Alors que le secteur aérien accélère sa transition énergétique, un duel à distance est lancé entre Total et World Energy. Mi-novembre, les deux compagnies développent chacune leur propre carburant durable pour avions. Et ce carburant nouvelle génération qui doit aider l’aviation civile à améliorer son bilan carbone.
Emissions de CO2, “flight shaming”, réglementations toujours plus contraignantes : la transition énergétique de l’aviation civile se fait à marche forcée. Le nerf de la guerre ? Trouver un carburant durable pour avions afin d’alléger au maximum l’empreinte carbone de la filière. Dans cet optique, les initiatives ne manquent pas. Et les principales compagnies énergétiques ont bien compris l’intérêt de trouver une alternative aux carburants 100% fossiles pour l’aviation civile.
A quelques jours d’intervalle seulement, deux annonces n’ont pas manqué de susciter l’intérêt. Mi-novembre, le groupe Total et l’entreprise américaine World Energy ont tous deux annoncé la production de leur propre carburant durable pour avions.
Total choisit Honeywell
Le groupe Total a annoncé la signature d’un accord avec Honeywell pour utiliser leur procédé UOP Ecofining. Cette technologie permet de produire du kérosène et du diesel renouvelables. Comme Ben Owens, le vice-président d’Honeywell, l’a précisé : “Le procédé Ecofining d’UOP aidera Total à convertir sa raffinerie de Grandpuits en une plateforme zéro pétrole brut visant à soutenir la stratégie gouvernementale de développement de substituts aux combustibles fossiles et à atteindre la neutralité carbone”. Le biokérosène produit sera destiné à l’aviation française. Il intégrera un mélange avec 50% de kérosène dérivé du pétrole pour fournir l’industrie aéronautique.
Ainsi Total souhaite faire de Grandpuits sa plus importante bioraffinerie sur le territoire français. De plus, le groupe ambitionne de traiter 400 000 tonnes par an, réparties entre le biokérosène, le biodiesel et le naphta (destiné à la production industrielle de bioplastique). C’est bien plus que la capacité de production de la biorafinnerie de La Mède (100 000 tonnes traitées par an).
World Energy et son carburant avion 100% durable
Si Total s’engage dans la production d’un carburant avion durable à 50%, d’autres visent déjà la prochaine étape. L’entreprise américaine World Energy s’est associée avec Rolls Royce pour tester un carburant 100% durable. Ce mélange est formulé à base d’huiles végétales usagées et de graisses animales. L’hydrogénation de ces matières premières permet d’obtenir la base du biocarburant. Il va être testé par Rolls Royce d’ici la fin d’année 2020.
Et le carburant durable pour avions de World Energy séduit déjà plusieurs entreprises. Shell Aviation le fournit à plusieurs clients. Et aux Pays-Bas, le groupe SkyNRG s’est associé avec la compagnie aérienne KLM. Ensemble, ils souhaitent construire une usine de production aux Pays-Bas. Leur but : produire 100 000 de carburant durable par an dès 2022. KLM s’est même déjà engagée à acheter au moins 75 000 tonnes chaque année.
Innovations technologiques et nouvelles contraintes
A l’heure actuelle, les avions de ligne peuvent au maximum utiliser 50% de carburant durable. Un carburant fossile standard complète le mélange. A terme, la technologie actuellement développée par les différents motoristes du marché devrait permettre d’atteindre 100% de carburant durable. C’est déjà sur ce projet que travaille Rolls Royce.
En parallèle aux évolutions technologiques du secteur, les contraintes réglementaires vont aller grandissantes. En France par exemple, le gouvernement s’est engagé à remplacer 2% de son kérosène fossile par du carburant durable. L’échéance est pour 2025. Dès 2030, la part devra être de 5%, pour atteindre 50% à l’horizon 2050. Mais pour les producteurs de carburant, c’est maintenant que l’avenir de ce marché émergent se prépare.
