Des déchets à l'énergie

Une révolution silencieuse est en marche à l'échelle mondiale en ce qui concerne la perception et la gestion des déchets. Ceux-ci ne sont plus simplement des objets que l'on jette, mais sont de plus en plus considérés comme une ressource permettant de produire de l'énergie et d'assurer un avenir plus durable. 
Qu'il s'agisse de l'incinération des déchets ménagers, de la transformation de la biomasse en combustibles solides ou de la conversion des plastiques et autres résidus en combustibles liquides, ces différentes technologies de valorisation énergétique des déchets offrent des alternatives intéressantes aux combustibles fossiles et favorisent l'économie circulaire.

Dans notre article de blog en deux parties, nous présentons certaines des approches les plus avancées et donnons un exemple concret de la manière dont l'analyse élémentaire soutient la recherche sur les combustibles de nouvelle génération et la transition énergétique.

L'incinération est depuis longtemps l'une des méthodes les plus abouties pour récupérer de l'énergie à partir de matières indésirables. Les gaz d'échappement sont acheminés vers des systèmes modernes qui captent la chaleur, filtrent les polluants et transforment la vapeur en électricité ou l'injectent dans les réseaux de chauffage urbain.

L'un des principaux avantages de l'incinération réside dans sa capacité à traiter une grande variété de déchets, mais les exploitants doivent rester vigilants face aux impuretés potentiellement nocives présentes dans le combustible. Des tests et des optimisations réguliers sont indispensables non seulement pour garantir le meilleur rendement de combustion et le meilleur pouvoir calorifique possibles, mais aussi pour respecter des réglementations environnementales strictes. L'analyse du carbone, de l'hydrogène, de l'azote, du soufre et de l'oxygène (CHNSO) dans les combustibles issus des déchets, les combustibles issus de la biomasse et les combustibles fossiles fournit une base pour le calcul du pouvoir calorifique, tandis que le chlore et les autres halogènes requièrent une attention particulière, car ils provoquent de la corrosion dans le four. Ces mesures fournissent également des informations sur le rapport de mélange optimal entre les combustibles issus de déchets, la biomasse supplémentaire et les combustibles fossiles, et aident les exploitants à optimiser le comportement à la combustion et à réduire le risque de dommages dus à la corrosion.

Même si l'objectif reste une véritable économie circulaire, dans laquelle les matériaux sont réutilisés et recyclés chaque fois que cela est possible, l'incinération est préférable à la mise en décharge, où les matières organiques se décomposent et libèrent du méthane. De plus, l'utilisation de matières premières plus durables, telles que la biomasse, est plus respectueuse de l'environnement. En fin de compte, le succès des incinérateurs modernes repose sur leur capacité à réduire au minimum la pollution tout en transformant un flux croissant de déchets, qui ne se prêtent pas à d'autres technologies de recyclage, en une source d'énergie précieuse.

La transformation de copeaux de bois, de résidus agricoles ou même de pâte à papier en combustibles solides constitue une autre voie vers une énergie propre. Contrairement aux combustibles fossiles solides tels que le charbon, la biomasse présente un avantage climatique considérable, car elle repose sur du carbone biogénique, c'est-à-dire du carbone qui fait déjà partie du cycle du carbone à court terme. La combustion de la biomasse libère certes du CO₂, mais ce carbone a été préalablement absorbé par les plantes à partir de l'atmosphère par le biais de la photosynthèse. Aucun « nouveau » carbone n'est ainsi introduit dans le cycle du carbone, ce qui rend la biomasse pratiquement neutre en carbone lorsqu'elle est cultivée de manière durable. À l'inverse, la combustion du charbon libère du carbone ancien du cycle géologique du carbone à long terme, enfermé sous terre depuis des millions d'années, ce qui ajoute du CO₂ à l'atmosphère et intensifie le changement climatique.

La détermination des teneurs en C, H, N et S fait partie de l'analyse et de la caractérisation standard des biocarburants issus de matières premières issues de la biomasse. En raison de la diversité des matières premières, les concentrations en éléments des carburants alternatifs peuvent varier, ce qui se traduit par des différences dans la qualité du produit final. Les teneurs en S et en N doivent être strictement contrôlées en raison de leur impact environnemental lors de la combustion. De plus, le S et le N peuvent entraîner de la corrosion dans le four lorsque des combustibles solides alternatifs sont utilisés.

La production d'énergie à partir des déchets n'est plus une nouveauté, mais fait désormais partie intégrante de nombreux programmes industriels.

Le succès dépend toutefois autant de la technologie et de la conception des installations que de données précises et cohérentes sur les matériaux utilisés.

Dans la deuxième partie de l'article, nous nous intéresserons à une autre technologie : Le carburant aviation durable, qui consiste à transformer des matières premières renouvelables et des huiles alimentaires usagées en carburants liquides durables.