle central dans la décarbonation du trafic aérien et dans la réponse aux préoccupations du public concernant l’impact environnemental de l’aviation. Gabriel Ho, fondateur et consultant principal chez Chemcore Consultants, a souligné les avancées importantes du SAF dans une présentation sur l’approvisionnement émergent en carburant d’aviation durable : vagues d’innovation et défis futurs.

L’organisme mondial de normalisation et d’essai ASTM International a approuvé huit procédés de conversion pour la production de SAF, dont trois sont également utilisés pour le co-traitement selon ASTM D1655, la spécification conventionnelle du carburéacteur. Esters et acides gras hydrotraités – Le kérosène paraffinique synthétique (HEFA-SPK) est la voie dominante, explique Ho. Les HEFA, dérivés de matières premières renouvelables telles que les huiles végétales et les graisses animales, devraient continuer à diriger la chaîne d’approvisionnement SAF jusqu’en 2030.

Il est primordial de garantir des sources fiables de matières premières. L’huile de cuisson usagée est réglementée et la concurrence rare et directe avec le diesel renouvelable dans les secteurs terrestre et marin aura un impact sur le parcours HEFA.

Les vagues ultérieures de SAF adopteront probablement la technologie Alcohol-to-Jet (ATJ), explique Ho. Cette voie de transformation désoxygéne les alcools tels que l’éthanol ou le butanol et les convertit en carburants aviation. La première installation de production commerciale au monde pour convertir l’éthanol en SAF a ouvert ses portes en janvier 2024 , à Soperton, en Géorgie.

Alors que l’électrification du transport routier continue de s’accélérer, des milliards de litres d’éthanol auront besoin d’un nouveau débouché, estime Ho. L’éthanol de deuxième génération, produit à partir de sources de biomasse non alimentaires telles que les résidus agricoles, la biomasse ligneuse ou les cultures énergétiques dédiées, change la donne, dit-il. Cependant, il n’est pas encore largement disponible.

Le kérosène paraffinique synthétique Fischer-Tropsch (FT-SPK) exploite les résidus agricoles et forestiers, les déchets solides municipaux et les gaz résiduaires industriels. Il s’agit d’une voie prometteuse en Asie en raison de l’abondance des matières premières, explique Ho. Il est toutefois trop tôt pour dire si la technologie sera compétitive, concède-t-il.

Ho a souligné plusieurs nouveaux processus de conversion prometteurs qui sont en cours d’évaluation par l’ASTM, notamment la technologie de pyrolyse du bois Shell IH2, un processus thermochimique catalytique qui convertit les matières premières de biomasse non alimentaire directement en carburants de transport SAF, essence et diesel.

ExxonMobil a annoncé sa technologie méthanol-jet (MTJ) en juin 2022 , qui vise à fabriquer du SAF à partir de méthanol renouvelable. Le fournisseur de pétrole et de gaz OMV fait progresser la pyrolyse des déchets polymères dans le but de recycler le pétrole brut des déchets plastiques. Ho a également noté les travaux sur le HEFA avec des cycloparaffines plus élevées réalisés par Revo International et un HEFA en une seule étape avec des aromatiques développé par le CSIR Indian Institute of Petroleum.

Les usines décentralisées Power-to-Liquid (PTL) offrent également une solution potentielle, en localisant la production de SAF et en améliorant la résilience de la chaîne d’approvisionnement.

Une variété de technologies sont disponibles pour augmenter la production de SAF. Bien que le SAF ne soit pas totalement neutre en carbone, il peut réduire les émissions du cycle de vie jusqu’à 80 % par rapport au carburéacteur traditionnel.

Simon Angell

Pour le transport aérien longue distance, l’utilisation du SAF doit se développer aussi vite que nous pouvons le créer, déclare Simon Angell, vice-président senior de KBC. Cependant, cela ne sera ni facile ni bon marché, dit-il. La question est de savoir si nous sommes prêts à payer pour cela.

Angell a prononcé la présentation d’ouverture de la F+L Week 2024 le 7 mars, au cours de laquelle il a souligné la nécessité pour l’industrie d’un signal de demande fort pour réduire les coûts. Les mandats et incitations gouvernementaux encouragent les investissements SAF en Europe et aux États-Unis. Angell a appelé à des incitations plus fortes pour accélérer l’adoption du SAF en Asie.

Les efforts actuels du SAF en Asie sont remarquables, mais guère remarquables. Angell a présenté les objectifs du SAF et les arrangements commerciaux en Asie, notamment une exigence de 1 % de SAF à Singapour à partir de 2026, un mandat de 10 % de SAF sur les vols internationaux au départ de tous les aéroports japonais d’ici 2030, et le plan non mandaté de la Chine visant à porter la consommation de SAF à 50 000 tonnes d’ici. 2025. L’Inde n’a pas de politique ferme en matière de SAF à ce stade, bien que des plans visant à 1 % de SAF pour les compagnies aériennes nationales d’ici 2025 soient en cours. Ce ne sont pas les chiffres révolutionnaires dont l’industrie aéronautique en Asie a besoin.

Simon Bartholomeusz

Neste est le premier producteur mondial de SAF et de diesel renouvelable. Steven Bartholomeusz, responsable des affaires publiques pour l’Asie-Pacifique chez Neste, a souligné la nécessité d’une adoption généralisée des SAF pour décarboner l’industrie aéronautique d’ici 2050, soulignant les inquiétudes concernant la lenteur de l’élimination progressive des combustibles fossiles. L’entreprise finlandaise a récemment augmenté la capacité de production annuelle de sa raffinerie de Singapour à 2,6 millions de tonnes, dont un million peut être utilisé pour SAF.