Rédigé par : La Rédaction
COMMENTAIRES
il y a des approches à terme plus intéressantes avec des dates d’arrivées plus rapides que d’autres :
Exemples :
L’ammoniac
C’est notamment une des options du Royaume-Uni : Combiner la technologie des échangeurs de chaleur de Reaction Engines avec la technologie de craquage de l’ammoniac développée par le Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC) et utilisant notamment des catalyseurs innovants.
En craquant partiellement l’ammoniac vert en hydrogène, le mélange ammoniac-carburant qui en résulte imite le carburant des avions à réaction, ce qui permet d’adapter les moteurs et les avions existants pour utiliser des carburants à zéro émission.
En conséquence une transition rapide pour l’aviation est possible à faible coût.
Un moteur à réaction alimenté à l’ammoniac peut être adapté à partir des moteurs actuellement disponibles et l’ammoniac comme carburant (en dehors de sa toxicité mais qui est depuis longtemps bien maîtrisée) ne nécessite pas de repenser complètement la conception des avions civils.
Reaction Engines développe des solutions technologiques pour l’exploration spatiale, notamment son projet SABRE (Synergetic Air Breathing Rocket Engine). Son projet d’aviation alimenté à l’ammoniac adapte les échangeurs de chaleur avancés développés pour SABRE, récemment testés au sol à Mach-5, pour une utilisation dans les avions commerciaux.
De nombreux projets concernant le combustible ammoniacal sont axés sur le secteur maritime et la production d’électricité. En complément des nouveaux types de voile pour le secteur maritime c’est une bonne option
La densité de l’ammoniac liquide permet d’utiliser des configurations d’avion conventionnelles et il est possible d’adapter un moteur existant, ce qui donne un avion à réaction sans carbone qui pourrait commencer à servir le marché du transport à courte distance bien avant l’objectif de 2050 actuellement le plus souvent fixé par l’industrie (2035 pour les moyens voire longs courriers hydrogène)
Si ce projet représente une première pour prouver la viabilité de l’ammoniac comme carburant pour l’aviation commerciale, ce n’est pas le premier projet d’avion à l’ammoniac. La molécule a fait ses preuves en tant que carburant pour le vol et l’établissement de records de vitesse et d’altitude dans l’avion X-15 de la NASA.
Alors que le X-15 utilisait un mélange bicarburant d’ammoniac et d’oxygène liquide, Reaction Engines propose d’utiliser un seul réservoir de carburant et de craquer une partie de l’ammoniac en hydrogène (émettant de l’azote atmosphérique), créant ainsi un mélange bicarburant d’ammoniac et d’hydrogène.
Cette stratégie de craquage partiel a été un thème récurrent pour les ingénieurs en combustion d’ammoniac au fil des ans. Par exemple l’université du Minnesota utilise le craquage embarqué pour produire un rapport 70/30 d’ammoniac et d’hydrogène, afin de remplacer le diesel.
L’industrie de l’énergie électrique exploite le fait que la flamme lente et froide de l’ammoniac et la flamme rapide et chaude de l’hydrogène peuvent être combinées dans une turbine à gaz dont les propriétés de combustion sont très similaires à celles du méthane.
Cette annonce fait suite au rapport sur le projet “Ammonia to Green Hydrogen” publié plus tôt cette année. Il s’agit d’une analyse technico-économique financée par le BEIS de la technologie de craquage de l’ammoniac de la STFC, réalisée en partenariat avec Ecuity Consulting, Engie et Siem
https://www.ammoniaenergy.org/articles/zero-emission-aircraft-ammonia-for-aviation/
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il y a des approches à terme plus intéressantes avec des dates d’arrivées plus ou moins rapides que d’autres :
Exemples :
L’ammoniac
C’est notamment une des options du Royaume-Uni : Combiner la technologie des échangeurs de chaleur de Reaction Engines avec la technologie de craquage de l’ammoniac développée par le Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC) et utilisant notamment des catalyseurs innovants.
En craquant partiellement l’ammoniac vert en hydrogène, le mélange ammoniac-carburant qui en résulte imite le carburant des avions à réaction, ce qui permet d’adapter les moteurs et les avions existants pour utiliser des carburants à zéro émission.
