Production de kérosène à partir de la lumière solaire
Dans le cadre du projet de recherche SOLAR-JET financé par l'UE, il a été possible de produire du kérosène "solaire" synthétisé. L'ensemble du processus de production de carburant renouvelable à partir de lumière solaire, d'eau et de dioxyde de carbone (CO2) a été passé avec succès pour la première fois. En outre, ce processus de production a le potentiel de permettre la production durable d'autres types de carburants tels que le diesel, l'essence ou l'hydrogène pur.
Plusieurs installations scientifiques de renom allant de la recherche académique à la recherche industrielle (ETH Zurich, Bauhaus Luftfahrt, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, ARTTIC et Shell Global Solutions) ont étudié une voie de production thermochimique utilisant l'énergie solaire concentrée. Sa nouvelle technologie de réacteur solaire permet d'obtenir des hydrocarbures liquides comme carburants durables pour la mobilité et les transports.
"Les défis croissants en matière de protection de l'environnement et de sécurité d'approvisionnement amènent le secteur de l'aviation à explorer des alternatives au carburant traditionnel. En tant que solution dite 'drop-in', celle-ci doit pouvoir être utilisée dans les infrastructures existantes", explique le Dr Andreas Sizmann, coordinateur du projet au Bauhaus Luftfahrt. "Avec la première démonstration pratique de la faisabilité de la production de kérosène 'solaire', le projet SOLAR-JET fait un grand pas en direction d'une alternative de carburant vraiment durable avec des ressources presque illimitées".
Le projet SOLAR-JET a développé un processus innovant dans lequel la lumière solaire concentrée permet de produire du CO2et de l'eau pour former ce que l'on appelle un gaz de synthèse. Cela est obtenu au moyen d'une réaction d'oxydoréduction d'oxydes métalliques à haute température. Le gaz de synthèse, un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone, est ensuite transformé en kérosène à l'aide du procédé Fischer-Tropsch, déjà bien établi sur le marché.
"La technologie du réacteur solaire permet d'améliorer le transfert de chaleur par rayonnement et d'accélérer le déroulement de la réaction. Ces deux éléments sont essentiels pour l'efficacité de la conversion de l'énergie solaire en carburant", explique le professeur Aldo Steinfeld, titulaire de la chaire des énergies renouvelables et directeur du groupe de recherche sur le réacteur solaire à l'ETH Zurich.
Alors que la réaction d'oxydoréduction alimentée par l'énergie solaire n'en est qu'à ses débuts, la transformation du gaz de synthèse en carburant est déjà appliquée à l'échelle mondiale par des entreprises comme Shell. La combinaison de ces deux processus permettra à long terme un approvisionnement s?r et durable en carburant renouvelable pour l'aviation et d'autres modes de transport. Le kérosène produit par le procédé Fischer-Tropsch est en outre déjà certifié pour une utilisation dans l'aviation.
"L'utilisation de la lumière solaire concentrée représente une nouvelle voie de production potentiellement très intéressante pour les carburants à base d'hydrocarbures liquides", ajoute le professeur Hans Geerlings de Shell. "Bien que certaines étapes du processus aient déjà été réalisées à différentes échelles, aucune tentative n'avait été faite auparavant pour intégrer tous les composants dans un système continu. Nous nous réjouissons donc de poursuivre, avec les partenaires du projet, la recherche et le développement de cette technologie émergente dans la prochaine phase du projet."
Le projet SOLAR-JET (Solar chemical reactor demonstration and Optimization for Long-term Availability of Renewable JET fuel) a été lancé en juin 2011 et est financé par l'Union européenne dans le cadre de son 7e programme-cadres de recherche européens pour une durée de quatre ans. La première étape a permis de démontrer la faisabilité technique de la production de carburant pour avion à partir de la lumière solaire. Dans la prochaine phase du projet, l'objectif des partenaires sera d'optimiser davantage le réacteur solaire et d'étudier les potentiels techniques et économiques d'une mise en ?uvre à l'échelle industrielle. Les résultats de recherche du projet SOLAR-JET contribueront de manière significative à assurer à l'Europe une position de leader dans la recherche, l'innovation et la production de carburant durable à partir d'énergie solaire concentrée.