Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La voie thermochimique indirecte est utilisée pour transformer la biomasse lignocellulosique en biocarburants liquides dits "de deuxième génération". Cette voie consiste en une étape de prétraitement de la biomasse, transformée ensuite en gaz de synthèse par oxydation partielle dans une unité de gazéification. Ce gaz, mélange de monoxyde de carbone (CO) et de dihydrogène (H2), est ensuite conditionné et purifié pour permettre la synthèse d'hydrocarbures par la réaction Fischer-Tropsch. En dernier lieu, les effluents hydrocarbonés sont hydrotraités pour en ajuster les propriétés. Les biocarburants de synthèse ainsi obtenus sont de très haute qualité. En particulier, ils sont exempts de soufre et de composés aromatiques, et peuvent être incorporés dans le pool de carburants conventionnels.
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The thermochemical pathway is used to obtain second-generation biofuels from lignocellulosic biomass. The indirect thermochemical route starts with a first stage of pretreatment of the biomass, which is then transformed into synthesis gas by partial oxidation in a gasification unit. This synthesis gas, a mixture of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2) is then conditioned and cleaned up to meet the specifications for the Fischer-Tropsch synthesis, which produces liquid hydrocarbons. The last step in this process chain is the upgrading of the hydrocarbon effluents to adjust the properties. The main end products are high quality kerosene and diesel fuel; these products do not contain sulfur or aromatics, and can readily supplement or replace fossil fuels.
Auteur(s)
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Laurent BOURNAY : Ingénieur de l'École nationale supérieure des arts et métiers (ENSAM) et de l'École nationale supérieure du pétrole et des moteurs (ENSPM) - Chef de projet B-XTL – IFP Énergies nouvelles
-
Jean-Philippe HERAUD : Ingénieur de l'École supérieure de chimie organique et minérale (ESCOM) et de l'École nationale supérieure du pétrole et des moteurs (ENSPM) - Chef de projet Fischer-Tropsch – IFP Énergies nouvelles
-
Anne-Claire PIERRON : Ingénieur de l'École nationale supérieure des industries chimiques (ENSIC) - Ingénieur de recherche en génie des procédés – IFP Énergies nouvelles
INTRODUCTION
Domaine : Transformation de la biomasse lignocellulosique en carburant de synthèse (Chaîne Biomass To Liquids ou BTL)
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Torréfaction, gazéification, réaction du gaz à l'eau (Water-Gas-Shift), désacidification des gaz, purification, synthèse Fischer-Tropsch
Domaines d'application : Production de biocarburants de deuxième génération
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité :
Centres de compétence : CEA2, IFP Énergies nouvelles
Industriels : Axens, Total, Avril, Air Liquide
Autres acteurs dans le monde : ThyssenKrupp Industrial Solutions, UPM, KIT (Karlsruhe Institute for Technology) Lurgi, Siemens, Linde (Choren), Chemrec
Contact : http://www.ifpenergiesnouvelles.fr
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KEYWORDS
thermochemistry | Biofuel | gasification | BTL | Fischer-Tropsch | syngas
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Présentation
Perspectives de développement des chaînes BTL à l'horizon 20202. Description de la technologie
Dans le contexte décrit précédemment de croissance de la demande en énergie couplée à des incitations fortes de réduction des émissions de gaz à effet de serre, des programmes de recherche sur la production de biocarburants à partir de matière renouvelable ont été initiés. Pour pallier les inconvénients de la première génération (disponibilité limitée et compétition avec la filière alimentaire), le développement de la deuxième génération de biocarburants est basé sur l'utilisation de la fraction lignocellulosique de la plante. Parmi les deux principales voies de production actuellement étudiées (figure 3), la transformation de biomasse en carburants, notamment gazole, par la voie thermochimique indirecte (communément appelée « chaîne BTL ») se caractérise principalement par la mise en œuvre d'une étape de gazéification puis d'une synthèse Fischer-Tropsch.
Si cette voie est une réalité à l'échelle industrielle à partir de charbon et de gaz naturel notamment en Afrique du Sud et au Qatar, la mise en œuvre de biomasse nécessite néanmoins un programme de développement important avant de pouvoir être réalisée à l'échelle industrielle. En effet, les composés issus de la matière végétale ont une teneur en oxygène élevée. Cet oxygène devra être éliminé pour que les produits de la transformation soient incorporables dans les bases de produits pétroliers. D'autre part, ces composés végétaux contiennent de nombreux hétéro-éléments qui devront être aussi éliminés du gaz de synthèse pour éviter l'empoisonnement du catalyseur utilisé pour la synthèse Fischer-Tropsch. La figure 4 représente un exemple d'enchaînement d'étapes de transformation constituant une chaîne BTL.
La figure 4 montre que la voie thermochimique indirecte comporte un grand nombre d'étapes unitaires de transformation. La mise en œuvre à l'échelle industrielle se fera au travers d'une chaîne de procédés présentant des degrés de complexité et de maturité très différents. En effet, tandis que certaines étapes de cette chaîne sont maîtrisées à l'échelle industrielle sur d'autres types de charge et...
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Description de la technologie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BP - Statistical review of world energy. - Full report (2015).
-
(2) - AIE - World Energy Outlook - (2015).
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(3) - LORNE (D.) et al - Les nouvelles technologies de production de biocarburants : état des lieux et enjeux des filières en développement. - IFPEN Panorama (2011).
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(4) - MOHAN (D.) et al - Pyrolysis of wood/biomass for bio-oil : a critical review. - Energy Fuels, 20(3), p. 848-889 (2006).
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(5) - BRIDGWATER (A.V.) - Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading. - Biomass and bioenergy, 38, p. 68-94 (2012).
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(6) - BRIDGWATER (A.V.), PEACOCKE (G.V.C.) - Fast pyrolysis processes for biomass. - Renewable and Sustainable Energy Reviews, 4, p. 1-73 (2000).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
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Directive FQD (Fuel Quality Directive) 2009/30/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 avril 2009 modifiant la directive 98/70/CE en ce qui concerne les spécifications relatives à l'essence, au carburant diesel et aux gazoles ainsi que l'introduction d'un mécanisme permettant de surveiller et de réduire les émissions de gaz à effet de serre, modifiant la directive 1999/32/CE du Conseil en ce qui concerne les spécifications relatives aux carburants utilisés par les bateaux de navigation intérieure et abrogeant la directive 93/12/CEE
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