Le processus pourrait transformer durablement les déchets de biomasse en carburants et produits chimiques

Au cours des 200 dernières années, la société a connu des transitions énergétiques majeures liées à l’introduction de nouvelles sources d’énergie, telles que le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Pour faire face au changement climatique, le monde doit vivre une autre transition énergétique où les carburants et les produits chimiques proviennent de matières premières durables.

La seule matière première pratique et durable est la biomasse, c’est-à-dire tout ce qui est biodégradable. Bien qu’il existe actuellement des carburants et des produits chimiques fabriqués à partir de la biomasse, comme le maïs, le sucre et l’huile végétale, ces matières premières ne sont pas suffisamment abondantes pour être évolutives. Des innovations de procédé sont nécessaires pour accéder à des matières premières de biomasse plus abondantes afin de parvenir à des solutions réalisables à long terme.

Mark Holtzapple, professeur au département de génie chimique Artie McFerrin de la Texas A&M University, a passé plus de trois décennies à créer une méthode pour convertir la biomasse en carburants et produits chimiques essentiels, tels que le carburéacteur et l’acide acétique.

“Plutôt que d’éliminer les déchets de biomasse dans une décharge, nous pouvons utiliser cette ressource renouvelable comme matière première”, a déclaré Holtzapple. “Cela peut avoir un impact significatif sur la société en fournissant un moyen précieux d’utiliser les déchets, ce qui aide l’environnement, lutte contre le réchauffement climatique, améliore la santé humaine et atténue le besoin de combustibles fossiles.”

Holtzapple fait référence à sa méthode comme le processus MixAlco. Dans son processus, la biomasse – vieux papiers, déchets solides municipaux, boues d’épuration, fumier animal, restes de nourriture ou cultures énergétiques cultivées à cet effet – est ajoutée à un réservoir en plastique ou en béton. La biomasse est inoculée avec du sol, qui contient naturellement des micro-organismes qui décomposent la biomasse en acides organiques allant de l’acide acétique à deux carbones (communément appelé vinaigre) à l’acide octanoïque à huit carbones (communément appelé acide caprylique).

Selon Holtzapple, la clé du processus MixAlco est d’ajouter un inhibiteur dans le réservoir pour empêcher la production de méthane, qui se produirait normalement dans les digesteurs de biomasse conventionnels. Au fur et à mesure que la biomasse se trouve dans le réservoir, des acides organiques s’accumulent et peuvent être récupérés.

Étant donné que la chimie de la conversion des acides organiques en carburants et produits chimiques a été largement étudiée au cours des dernières décennies, il existe des méthodes de conversion chimique. En utilisant ces procédés bien connus, les acides récupérés du procédé MixAlco peuvent être facilement convertis en essence, en carburéacteur ou en produits chimiques industriels.

Au total, cette conversion prend environ un mois, mais comme les réservoirs sont peu coûteux, le processus est économique.

“Ce processus peut transformer la biomasse en presque n’importe quel carburant ou produit chimique actuellement fabriqué à partir de pétrole et de gaz naturel”, a déclaré Holtzapple. “Ces découvertes nous permettent de convertir les déchets de biomasse en produits utiles qui profitent à l’environnement et à la société.”

En plus d’offrir une alternative énergétique, ce procédé naturel présente d’autres avantages. Si les déchets alimentaires sont convertis en produits chimiques, les produits chimiques résultants sont sans danger pour la consommation humaine. De plus, les produits sont neutres en carbone, ce qui signifie qu’ils ne libèrent pas de carbone net dans l’atmosphère.

Récemment, la société d’ingrédients biosourcés BioVeritas a commencé à commercialiser le procédé de Holtzapple. D’ici 2025, le procédé sera opérationnel, avec l’objectif de produire 20 000 tonnes de produit par an.

“Le Texas a beaucoup de terres et il peut produire des quantités importantes de biomasse”, a déclaré Holtzapple. “Pour être plus durable, le Texas doit faire la transition de notre économie en transformant la biomasse en carburants et en produits chimiques.”