Gazéification - Définition

Voir également

• Biocarburant
• Lit fluidifié
• syncrude
• Usine de gazéification de l'Ile de Wight
• Traitement des déchets par torche à plasma
• gaz naturel renouvelable
• essence synthétique
• gazogène

Applications

Énergies renouvelables

On peut mettre en œuvre la gazéification à partir de n'importe quelle matière organique, y compris la biomasse et les déchets plastiques. L'essence synthétique brûle en ne dégageant que de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone : pour cette raison, on parle de « carburant propre ». Réciproquement, l'essence synthétique peut être transformée de façon efficace en méthane grâce à la réaction de Sabatier, ou en ersatz de gazole pour les moteurs diesel, via le procédé Fischer-Tropsch. Les composants non-organiques présents dans la matière première à transformer, tels que les métalloïdes et les minéraux, sont piégés sous forme de cendres volantes dans une matrice inerte, et pourraient ainsi être ré-utilisés comme engrais.

Quel que soit le carburant produit par gazéification, ni le procédé lui-même, ni les traitements qui peuvent suivre, n'émettent de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone. Bien sûr, la combustion d'essence synthétique ou de combustibles émet, elle, du dioxyde de carbone : toutefois, la gazéification de biomasse pourrait jouer un rôle important dans une économie de l'énergie renouvelable, car la production de biomasse, elle, élimine le CO₂ de l'atmosphère. S'il est vrai que d'autres carburants comme le biogaz et le biodiesel présentent eux aussi un bilan carbone neutre, la gazéification repose, elle, sur une plus grande variété de matières premières ; elle peut être utilisée pour produire une plus grande variété de carburants, et constitue une méthode extrêmement efficace d'extraction d'énergie à partir de biomasse.

La gazéification de la biomasse est donc l'une des sources d'énergie les plus convaincantes, techniquement et économiquement, pour une économie à bilan carbone neutre.

Il n'existe à l'heure actuelle que très peu d'usines de gazéification de biomasse de taille industrielle. Le Renewable Energy Network en Autriche s'est associé avec succès à plusieurs projets expérimentaux de gazéification de biomasse, y compris en utilisant une usine de gazéification à double lit fluidifié qui alimente depuis 2003 la ville de Güssing à raison de 2 MW en électricité et de 4 MW en chaleur, produites à partir de copeaux de bois.

Traitement des déchets

La gazéification par traitement thermique des déchets se pose aujourd'hui en concurrent de l'incinération, et plusieurs procédés sont en cours de développement. La gazéification des déchets, en effet, comporte plusieurs avantages par rapport à l'incinération :

• L'élimination des produits de combustion est effectuée directement sur le syngaz, alors que l'incinération produit un volume de fumée beaucoup plus important.
• L'énergie électrique peut être fournie par des moteurs et des turbines à gaz, qui sont beaucoup moins onéreux et plus efficaces que le cycle de la vapeur utilisé dans les incinérateurs. Étant donné la nature des gaz produits, on pourrait même éventuellement utiliser une pile à combustible, mais ce type de générateur a des exigences plutôt sévères en ce qui concerne la pureté des combustibles.
• La conversion chimique du syngaz permet de produire d'autres carburants de synthèse, et pas seulement de l'électricité. Certains procédés de gazéification soumettent les cendres chargées en métaux lourds à une très haute température de sorte qu'elles sont vitrifiées et deviennent ainsi chimiquement stables.

En vérité, la principale difficulté à laquelle sont confrontés les procédés de gazéification de déchets est de parvenir à un bilan énergétique acceptable (c'est-à-dire positif) en termes de production électrique. Le bon rendement de la conversion de gaz de synthèse en énergie électrique est en effet contrebalancé par une forte consommation d'énergie dans le prétraitement des déchets, par la nécessité de produire ou d'injecter de grandes quantités d'oxygène pur (qui est souvent utilisé comme agent de gazéification), et par le coût d'élimination des gaz. Un autre problème se fait sentir dès que l'on met en œuvre le procédé en vraie grandeur : celui des délais de maintenance d'un site, car il faut impérativement nettoyer les réacteurs au bout de quelques mois d'activité, et donc interrompre la production, à moins de disposer d'usines prenant le relais.

On connaît aujourd'hui plusieurs procédés de gazéification de déchets, mais bien peu ont vraiment été développés et testés, et parmi le petit nombre qui ont été mis en œuvre dans de véritables usines de traitement de déchets, ils ont toujours été associés à l'emploi de combustibles fossiles.

Au Japon, à Chiba, une usine retraite des déchets depuis 2000 (en utilisant un processus dit « Thermoselect »), mais elle n'a pas, à ce jour, fait état d'une production d'énergie positive.