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Huile de bois
La start-up néerlandaise de biocarburants Bioecon et Khosla Ventures ont lancé une coentreprise appelée Kior, qui commercialisera le processus de Bioecon pour convertir directement les déchets agricoles en biobrut, un mélange de petites molécules d'hydrocarbures pouvant être transformées en carburants tels que l'essence ou le diesel dans les raffineries de pétrole existantes. Le procédé, affirme Kior, présente de nombreux avantages par rapport aux autres méthodes de production de biocarburants : il pourrait s'avérer relativement bon marché, repose sur un catalyseur non toxique, exploite l'infrastructure actuelle de raffinage et de transport de carburant et produit des carburants à combustion propre qui peuvent être utilisés dans moteurs existants.
Sans fossile : La startup de biocarburants Kior affirme que son nouveau procédé thermochimique peut produire du biobrut, un mélange d'hydrocarbures qui ressemble étroitement au pétrole brut, à partir de presque tous les sous-produits agricoles, y compris les tiges et les tiges des plants de maïs (illustrés ici).
Les biocarburants sont largement considérés comme un tremplin essentiel sur la voie des combustibles fossiles aux sources d'énergie renouvelables, en particulier pour les transports. Leur utilisation pourrait également réduire les émissions de dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre. Mais l'éthanol, le biocarburant le plus produit, contient peu d'énergie par rapport à l'essence ou au diesel. Et beaucoup d'énergie est consacrée à sa production : cultiver le grain à partir duquel il est fermenté, le distiller et le transporter. De nombreux promoteurs de biocarburants ont placé leurs espoirs dans la recherche de moyens de produire de l'éthanol à partir de la cellulose, le polymère résistant qui compose une grande partie des tiges des plantes et du bois. Dans la pratique, cependant, la cellulose doit être décomposée en sucres simples avant de pouvoir être fermentée en éthanol ou convertie en gaz synthétique et transformée en carburant. Malgré trois décennies de recherche, ceux-ci restent des procédés difficiles, coûteux et énergivores qui ne sont pas encore commercialement viables. De plus, des recherches récentes montrent que l'éthanol, qui est très volatil, peut en fait exacerber les problèmes de smog lorsqu'il s'évapore directement dans l'air au lieu de brûler dans les moteurs des véhicules.
Selon le fondateur de Bioecon, Paul O'Connor, le moyen de rendre viables les biocarburants cellulosiques consiste à utiliser des catalyseurs pour convertir la biomasse en un biobrut d'hydrocarbures qui peut être transformé en essence et en diesel dans les raffineries de pétrole existantes. Après des décennies à développer des catalyseurs pour l'industrie pétrolière, O'Connor a lancé Bioecon au début de 2006 pour développer des méthodes de conversion directe de la biomasse en biocarburants. Son premier succès est un procédé catalytique qui peut convertir la biomasse cellulosique en hydrocarbures à chaîne courte d'environ six à treize atomes de carbone de long. Khosla Ventures a accepté de fournir un montant non divulgué de financement de série A à la société dérivée Kior afin de commercialiser le processus. Vinod Khosla, fondateur du fonds de capital-risque, estime que la conversion de la biomasse en carburants de transport liquides est essentielle pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et compenser la diminution des réserves de pétrole. Khosla finance un certain nombre de startups de biocarburants avec des technologies concurrentes et affirme que l'approche de Kior est unique. Ils ont des approches catalytiques propriétaires très intelligentes qui sont assez convaincantes, dit-il. Ils peuvent produire du pétrole brut relativement bon marché, ce qui est attrayant.
La méthode la plus efficace pour convertir la biomasse en carburant consiste à la soumettre à des températures et à une pression élevées pour produire du gaz de synthèse, ou gaz de synthèse. En présence d'un catalyseur, le gaz de synthèse réagit pour produire des carburants tels que l'éthanol ou le méthanol (utilisés comme additif dans le biodiesel). Mais il s'agit d'un procédé coûteux, et les catalyseurs capables de résister à la température élevée du gaz de synthèse sont coûteux et fréquemment toxiques.
