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Transformer les gaz d'échappement en carburant
Le monoxyde de carbone toxique émis par les aciéries et d'autres sources industrielles peut être transformé en choses utiles. Bientôt, une entreprise néo-zélandaise avec une approche inhabituelle de cette idée prévoit d'utiliser le gaz pour fabriquer de l'éthanol et des précurseurs chimiques pour une grande variété de plastiques et de solvants.
L'entreprise, LanzaTech , utilise des micro-organismes génétiquement modifiés qui mangent le gaz. Bien qu'il soit courant pour les entreprises d'utiliser des micro-organismes tels que des levures et des bactéries pour fabriquer de l'éthanol et d'autres produits, les micro-organismes se nourrissent généralement d'une forme de sucre, comme le glucose dérivé de l'amidon de maïs. Plutôt que d'utiliser des sources de nourriture, LanzaTech nourrit ses micro-organismes de monoxyde de carbone. Il s'agit essentiellement de manger un flux de gaz, explique la PDG de l'entreprise, Jennifer Holmgren.
LanzaTech a récemment annoncé des accords pour la construction d'usines commerciales dans une aciérie et une centrale électrique au charbon en Chine. Les émissions des aciéries dans le monde seraient suffisantes pour produire environ 30 milliards de gallons de carburant chaque année, Holmgren dit. Cela équivaut à environ 15 % de l'essence consommée aux États-Unis.
Les organismes peuvent également survivre grâce à un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène gazeux appelé gaz de synthèse, qui peut être fabriqué en chauffant, dans certaines conditions, à peu près tout ce qui est composé en grande partie d'hydrogène et de carbone, y compris les plastiques, les copeaux de bois et le charbon. Habituellement, le gaz de synthèse est converti en produits utiles par des procédés thermochimiques qui utilisent des catalyseurs inorganiques. Mais ces approches catalytiques produisent également des déchets qui doivent être éliminés.
Cela explique un autre avantage des micro-organismes modifiés : ils peuvent être fabriqués pour produire des rendements beaucoup plus élevés d'un produit souhaité, explique Andy Aden , chercheur au National Renewable Energy Laboratory à Golden, Colorado. Il dit également que le coût des micro-organismes et des nutriments peut être inférieur au coût des catalyseurs de métaux précieux généralement utilisés dans les processus thermochimiques. Et les organismes peuvent souvent tolérer des impuretés qui désactiveraient les catalyseurs, ajoute Aden.
Le procédé LanzaTech présente l'avantage supplémentaire de ne pas nécessiter d'hydrogène. En conséquence, il peut fonctionner directement sur les fumées des usines sidérurgiques, qui souvent ne contiennent pas d'hydrogène. Si de l'hydrogène est présent dans un flux de gaz de combustion, il peut être soit introduit dans les organismes, soit séparé et vendu - c'est un produit de valeur.
Holmgren ne divulgue pas l'organisme spécifique que l'entreprise utilise, mais dit qu'il s'agit d'une version d'un organisme qui peut naturellement produire de l'éthanol à partir de monoxyde de carbone. L'entreprise l'a modifié pour produire le carburant à des taux commercialement intéressants, dit-elle. LanzaTech a également récemment annoncé avoir conçu un micro-organisme capable de produire du 2,3-butanediol, un précurseur chimique pouvant être utilisé pour fabriquer le solvant méthyléthylcétone (MEK), utilisé dans les marqueurs effaçables à sec et dans la fabrication de plastiques. et textiles. Le même produit chimique peut produire des butanes et du butadiène, qui peuvent ensuite être utilisés pour fabriquer divers plastiques et hydrocarbures.
Seules quelques entreprises adoptent une approche similaire. Parmi elles se trouvent les entreprises de l'Illinois Ineos Bio , basée à Lisle, et Coskata , basé à Warrenville. Les deux utilisent des bactéries pour fabriquer du carburant ou des produits chimiques à partir d'une combinaison de monoxyde de carbone et d'hydrogène. LanzaTech cible les aciéries car elles produisent des gaz de combustion qui contiennent généralement du monoxyde de carbone mais pas d'hydrogène. Il a démontré la production d'éthanol dans une aciérie; l'usine pilote de l'usine peut produire 15 000 gallons de carburant par an.
Cet été, LanzaTech a annoncé avoir signé une lettre d'intention avec Baosteel, un grand sidérurgiste chinois. Les sociétés ont l'intention de construire l'année prochaine une usine de démonstration capable de produire environ 100 000 gallons de carburant, puis d'ajouter à cette usine pour créer une usine commerciale à grande échelle pouvant générer plus de 50 millions de gallons par an. LanzaTech a également conclu un accord avec Henan Coal and Chemical Industries Corporation en Chine pour produire du carburant et des produits chimiques dans une usine qui fonctionnera au charbon gazéifié.
Depuis sa création en 2005, LanzaTech a levé 30 millions de dollars en capital-risque et 10 millions de dollars auprès du gouvernement néo-zélandais. Holmgren dit que le prix de fabrication de l'éthanol de son entreprise est assez compétitif : en fait, nous sommes sur le point de pouvoir produire de l'éthanol sans subventions. Elle dit que même si le marché des produits chimiques est plus petit que le marché des carburants, il peut être plus rentable, car les produits chimiques tels que le MEK se vendent plus de deux fois le prix de l'éthanol.
Aden dit que l'entreprise sera confrontée à plusieurs défis lors de la mise à l'échelle de la technologie. Parmi eux : s'assurer que les gaz peuvent être dissous pour la consommation des insectes dans les grands réacteurs, pas seulement les petits utilisés dans les usines pilotes.