Innovant sur l'éthanol cellulosique

Range Fuels, une start-up basée à Broomfield, dans le Colorado, a inauguré ce qui pourrait être la première usine à produire des quantités commerciales d'éthanol à partir de biomasse cellulosique. Mais les nouvelles ne sont pas nécessairement un signal que l'éthanol à partir de copeaux de bois et d'herbe est prêt à concurrencer l'éthanol à partir de grains de maïs. L'éthanol cellulosique commercialement viable peut être encore loin de plusieurs années.

Puces de carburant : Range Fuels, basé à Broomfield, CO, a développé une méthode pour convertir les copeaux de bois en éthanol.

L'usine de Range Fuels, qui sera située dans le sud-est de la Géorgie, pourrait produire de l'éthanol dès l'année prochaine. Il est financé par le département américain de l'Énergie (DOE) dans le cadre des efforts de l'agence pour augmenter l'utilisation des biocarburants. Le DOE fournit un total de 76 millions de dollars à l'entreprise pour la construction de sa nouvelle usine. Au début, il produira 20 millions de gallons, augmentant éventuellement ce montant à 100 millions.

Presque tous les plus de cinq milliards de gallons d'éthanol produits aux États-Unis ont été fabriqués à partir de fécule de maïs. Mais l'éthanol à partir de sources cellulosiques est une alternative intéressante car il pourrait potentiellement nécessiter moins d'énergie fossile pour produire, et ses réserves de biomasse sont vastes. En effet, si les biocarburants remplacent un jour plus de 10 % environ de l'essence aux États-Unis, l'éthanol cellulosique sera essentiel. Mais fabriquer de l'éthanol à partir de biomasse cellulosique est beaucoup plus difficile que de le fabriquer à partir de fécule de maïs. Et le processus de conversion de la biomasse en biocarburants n'a pas été économiquement viable.

Cependant, le PDG de Range Fuels, Mitch Mandich, déclare que l'entreprise peut produire de l'éthanol à des prix compétitifs par rapport à l'éthanol à base de maïs, même en tenant compte des coûts d'investissement élevés associés à la construction d'une usine de biocarburants cellulosiques. Range Fuels a mis au point un procédé thermochimique en deux étapes pour convertir les copeaux de bois et d'autres types de biomasse en une combinaison d'alcools comprenant l'éthanol, le méthanol, le propanol et le butanol. Dans la première étape, appelée gazéification, la chaleur, la pression et la vapeur convertissent la biomasse en un mélange principalement d'hydrogène et de monoxyde de carbone. Ce mélange gazeux, appelé gaz de synthèse, est ensuite exposé à des catalyseurs qui le transforment en alcools. Le procédé est similaire au procédé Fischer-Tropsch qui est utilisé depuis des décennies pour convertir le charbon en combustibles liquides.

Mandich dit qu'une combinaison d'un nouveau catalyseur exclusif et d'améliorations dans la conception et l'ingénierie de l'usine peut rendre le processus économique. De plus, l'entreprise place l'usine à proximité des approvisionnements en copeaux de bois, minimisant ainsi les coûts de transport associés à la biomasse encombrante. En outre, l'entreprise prévoit de mélanger l'éthanol avec de l'essence et de le vendre localement aux conducteurs, réduisant ainsi les coûts d'expédition du biocarburant.

Mais comme l'entreprise dépend fortement du financement du gouvernement fédéral pour construire la première usine, il est difficile d'évaluer si son processus est réellement commercialement viable. Plus tôt cette année, le DOE a annoncé le financement de six usines d'éthanol cellulosique. Le premier versement du prix de Range Fuels sera de 50 millions de dollars pour construire une usine de 20 millions de gallons par an. Mandich refuse de donner des estimations sur le coût total de l'usine. Mais le coût typique des usines d'éthanol de maïs est d'environ 2 $ par gallon de capacité, ou 40 millions de dollars pour une usine de 20 millions de gallons. Même si le coût de l'usine de Range Fuels est deux fois plus élevé que celui d'une usine conventionnelle, soit 80 millions de dollars, le DOE fournit la part du lion de l'investissement - l'argent qui, selon Mandich, est très important pour le succès de Range Fuels. Une telle dépendance vis-à-vis du financement public, plutôt que des investisseurs privés, pourrait suggérer que l'éthanol cellulosique commercialement viable reste une bonne voie.

De plus, il existe de nombreuses inconnues sur le bon fonctionnement du processus thermochimique lorsqu'il s'agit de fabriquer des quantités à l'échelle commerciale. Les tentatives antérieures des scientifiques du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) pour étendre les techniques thermochimiques ont montré que les systèmes plus petits qui fonctionnent bien sont confrontés à des problèmes lorsque les chambres de traitement sont plus grandes. De plus, les usines fonctionnant à des températures et des pressions élevées ont tendance à se détériorer rapidement, ce qui augmente les coûts. Cette dernière préoccupation pourrait être moins un problème maintenant, cependant, dit Steve Deutch , chercheur principal au NREL, en raison des matériaux plus résilients.

Les approches thermochimiques de la fabrication de biocarburants, telles que l'approche de Range Fuels, sont également confrontées à la concurrence de nouvelles méthodes biologiques qui utilisent des enzymes et des organismes pour décomposer la cellulose et produire de l'éthanol. En effet, en septembre, Mascoma, basée à Cambridge, MA, a annoncé qu'elle construirait une usine cellulosique dans le comté de Monroe, TN, qui produira de l'éthanol à partir de panic raide. À ce stade, on ne sait toujours pas quelle approche fonctionnera le mieux, car aucune usine à l'échelle commerciale de l'un ou l'autre type n'est en service. Lors du financement du DOE plus tôt cette année, l'agence a soutenu des approches thermochimiques et biologiques.

En fin de compte, il est encore trop tôt pour prédire le succès des premières tentatives comme celles de Range Fuels. Il est difficile de gagner de l'argent sur le premier de quoi que ce soit, dit Lanny Schmidt , professeur de génie chimique et de science des matériaux à l'Université du Minnesota, qui développe également des méthodes thermochimiques pour fabriquer des biocarburants. Cependant, si la première usine fonctionne aussi bien que Mandich l'espère, la production de combustible cellulosique pourrait s'accélérer rapidement.

Qui sait comment l'économie fonctionnera? dit Schmidt. Vous devez le construire et voir ce qui se passe. C'est une sage décision de la part du DOE d'essayer différentes technologies, car personne ne sait à ce stade qui sera le gagnant.

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