Libérer le potentiel du Power-to-X : L'avenir des solutions énergétiques durables
Le Power-to-X est le processus qui consiste à transformer l'énergie en autre chose (x). Par exemple, l'énergie peut être transformée en hydrogène par électrolyse, qui peut ensuite être utilisé seul ou en conjonction avec d'autres composants pour créer des carburants ou des produits chimiques. La transition écologique ne peut pas être achevée sans le Power-to-X. Dans de nombreuses situations, comme l'utilisation de véhicules électriques ou de pompes à chaleur pour chauffer nos maisons, les combustibles fossiles peuvent être immédiatement remplacés par de l'électricité. Cependant, tout ne peut pas être alimenté par l'électricité ou des batteries. Comme l'énergie peut être utilisée comme base pour le processus de fabrication de carburants verts, le Power-to-X est essentiel pour une utilisation, par exemple, dans le transport lourd, les avions, les navires et les camions. Les procédures très énergivores utilisées dans une partie de notre production industrielle entrent dans la même catégorie. Power-to-X peut également garantir que nous disposons des produits chimiques dont nous avons besoin pour fabriquer les plastiques, les médicaments et de nombreux autres articles que nous utilisons quotidiennement et qui sont actuellement produits à partir de combustibles fossiles.
Comment fonctionne le Power-to-X
Le Power-to-X utilise des sources d'énergie durables comme l'énergie solaire et éolienne pour produire son électricité. Dans la première étape du Power-to-X, l'eau (H2O) est électrolysée et divisée en hydrogène (H2) et oxygène (O2) en utilisant l'énergie (O). En plus d'être utilisé comme carburant directement, l'hydrogène peut également être utilisé dans un processus de synthèse avec l'ajout d'azote (N) ou de carbone (C) provenant du CO2. De nouveaux carburants et produits chimiques sont produits, notamment l'ammoniac, le méthanol et le méthane. Parce que l'électricité est utilisée pour les fabriquer, on les appelle souvent e-carburants ou électro-carburants. Ils peuvent être utilisés comme carburant pour les véhicules comme les camions, les navires et les avions. Pour permettre le Power-to-X, des recherches sont en cours sur la manière de fusionner les deux processus.
Exemples de Power-to-X
Processus de synthèse avec le carbone
Les e-carburants, y compris l'e-diesel, l'e-méthanol, l'e-kérosène, les e-diméthylates (E-DME) et l'e-méthane, peuvent être générés en mélangeant du carbone avec de l'hydrogène. Ces carburants sont chimiquement équivalents aux carburants fossiles actuels, ce qui les rend adaptés à une utilisation immédiate dans les transports lourds. Parce qu'ils sont créés en utilisant de l'énergie renouvelable et du carbone que nous recyclons à partir d'utilisations antérieures, les carburants sont neutres en carbone.
Processus de synthèse avec l'azote
L'ammoniac vert (e-ammoniac), qui peut être utilisé comme engrais dans l'agriculture ou, à terme, comme carburant pour le transport maritime, est créé en combinant de l'azote (N) avec de l'hydrogène. Actuellement, des usines à grande échelle très énergivores fabriquent de l'ammoniac pour l'utiliser dans les engrais agricoles. La fabrication d'ammoniac représente plus de 1 % de toutes les émissions mondiales de carbone. Par conséquent, le passage à l'e-ammoniac contribuera de manière significative au développement d'une industrie agricole plus durable.
Pourquoi le Power-to-X est-il nécessaire
Les sources d'énergie renouvelables comme le soleil et le vent sont essentielles dans le passage à une civilisation sans combustibles fossiles. Dans cette situation, la capacité de stocker l'énergie est cruciale afin que nous puissions l'utiliser même lorsque le soleil ne brille pas et qu'il n'y a pas de brise. De plus, une partie de nos secteurs du transport et de la fabrication ne peuvent pas être électrifiés et ont plutôt besoin que l'électricité soit convertie sous une autre forme. Pour les véhicules comme les navires, les camions et les avions qui ne peuvent pas fonctionner à l'électricité ou avec des batteries, le Power-to-X peut garantir le carburant dont ils ont besoin. Le Power-to-X est crucial pour assurer la fabrication de nombreux articles actuellement fabriqués à partir de combustibles fossiles, notamment la peinture, les polymères et les produits pharmaceutiques.
Conclusion
Les procédures du Power-to-X peuvent être terminées depuis un certain temps. Le Power-to-X doit devenir beaucoup plus efficace sur le plan énergétique pour que les carburants produits soient viables et donc compétitifs, cependant, s'il veut vraiment aider à satisfaire les besoins énergétiques croissants du monde. Trouver le meilleur moyen de connecter les technologies Power-to-X avec le reste du système énergétique reste un défi pour les chercheurs. Pour créer la meilleure synergie possible avec le reste du système énergétique dès le départ, des solutions intelligentes en termes d'architecture du système, de données, de numérisation et d'automatisation doivent être développées.