Potentiel et défis des carburants synthétiques

Avec le concept «Power to Gas», l’eau est tout d’abord scindée par électrolyse pour produire de l’hydrogène (H₂) qui est ensuite utilisé soit directement, soit, dans une deuxième étape, pour produire du méthane (CH₄) par combinaison avec du CO₂par un procédé catalytique. L’avantage de la transformation en méthane réside dans le fait que ce gaz peut être stocké durant des mois dans le réseau de gaz naturel et utilisé en hiver pour des véhicules à gaz.



 

 

Réduction des émissions de CO₂– sinon des sanctions 


Leur rentabilité est l’un des grands défis dans le domaine des énergies renouvelables. Celles-ci sont déjà en soi plus coûteuses que les énergies fossiles. Si on les stocke, leur coût augmente encore et cela d’autant plus s’il s’agit d’un stockage à long terme, tel qu’un stockage saisonnier. C’est pourquoi il faut développer des stratégies bien conçues pour que le concept «Power-to-Gas» soit rentable. Ou comme l’a exprimé le chercheur de l’Empa Andreas Borgschulte: «La transformation en supports énergétiques synthétiques n’est pas seulement un problème d’énergie, mais aussi et surtout un problème d’argent».

La loi suisse sur le CO₂offre une base pour une étude d’évaluation et de validation économique, car elle contraint la branche automobile à prendre d’amples mesures de réduction des émissions de CO₂. Christian Bach du laboratoire «Systèmes de propulsion des véhicules» de l’Empa fournit des chiffres: «Le non-respect des valeurs limites conduit à des amendes élevées pour les constructeurs automobiles qui, seulement pour l’année en cours, sont estimées à 50 à 80 millions de francs.» Et cela avec une tendance à la hausse. L’industrie automobile a le choix: payer chaque année des amendes élevées ou investir dans les énergies renouvelables. Ce qui est le plus profitable pour l’environnement est bien clair. Ce qui est aussi clair, c’est que les constructeurs automobiles n’investiront dans les énergies renouvelables que s’ils peuvent obtenir que les réductions d’émissions de CO₂réalisées soient prises en compte dans la réglementation sur les émissions des véhicules — question sur laquelle se penchent actuellement les politiciens et l’administration.

«Si la réduction des émissions de CO₂nous tient à cœur, il faut sortir des sentiers battus», comme l’a exprimé Reiner Mangold d’AUDI AG. Pionnier dans le domaine des carburants synthétiques, AUDI a développé un concept global pour une mobilité exempte d’émissions de CO₂, qui englobe différents types de carburants et de propulsion. Le premier mode de propulsion sur lequel mise cette marque est la propulsion au gaz. Elle a réalisé, en collaboration avec Etogas, une grande installation pilote en Allemagne du Nord. Des analyses du cycle de vie montrent que les véhicules à gaz roulant avec du méthane produit à partir d’électricité éolienne, présentent des émissions de CO₂comparables à celles de voitures électriques. Des installations pilotes qui produisent des carburants similaires au diesel ou à l’essence font aussi partie de la stratégie d’AUDI.



 

 

Un fort potentiel – encore loin d’être épuisé 


Toutes les technologies de production de carburants synthétiques passent d’abord par l’hydrogène. Raison pour laquelle les véhicules à hydrogène rencontrent un intérêt croissant. En particulier pour les bus urbains, les véhicules communaux et les camions servant à la distribution fine, l’hydrogène pourrait devenir intéressant. Le potentiel d’accroissement de l’efficience, d’une part, et d’une diminution des coûts, d’autre part, que recèlent l’électrolyse, la méthanisation et les piles à combustible est loin d’être épuisé.

L’Institut Paul Scherrer (PSI) mène des recherches dans ce domaine. Dans des installations pilotes réalisées en coopération, des chercheurs du PSI et de l’Empa développent et étudient les technologies de l’avenir. Des estimations de l’Empa montrent que si l’on convertissait déjà seulement la moitié de l’électricité excédentaire en carburant, ceci permettrait de faire rouler plusieurs centaines de milliers de véhicules avec un bilan de CO₂neutre. S’il était possible de prendre en compte ces réductions des émissions de CO₂dans la réglementation sur les émissions des voitures, ce serait même réalisable sans subventions ni autres mesures d’encouragement.

 

Dialogue sur le thème des véhicules à gaz/biogaz 


Au cours des dix dernières années, les véhicules à gaz/biogaz ont opéré le passage de la modification des moteurs à essence vers des moteurs à combustion interne turbocompressés développés à cet effet. Du fait du pouvoir antidétonant élevé du méthane, ces moteurs présentent parfois des rendements plus élevés en fonctionnement au gaz plutôt qu’à l’essence. Leur rayon d’action atteint actuellement 400 à 500 km.

Ces véhicules sont souvent équipés d’un réservoir d’essence qui accroît leur rayon d’action, pour les grandes distances, par exemple. Les quelques 18 millions de véhicules à gaz et 22’000 stations de distribution de gaz qui existent par le monde montrent, en outre, qu’ils ne présentent pas de risques plus élevés que les véhicules diesel ou à essence, et cela bien qu’en dehors de l’Europe, ces véhicules utilisent encore souvent des technologies d’adaptation relativement anciennes et que les normes de sécurité des stations de distribution soient notablement moins élevées.

Lors d’un vaste dialogue, des représentant des associations professionnelles, des importateurs, des autorités et des instituts de recherche ont discuté à l’Empa du potentiel des véhicules à gaz/biogaz en relation avec la stratégie énergétique et la législation suisse sur le CO₂. Les résultats de ces discussions sont résumés dans un rapport.

 

Source: Empa