Dr Yasuaki Maeda

Au cours de la séance d’affiches de la F+L Week, le Dr Yasuaki Maeda, professeur invité et professeur émérite à l’Université métropolitaine d’Osaka, au Japon, a présenté des recherches sur le développement de technologies de production de carburant d’aviation durable (SAF) et de biodiesel (BDF) comme outils efficaces pour le climat. Modifier les mesures d’atténuation.

Maeda a souligné l’accent mis actuellement sur les sources de biomasse à faible rendement dans la production. Il a présenté des recherches prometteuses selon lesquelles l’huile de noix de coco peut produire efficacement à la fois du SAF et du biodiesel en utilisant une méthode de production de co-solvants qui offre un rendement de 98 % de carburants de haute pureté avec un faible apport d’énergie et de faibles émissions. Cette technologie peut être utilisée comme SAF en mélangeant 30 % d’ester méthylique avec du kérosène, offrant ainsi une capacité d’utilisation instantanée pour les applications de carburant aviation.

Sanjay Verma

Sanjay Verma, directeur général du développement commercial des services de décarbonisation chez Wartsila, a souligné le formidable défi que représente la décarbonation du secteur maritime, qui dépend entièrement des fiouls lourds. La transition vers des technologies de carburants alternatifs est déjà en cours, mais l’adoption de technologies, de carburants neutres en carbone et la tarification potentielle du carbone ont des implications financières importantes pour les armateurs individuels, explique Verma.

Le représentant de Wartsila a souligné l’accent croissant mis sur les carburants non traditionnels et non fossiles – hydrogène vert, ammoniac vert et méthanol vert – avec environ 30 % des navires commandés l’année dernière optant pour ces options respectueuses de l’environnement. Verma a reconnu les défis de stockage associés à ces carburants alternatifs, en particulier sur le marché maritime.

Le secteur de l’énergie est relativement avancé dans son utilisation de l’hydrogène. Verma a souligné les propriétés zéro carbone de l’hydrogène vert et son potentiel de mélange avec des carburants gazeux. Répondre aux conditions de stockage exigeantes, qui impliquent la liquéfaction de l’hydrogène et le stockage à des températures extrêmement basses (-253 °C), constitue un défi. Le méthanol vert est également neutre en carbone, peut être mélangé à des carburants liquides et bénéficie des réglementations de sécurité établies.

Verma a souligné le potentiel important de l’ammoniac, lorsqu’il est produit selon des méthodes durables, pour répondre aux préoccupations environnementales, notant que 5 % des navires commandés l’année dernière ont opté pour la propulsion à l’ammoniac. L’ammoniac offre des propriétés sans carbone et sans émissions de dioxyde de carbone, mais il est confronté à des défis uniques, notamment des problèmes de toxicité et de manipulation. L’ammoniac vert n’est pas encore largement disponible avec les combustibles ammoniacaux actuels dérivés du charbon ou du gaz naturel.

L’ammoniac brûle mal seul et doit être mélangé au diesel pour faciliter la combustion. Wartsila développe un concept de moteur à ammoniac pur avec craquage d’hydrogène. Les techniques consistent à craquer une partie de l’ammoniac et à le convertir en hydrogène, qui peut ensuite être mélangé pour une combustion plus rapide.

L’infrastructure et la disponibilité des carburants verts ont besoin de temps pour mûrir, explique Verma. Il a souligné les avantages uniques des moteurs à combustion multi-carburants, soulignant leur flexibilité pour s’adapter aux carburants verts émergents.

Dr Nguyen Huynh Phuong Uyen

Le biodiesel provient principalement d’huiles comestibles telles que l’huile de soja, de colza et de palme. Le Dr Nguyen Huynh Phuong Uyen, chercheur en ingénierie chez NAOLAB Co., Ltd. et chercheur invité à l’Université métropolitaine d’Osaka, a suggéré que les huiles non comestibles offrent des matières premières alternatives potentielles, mettant ainsi fin au débat controversé autour de l’alimentation par rapport au carburant.

Le problème est que les huiles non comestibles contiennent des niveaux élevés d’esters insaturés instables qui dégradent la stabilité du carburant et les performances du moteur. L’oxydation entraîne une détérioration rapide du biodiesel. Nguyen a découvert que la dispersion de bulles ultrafines d’hydrogène (UFB) peut avoir des impacts positifs sur la stabilité à l’oxydation du biodiesel. Il a été démontré que les UFB d’un diamètre d’environ 100 nm empêchent l’oxydation des liaisons insaturées et peuvent assurer une stabilité à l’oxydation extrêmement durable du pétrole et du biodiesel, dit-elle.

Yogesh Patil

ue pour le E5 et le ND. Patil a souligné une diminution de 2 à 4 % de la puissance du véhicule pour l’E2D à 60 km/h par rapport au ND à mesure que le pourcentage d’éthanol dans le carburant augmentait. Les impacts sur l’économie de carburant ont été négligeables en raison de l’augmentation du mélange d’éthanol. Patil a souligné la nécessité d’additifs spécialisés pour diesel à grande vitesse (HSD) pour résoudre les problèmes liés à l’E2D, notamment la séparation de l’eau, l’oxydation, l’amélioration de l’indice de cétane et le pouvoir lubrifiant.

(fuelsandlubes. 29/03/2024)