Le futur du transport : du carburant à partir de la lumière du soleil et de l'air

Et si les carburants, qui polluent tellement, pouvaient simplement être produits à partir d’eau, de CO₂, et de chaleur solaire ? C’est ce que proposent des scientifiques suisses, avec une technique permettant de produire des carburants d'appoint à partir de la lumière du soleil et de l'air.

Des combustibles véritablement neutres en carbone

L'aviation et le transport maritime contribuent actuellement à environ 8 % des émissions totales de CO₂. Alors que la croissance du tourisme et du commerce mondial devrait encore augmenter cette contribution, les compagnies aériennes et de transport maritime font de leur mieux pour trouver des nouvelles technologies afin de réduire la pollution atmosphérique, en utilisant par exemple des moteurs électriques alimentés par des batteries rechargeables. L’objectif pour tout le secteur est de se rapprocher de la neutralité carbone, mais cela est difficile, voire impossible, pour les voyages commerciaux long-courriers, en particulier les voyages aériens. À partir de ce constat, l’une des solutions prometteuses est celle des carburants de remplacement (alternatives synthétiques aux hydrocarbures liquides dérivés du pétrole tels que le kérosène, l'essence ou le diesel) fabriqués à partir d’eau (H2O) et de CO₂, grâce à des procédés solaires. Des chercheurs de l’ETH Zurich en Suisse ont conçu un système répondant à ce besoin de carburants liquides durables.

Mettre à profit la forte irradiation solaire des régions désertiques

Selon les chercheurs, en profitant de la forte irradiation solaire des régions désertiques, qui ont un accès limité aux ressources en eau, le H₂O et le CO₂ peuvent être capturés directement dans l'air ambiant. Un appareil dédié utilise une unité d'oxydoréduction solaire pour convertir le CO₂ et le H₂O en un mélange de CO et de H₂, appelé gaz de synthèse. Enfin, une unité de synthèse gaz-liquide convertit ce gaz de synthèse en hydrocarbure liquide. Aldo Steinfeld, auteur principal de l’étude explique que la mini-raffinerie du système prototype fonctionnait dans des conditions réelles sur le terrain sans rayonnement solaire optimal à Zürich. Au cours d'une journée typique, la quantité de gaz de synthèse produite était d'environ 100 litres, transformée en un demi-décilitre de méthanol pur. C’est une faible quantité, mais Steinfeld indique que les composants de la chaîne de production n'avaient pas encore été optimisés. Un autre aspect important du système est qu'il n'a créé aucun sous-produit indésirable. L'équipe est également en mesure d'adapter la production de gaz de synthèse pour produire du kérosène.

Des combustibles solaires bientôt sur le marché ?

Alors que la mini-raffinerie du système prototype utilise un réacteur solaire de 5 kilowatts, un module de réacteur solaire d'un mégawatt permettrait une mise à l'échelle 20 fois plus importante. Un système dix fois plus gros a déjà été testé dans une tour solaire. Des membres du groupe de recherche derrière cette technologie proposent déjà des solutions commercialisables dans l’industrie. Climeworks, par exemple, commercialise la technologie de captage du CO₂ de l'air, tandis que Synhelion commercialise la technologie de production de combustible solaire à partir du CO₂. Cependant, étant donné les coûts d'investissement initiaux élevés, les combustibles solaires auront besoin d'un soutien politique pour garantir leur entrée sur le marché, alertent les auteurs. « Les instruments de soutien existants de l'Union européenne – échange de droits d'émission et compensation – ne sont pas suffisants pour stimuler la demande du marché pour les carburants solaires. Dans cette perspective, nous proposons l'adoption d'un système européen de quotas spécifiques à la technologie pour le carburant d'aviation. Cela obligerait les compagnies aériennes à acquérir une part spécifique de leur carburant à partir de sources solaires », détaille Johan Lilliestam, chef de groupe de recherche à l'Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS Potsdam) et professeur de politique énergétique à l'Université de Potsdam.