L’industrie des carburants connaît une transformation majeure avec l’inauguration de la première usine mondiale de production de carburants synthétiques utilisant l’énergie solaire. L’innovation technologique développée par Synhelion génère de nouvelles possibilités pour le secteur des transports, en particulier l’aviation.
Le 20 juin 2024 à Jülich, en Allemagne, Synhelion a inauguré la première usine industrielle au monde produisant des carburants synthétiques à partir de la chaleur solaire. L’installation, baptisée DAWN, démontre la maturité technologique pour une production à grande échelle.
L’usine DAWN se compose d’une tour solaire de 20 mètres de haut et d’un champ de miroirs. Pour la première fois à l’échelle industrielle, les innovations de Synhelion sont intégrées, notamment un récepteur solaire, un réacteur thermochimique et un système de stockage d’énergie thermique. La production rentable de carburants solaires 24 heures sur 24 est rendue possible par cette configuration.
Des carburants solaires pour un transport durable
Plusieurs milliers de litres de carburant par an seront produits par l’usine DAWN, avec un démarrage prévu en 2024. Le produit intermédiaire fabriqué sur place est un pétrole brut synthétique, appelé syncrude, particulièrement adapté au transport. Dans une raffinerie conventionnelle, ce syncrude sera ensuite transformé en carburants certifiés.
Non seulement du kérosène solaire pour l’aviation, mais également de l’essence et du diesel solaires pour les transports routiers et maritimes seront produits par Synhelion. Le remplacement direct des combustibles fossiles est possible avec ces carburants solaires, entièrement compatibles avec l’infrastructure mondiale existante – du stockage et du transport aux moteurs à combustion interne et aux moteurs d’avion.
Synhelion, fondée en 2016 en tant que spin-off de l’ETH Zurich, s’est imposée comme un pionnier des carburants solaires. En 2019, la faisabilité de la production de carburants à partir de chaleur solaire a été démontrée pour la première fois dans une mini-raffinerie sur le toit de l’ETH Zurich. Depuis lors, l’équipe croissante de Synhelion a travaillé sans relâche pour développer et appliquer à l’échelle industrielle la technologie Sun-to-Liquid.
Les investisseurs de Synhelion et le financement du programme de recherche énergétique du ministère fédéral allemand de l’Économie et de la Protection du climat ont rendu possible la construction de DAWN.
Vers la neutralité carbone dans le secteur des transports
En 2025, Synhelion entamera la construction de sa première usine commerciale en Espagne. Environ 1 000 tonnes de carburant par an seront produites par cette installation. Les futures usines prévues dépasseront considérablement la taille des deux premières installations, offrant ainsi une capacité de production beaucoup plus élevée. Un volume de production annuel d’environ un million de tonnes de carburant solaire d’ici dix ans est visé par l’entreprise.
Le 20 juin 2024, jour du solstice d’été, l’inauguration de DAWN s’est déroulée. Des représentants éminents de l’industrie et de la politique ont assisté à la célébration et visité la nouvelle usine de carburants solaires.
Dans son discours, Hartmut Höppner, secrétaire d’État au ministère fédéral allemand du Numérique et des Transports, a déclaré : « Le potentiel des carburants synthétiques renouvelables est énorme. Pour atteindre les objectifs climatiques dans le secteur des transports, nous avons besoin d’alternatives aux combustibles fossiles. La première usine de production de carburants solaires en Allemagne est un signe clair de la manière dont les innovations techniques peuvent contribuer à réduire les émissions de CO2. »
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Heike Birlenbach, directrice commerciale de Swiss International Air Lines, a ajouté : « L’utilisation à grande échelle de carburants d’aviation durables est l’une des mesures les plus importantes pour atteindre les objectifs de CO2 dans l’aviation. L’inauguration de DAWN marque une étape importante dans ce processus. En tant que partenaires stratégiques de Synhelion, le groupe Lufthansa et SWISS en tant qu’investisseur sont fiers de soutenir l’introduction sur le marché des carburants solaires et félicitent Synhelion pour cette réalisation extraordinaire.«
« Aujourd’hui est un jour historique pour Synhelion. L’inauguration de DAWN marque le début de l’ère des carburants solaires – un tournant pour le transport durable. Notre rêve fondateur de produire des carburants renouvelables à partir de l’énergie solaire devient réalité. Nous sommes immensément fiers de notre formidable équipe et tenons à remercier tous nos pionniers qui ont rendu possible cette idée autrefois apparemment irréalisable. » a commenté Le Dr Philipp Furler, PDG et co-fondateur de Synhelion.
Et le défi des briques à haute température
Dans le monde des matériaux résistants à la chaleur, toutes les briques ne se valent pas lorsqu’il s’agit de supporter des températures extrêmes. À 1200 degrés, même la céramique peut se corroder au contact direct de la vapeur d’eau à ultra-haute température. Face à ce défi, Synhelion s’est tourné vers l’Empa pour trouver une solution adaptée à leurs besoins spécifiques.
Un projet de recherche de deux ans, soutenu par Innosuisse, a été lancé pour développer un matériau céramique capable de résister aux conditions extrêmes. Les chercheurs de l’Empa, dirigés par Gurdial Blugan, ont travaillé en étroite collaboration avec Synhelion pour concevoir un matériau qui réponde à de multiples critères, notamment la résistance à la corrosion, une capacité thermique élevée, et une robustesse mécanique.
Pour évaluer les différents échantillons de céramique, les chercheurs ont conçu un four tubulaire à haute température spécial. Les matériaux ont été soumis à une atmosphère corrosive de vapeur d’eau pendant des périodes allant jusqu’à 500 heures, permettant ainsi d’identifier un matériau capable de résister aux conditions extrêmes.
De la recherche à l’application industrielle
Le matériau sélectionné a été optimisé en collaboration avec des partenaires industriels pour améliorer ses propriétés et réduire les coûts de production. Les briques résultantes ont été fabriquées en Allemagne et installées dans l’installation DAWN » de Synhelion, marquant ainsi une étape importante dans l’application concrète de cette recherche.
Fort de ce succès, Synhelion et l’Empa prévoient déjà de poursuivre leur collaboration pour développer des matériaux encore plus performants. L’objectif est de créer des installations de production de carburant solaire plus grandes et capables de fonctionner à des températures encore plus élevées, améliorant ainsi l’efficacité de la production de carburant.
« L’Empa a apporté une contribution précieuse au développement de notre accumulateur thermique et, grâce à sa flexibilité, a pu répondre parfaitement aux exigences spécifiques de Synhelion », a indiqué Lukas Geissbühler. Alors que « DAWN » entre en service, Synhelion et l’Empa planifient déjà le prochain projet commun. Pour les autres installations, ils veulent continuer à développer le matériau et le rendre encore plus résistant. La deuxième installation de Synhelion pour la production de carburant solaire devrait voir le jour en Espagne à partir de 2025. L’objectif : des réservoirs encore plus grands, des températures encore plus élevées. Car plus la température est élevée, plus la production de carburant est efficace.