Les tentatives pour produire du carburant en exposant directement la cellulose agricole à un catalyseur ont eu peu de succès car la plupart de la cellulose est piégée à l'intérieur des tiges et des tiges des plantes. O'Connor dit que tandis que les chercheurs de Bioecon développent de nouveaux catalyseurs, leur processus de craquage de la biomasse est la véritable percée. En utilisant des méthodes propriétaires, ils ont pu insérer un catalyseur à l'intérieur de la structure de la biomasse, améliorant le contact entre les matériaux et augmentant l'efficacité du processus. Bien que O'Connor n'entre pas dans les détails, il dit que la version la plus basique de la technique pourrait impliquer l'imprégnation de la biomasse avec une solution contenant le catalyseur ; le catalyseur serait alors recristallisé. Ce que nous faisons maintenant, c'est améliorer la méthode pour la rendre plus facile et moins chère, dit O'Connor.
Un tel procédé éliminerait le besoin des températures très élevées et des catalyseurs toxiques utilisés dans d'autres procédés thermochimiques pour la production de biocarburants cellulosiques. Alors qu'O'Connor dit qu'il améliore toujours le catalyseur de Kior, ses premières versions sont différentes sortes d'argiles modifiées, qui sont à la fois bon marché et respectueuses de l'environnement. Le produit est également de haute qualité, contenant moins d'acide, d'oxygène et d'eau. Ces caractéristiques le rendent approprié pour la combustion comme mazout de chauffage ou pour une utilisation dans les raffineries de pétrole, qui peuvent utiliser les processus et équipements existants pour le convertir en chaînes d'hydrocarbures plus longues d'essence et de carburant diesel.
Bioecon a produit des quantités à l'échelle du laboratoire de son biobrut, quelques grammes à la fois, à partir de matériaux tels que des copeaux de bois, des déchets de canne à sucre et diverses herbes. Alors que le matériau d'entrée affecte quelque peu le rendement, O'Connor dit que la sortie est très similaire, nous n'avons donc pas de réelle préférence. Cela signifie que le processus peut fonctionner dans le monde entier, avec toute biomasse disponible localement, presque toute l'année.
Kior est déjà en pourparlers avec au moins deux compagnies pétrolières pour établir des partenariats afin de développer davantage la technologie. Il démarre une usine pilote avec une entreprise qui devrait produire environ 20 kilogrammes de biobrut par jour d'ici six à douze mois, a déclaré le PDG de Kior, Rob van der Meij. Si tout se passe bien, le processus pourrait atteindre une production de centaines de kilos par jour d'ici 2009, et des versions raffinées du biobrut de Kior pourraient être mélangées à de l'essence ou du diesel d'ici 2010. En plus d'être renouvelables, ces carburants auraient une teneur en soufre et teneur en azote, ce qui devrait réduire le smog dans des villes comme Los Angeles et Houston.
En raison de sa capacité à se glisser dans l'infrastructure existante de raffinage et de livraison du pétrole, la technologie présente un énorme avantage en termes de coûts, explique O'Connor. Elle pourrait aussi être adoptée beaucoup plus rapidement, selon Khosla. Si vous pouvez trouver une solution compatible avec les compagnies pétrolières et leurs raffineries actuelles, il leur sera beaucoup plus facile de s'y habituer, dit-il. Les faire entrer dans le jeu serait un gros plus.
Steve Deutch, chercheur principal au National Renewable Energy Laboratory, affirme que le peu d'informations que Kior a publiées sur son processus sont assez plausibles, mais que tant que les détails ne sont pas disponibles, les affirmations de l'entreprise ne sont pas vraiment possibles à évaluer. Le principal défi pour Kior, ou pour toute personne travaillant sur les combustibles cellulosiques, selon Deutch, est de développer un processus suffisamment simple pour se rapprocher des sources de biomasse – les fermes. Recueillir de la biomasse et en avoir suffisamment au même endroit pour faire la différence est un problème dans le monde de la biomasse, explique Deutch. Les frais de camionnage peuvent devenir exorbitants. Vous voulez le prétraiter à la ferme, puis expédier un intermédiaire à haute densité et haute énergie aux usines de transformation.