Procédés de bioraffinage pour la production de carburants fongibles

Description du projet

Pour accélérer l’adoption des carburants renouvelables au Canada, l’industrie et le gouvernement doivent accélérer la commercialisation de ces carburants par le truchement d’initiatives de recherche et développement (R-D) et le développement de technologies novatrices.

Notre équipe répond à ce besoin en mettant au point des procédés en vue de produire des carburants fongibles ou des biocarburants à partir de la biomasse. Ces biocarburants sont interchangeables avec les combustibles fossiles actuels. Nos travaux portent sur les carburants d’appoint lignocellulosiques de la deuxième génération pour le transport, notamment le diesel renouvelable et le bio-kérosène, ainsi que sur le gaz naturel renouvelable (GNR). Nous travaillons en collaboration avec les chefs de file de l’industrie et du gouvernement.

Gaz naturel renouvelable

Le GNR est un mélange gazeux riche en méthane produit à partir de la biomasse, et il est indiscernable du gaz naturel fossile. À l’heure actuelle, le GNR est produit par la valorisation du biogaz issu de la digestion microbienne des déchets organiques provenant des usines de traitement d’eaux usées, des sites d’enfouissement et des digesteurs anaérobies. Bien que le GNR représente une infime fraction du gaz naturel produit présentement au Canada, on prévoit que la proportion de GNR représentera jusqu’à un dixième de la totalité de l’approvisionnement en gaz naturel d’ici 2030. Pour ce faire, il faudra accélérer la gazéification de la biomasse à l’échelle industrielle.

Notre équipe s’affaire à réduire les coûts de production et à accroître la fiabilité en obtenant un gaz de synthèse de qualité supérieure (faible teneur en gaz inerte et rapport supérieur à 3 en H₂/CO) à partir de la gazéification de la biomasse. Nos travaux sont axés sur trois volets :

1. prétraitement et normalisation de la matière première;
2. optimisation du fonctionnement du gazogène;
3. développement de technologies d’épuration du gaz de synthèse en amont, à haut rendement énergétique et à faible coût.

Nous atteignons ces objectifs dans le cadre d’un programme expérimental rigoureux à échelle réduite lié à la modélisation du traitement par rapport aux coûts. Nous évaluons les propriétés des matières premières et les paramètres opérationnels expérimentaux afin d’établir des corrélations et de les intégrer dans le modèle traitement/coût. Éventuellement, le modèle servira de guide pour le déploiement à grande échelle à des fins industrielles. Finalement, nous quantifions l’efficacité des technologies d’épuration du gaz de synthèse en appliquant les techniques en ligne mises au point à l’interne, ainsi que de nouveaux instruments en temps réel pour mesurer les contaminants présents dans le gaz de synthèse.

Bio-kérosène (carburant d’aviation de source durable)

L’industrie de l’aviation, qui connaît une croissance constante, induit une demande forte pour de grandes quantités de carburants aviation (bio-kérosène) de sources durables; elle souhaite commencer à plafonner ses émissions de CO₂ en 2020 et les réduire de moitié d’ici 2050 (par rapport aux niveaux de 2005). Pour le Canada seulement, la demande annuelle en bio-kérosène devrait atteindre environ 920 millions de litres d’ici 2035. Cette demande est le moteur de la conversion des intermédiaires issus de la lignocellulose en biocarburateurs.

Notre équipe continue à combler les lacunes techniques en matière de production de bio-kérosène issu de bio-huiles et de biobruts par l’hydrotraitement catalytique au moyen de catalyseurs hautement dispersés. Dans le cadre de notre programme expérimental, nous utilisons une unité d’hydrotraitement reconfigurable continu, à l’échelle quasi-préindustrielle, pour produire une fraction de carburant aviation conforme aux spécifications des normes ASTM D-7566 et CAN/CGSB 3.23 visant le carburéacteur d’aviation. Nous collaborons avec des partenaires du secteur privé, notamment les participants au défi Visez haut!.

Carburant diesel dérivé de la lignine

Les compagnies ferroviaires canadiennes représentées par l’Association des chemins de fer du Canada (ACFC) ont bien l’intention de continuer à réduire leur empreinte carbone. Les chemins de fer canadiens, responsables du transport interurbain de 70 % des marchandises et de 84 millions de passagers annuellement, s’intéressent particulièrement au carburant diesel renouvelable.

Notre équipe continue à mettre au point un ensemble de technologies pour la démonstration à grande échelle de la conversion catalytique des intermédiaires issus de la lignine en diesels renouvelables conformes aux spécifications, en vue d’une utilisation en bioraffinerie. Notre objectif est de produire un carburant diesel de qualité supérieure dérivé de la lignine et d’établir les limites de mélange conformes aux spécifications de l’Office des normes générales du Canada (ONGC) visant le carburant pour locomotives. Nous travaillons en collaboration avec d’autres organismes gouvernementaux pour offrir des solutions énergétiques à faibles émissions de carbone concurrentielles aux secteurs des transports industriels qui ont une importance capitale sur le plan économique.

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