Une nouvelle méthode pourrait convertir à bas prix le gaz naturel en produits chimiques

Les membranes céramiques hautes performances de la société de R&D Ceramatec pourraient conduire à un moyen moins coûteux de convertir le gaz naturel en benzène, un liquide qui peut être utilisé pour fabriquer une grande variété de produits chimiques et servir de composant à l'essence.

Si l'approche fonctionne, elle ouvrirait de nouveaux marchés importants pour le gaz naturel. Cela pourrait également réduire la pratique du torchage du gaz naturel, qui gaspille environ 140 milliards de mètres cubes de gaz chaque année dans le monde, soit l'équivalent d'environ 20 % de la demande annuelle aux États-Unis. Les puits de pétrole dans les régions éloignées utilisent souvent le torchage, car le transport du gaz naturel jusqu'au marché serait trop coûteux. La technologie pourrait fonctionner efficacement à des échelles relativement petites et être déployée dans des puits pour produire des liquides moins chers à transporter que le gaz.

La technologie existante de conversion de gaz en liquides peut nécessiter d'énormes usines de 15 à 20 milliards de dollars (voir Transformer les torchères de gaz en carburant ). De telles usines nécessitent un équipement coûteux utilisé pour produire de l'oxygène pur, qui réagit avec le méthane, le principal composant du gaz naturel.

La membrane Ceramatec pourrait permettre un procédé alternatif poursuivi par Enrique Iglesia , professeur de génie chimique à l'Université de Californie à Berkeley. L'approche d'Iglesia consiste à chauffer le méthane à environ 800 °C en présence de catalyseurs pour fabriquer des hydrocarbures liquides. Son processus n'utilise pas d'oxygène et pourrait également être beaucoup plus sélectif, produisant davantage d'un produit souhaité, ce qui peut également améliorer la rentabilité.

Iglesia a déjà développé des catalyseurs pour convertir le méthane en hydrocarbures liquides sans oxygène, mais de tels procédés se sont avérés peu pratiques car les réactions chimiques impliquées produisent de l'hydrogène, qui s'accumule dans le réacteur et inhibe les réactions chimiques. Il a essayé d'éliminer l'hydrogène avec des membranes qui acheminaient l'hydrogène hors du réacteur tout en gardant le méthane à l'intérieur, mais ils n'ont pas pu éliminer l'hydrogène assez rapidement.

Le travail actuel, une collaboration avec Ceramatec, est soutenu par une subvention de 1,3 million de dollars de la U.S. Advanced Research Projects Agency for Energy. Lors d'un atelier ARPA-E il y a un peu plus d'un an, des membres du groupe de recherche d'Iglesia ont rencontré des représentants de Ceramatec, qui avait développé une membrane en céramique permettant à l'hydrogène de s'écouler plus rapidement que les autres membranes. Cette réunion a constitué la base du projet actuel, qui associera des catalyseurs à base de zéolite de Berkeley avec des membranes Ceramatec.

La technologie est l'une des nombreuses financées par l'ARPA-E qui visent à capitaliser sur les approvisionnements abondants en gaz naturel aux États-Unis. En novembre, l'ARPA-E a annoncé le financement du Gas Technology Institute, qui est développement un processus qui convertit le méthane en méthanol. Il a également financé Pratt & Whitney pour développer une approche qui utiliserait le gaz naturel pour produire de l'essence à faible coût qui serait compétitive avec des prix du pétrole de 50 $ le baril ou plus.

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