Liquéfaction du charbon (CTL)

La liquéfaction du charbon « Coal to Liquid ou CTL » est une technologie ancienne, initialement développée pendant la première moitié du XX^e siècle, qui produit des carburants de type diesel ou essence et/ou des bases pour la chimie à partir du charbon. Dans l'ère du pétrole roi, seuls des contextes géopolitiques très particuliers ont pu justifier l'industrialisation de cette filière (voir encadré historique) : le prix de revient des carburants de synthèse était beaucoup plus élevé que celui des carburants pétroliers en raison des forts niveaux d'investissements requis et du prix – alors faible – du pétrole brut. Aujourd'hui, la prise de conscience de la relative raréfaction du pétrole et du gaz naturel, ainsi que les cours historiques qu'ils ont atteints pendant l'année 2008 provoque un regain d'intérêt pour la liquéfaction du charbon sur fond de sécurité d'approvisionnement et de diversification énergétique. Le charbon constitue un candidat incontournable au remplacement du pétrole sous réserve de la mise en œuvre de technologies de captage de stockage du CO₂ émis en grande quantité par la filière.

Chimiquement, tout l'enjeu de la liquéfaction consiste à tripler la teneur en hydrogène du charbon (rapport atomique H/C inférieur à 1) jusqu'à des valeurs compatibles avec les spécifications des carburants pétroliers (rapport H/C de l'ordre de 2).

Deux familles de procédés catalytiques ont été développées pour pallier à l'insuffisance des technologies antérieures basées sur des procédés purement thermiques (cokéfaction ou pyrolyse) en termes de quantité et de qualité du liquéfiat.

– Dans la voie directe, le charbon, préalablement broyé et dissout dans un solvant organique, est envoyé dans un réacteur d'hydroconversion qui le convertit directement en liquide. Ce liquide, riche en aromatiques, est envoyé dans une unité d'hydrogénation profonde et/ou d'hydrocraquage pour en faire des carburants aux spécifications requises.

– Dans la voie indirecte, le charbon broyé est tout d'abord converti en un mélange H₂ + CO appelé gaz de synthèse (procédé de gazéification), puis en un mélange d'hydrocarbures paraffiniques, via le procédé Fischer-Tropsch, qui subit une étape finale d'hydroisomérisation et/ou d'hydrocraquage.