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Comment fabriquer du pétrole à 200 degrés C ? Révélation du procédé en deux étapes d'un brevet américain de 1939 !
Avec la demande actuelle en énergie renouvelable, la manière de convertir efficacement la biomasse en carburant utilisable est devenue un sujet de recherche brûlant. La liquéfaction hydrothermale (HTL) est un processus de pyrolyse qui peut convertir la biomasse humide en produits similaires au pétrole brut, ce qui est particulièrement important en période de crise énergétique. En 1939, le brevet américain 2 177 557 décrivait un procédé en deux étapes qui pourrait être la clé pour transformer la biomasse en pétrole.
Ce processus démontre comment l’eau et la haute pression peuvent accélérer l’efficacité de la conversion de la matière organique, offrant ainsi une solution possible pour un avenir énergétique propre.
Notions de base de la liquéfaction hydrothermale
La liquéfaction hydrothermale est un processus de pyrolyse réalisé à haute pression et à température modérée pour convertir la biomasse en pétrole brut à haute densité énergétique par conversion thermochimique. Son principe de fonctionnement consiste à utiliser l'état supercritique ou sous-critique de l'eau pour favoriser la conversion de la biomasse. L'huile produite contient une valeur calorifique allant jusqu'à 33,8-36,9 mégajoules par kilogramme et présente une faible viscosité et une solubilité élevée, ce qui peut être utilisé comme un transport Le carburant peut être encore amélioré en diesel, en essence et en d'autres carburants.
Le processus en deux étapes en 1939
En 1939, avec l’avènement d’un brevet américain, le concept de base de la liquéfaction hydrothermale a commencé à prendre forme. Le procédé décrit dans le brevet comporte deux étapes principales : la première étape consiste à chauffer un mélange d'eau, de copeaux de bois et d'hydroxyde de calcium à une température comprise entre 220 et 360 degrés Celsius et à une pression supérieure à la pression de vapeur d'eau saturée. Le but principal de ce procédé est de produire « de l’huile et de l’alcool ». La deuxième étape implique une « distillation sèche » pour produire diverses « huiles et cétones », mais les conditions spécifiques de température et de pression n’ont pas été divulguées.
Ce processus en deux étapes a jeté les bases de la future technologie de liquéfaction hydrothermale et a suscité un intérêt de recherche ultérieur pendant l'embargo pétrolier des années 1970.
Histoire de la liquéfaction hydrothermale
L’idée de produire du pétrole à partir de biomasse en utilisant de l’eau chaude et des catalyseurs alcalins existe depuis les années 1920. Avec la crise pétrolière des années 1970, de nombreux instituts de recherche ont commencé à explorer ce domaine. Le Centre de recherche sur l’énergie de l’Alberta et d’autres institutions telles que Shell Oil ont également manifesté un vif intérêt technique.
Le processus de réaction chimique
Au cours du processus de liquéfaction hydrothermale, les molécules à longue chaîne de carbone subissent des réactions de craquage thermique et éliminent les éléments oxygénés par des réactions de déshydratation et de décarboxylation, formant finalement une bio-huile avec un rapport hydrogène/carbone élevé. De telles réactions chimiques dépendent non seulement de la température et de la pression, mais également de la composition des matières premières, du temps de réaction et de l’utilisation de catalyseurs.
Impact environnemental et retour énergétique
Les biocarburants produits par liquéfaction hydrothermale sont neutres en carbone, ce qui signifie qu’ils ne contribuent pas de manière significative aux émissions de carbone dans l’environnement lorsqu’ils sont brûlés. C’est bien inférieur aux émissions de carbone des combustibles fossiles traditionnels. De plus, le processus ne produit aucun sous-produit nocif, ce qui en fait une option énergétique relativement propre.
Conclusion et défis futurs
Le développement de la technologie de liquéfaction hydrothermale représente une voie durable pour la production d’énergie et pourrait avoir un impact profond sur la configuration énergétique future. Toutefois, la question de savoir si cette technologie peut être commercialisée à grande échelle constitue un défi majeur pour la science, la technologie, l’économie et la politique. La technologie actuelle sera-t-elle en mesure de répondre à nos futurs besoins énergétiques ?