En conséquence une transition rapide pour l’aviation est possible à faible coût.
Un moteur à réaction alimenté à l’ammoniac peut être adapté à partir des moteurs actuellement disponibles et l’ammoniac comme carburant (en dehors de sa toxicité mais qui est depuis longtemps bien maîtrisée) ne nécessite pas de repenser complètement la conception des avions civils.
Reaction Engines développe des solutions technologiques pour l’exploration spatiale, notamment son projet SABRE (Synergetic Air Breathing Rocket Engine). Son projet d’aviation alimenté à l’ammoniac adapte les échangeurs de chaleur avancés développés pour SABRE, récemment testés au sol à Mach-5, pour une utilisation dans les avions commerciaux.
De nombreux projets concernant le combustible ammoniacal sont axés sur le secteur maritime et la production d’électricité. En complément des nouveaux types de voile pour le secteur maritime c’est une bonne option
La densité de l’ammoniac liquide permet d’utiliser des configurations d’avion conventionnelles et il est possible d’adapter un moteur existant, ce qui donne un avion à réaction sans carbone qui pourrait commencer à servir le marché du transport à courte distance bien avant l’objectif de 2050 actuellement le plus souvent fixé par l’industrie (2035 pour les moyens voire longs courriers hydrogène)
Si ce projet représente une première pour prouver la viabilité de l’ammoniac comme carburant pour l’aviation commerciale, ce n’est pas le premier projet d’avion à l’ammoniac. La molécule a fait ses preuves en tant que carburant pour le vol et l’établissement de records de vitesse et d’altitude dans l’avion X-15 de la NASA.
Alors que le X-15 utilisait un mélange bicarburant d’ammoniac et d’oxygène liquide, Reaction Engines propose d’utiliser un seul réservoir de carburant et de craquer une partie de l’ammoniac en hydrogène (émettant de l’azote atmosphérique), créant ainsi un mélange bicarburant d’ammoniac et d’hydrogène.
Cette stratégie de craquage partiel a été un thème récurrent pour les ingénieurs en combustion d’ammoniac au fil des ans. Par exemple l’université du Minnesota utilise le craquage embarqué pour produire un rapport 70/30 d’ammoniac et d’hydrogène, afin de remplacer le diesel.
L’industrie de l’énergie électrique exploite le fait que la flamme lente et froide de l’ammoniac et la flamme rapide et chaude de l’hydrogène peuvent être combinées dans une turbine à gaz dont les propriétés de combustion sont très similaires à celles du méthane.
Cette annonce fait suite au rapport sur le projet “Ammonia to Green Hydrogen” publié plus tôt cette année. Il s’agit d’une analyse technico-économique financée par le BEIS de la technologie de craquage de l’ammoniac de la STFC, réalisée en partenariat avec Ecuity Consulting, Engie et Siem
https://www.ammoniaenergy.org/articles/zero-emission-aircraft-ammonia-for-aviation/
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(Suite)
Outre l’hydrogène et les avions à fuselage intégré (Blended Wing Body ou BWB) qui permettent au moins 20% d’économie d’énergie et comme les développent entre autres Air-France-KLM
Le propulseur à plasma micro-ondes
Comparable à ceux utilisés dans le domaine spatial mais utilisant l’air qui est ionisé pour créer un plasma à basse température, qui est soufflé dans un tube par un compresseur d’air. Une partie du tube est frappée par une puissante micro-onde, qui secoue violemment les ions du plasma, les faisant s’écraser contre d’autres atomes non ionisés et augmentant considérablement la température et la pression du plasma. Cette température et cette pression génèrent une poussée importante qui peut être supérieure à celle des réacteurs actuels mais nécessite de régler quelques aspects comme l’apport d’énergie et la sortie en température à quelques 1000°C
https://www.futura-sciences.com/tech/actualites/avion-electrique-avion-turboreacteur-100-electrique-80920/
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Texte plus complet en anglais et étude scientifique sur le propulseur à plasma :
https://newatlas.com/aircraft/microwave-air-plasma-thruster/
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