Une chaudière flexible à hydrogène pour une industrie alimentaire plus verte

L’équipe d’ingénieurs et de chercheurs de l’Université de Virginie-Occidentale développe une chaudière flexible à hydrogène de pointe, destinée à aider la décarbonation de l’industrie alimentaire et des boissons, avec pour finalité d’éradiquer les émissions de gaz à effet de serre.

Porté par Hailin Li, professeur au Département de Génie Mécanique et Aérospatial de la Faculté d’Ingénierie et de Ressources Minérales Benjamin M. Statler de l’Université de Virginie-Occidentale, ce projet propose une technologie visant à fournir de l’énergie thermique par la combustion de combustibles propres, en remplacement des combustibles fossiles traditionnels. Le projet implique également une collaboration étroite avec des entreprises de Morgantown pour la réalisation de ces objectifs.

Soutenu par une subvention de 3 millions de dollars du Département de l’Énergie des États-Unis, ce projet fait partie d’un ensemble de 40 initiatives alignées sur l’objectif de l’administration Biden de parvenir à des émissions nettes nulles d’ici 2050.

Le défi de l’industrie alimentaire

Comme le souligne le Professeur Li, l’industrie alimentaire est confrontée au défi de réduire, voire d’éliminer, ses émissions de CO2. Pour atteindre cet objectif à l’horizon 2050, les leaders de l’industrie doivent choisir entre la combustion de combustibles propres sans carbone ou l’utilisation d’électricité propre.

Traditionnellement, l’industrie alimentaire et des boissons consomme de l’électricité et de la chaleur provenant de combustibles fossiles, tels que le gaz naturel, qui émettent des gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone et le méthane. En réponse à ce problème, l’équipe du Professeur Li a développé une chaudière à combustible flexible capable de brûler de l’hydrogène pur, une alternative plus propre, pour produire de l’eau chaude et de la vapeur pour le traitement des produits.

Vers une transition énergétique

Cependant, l’hydrogène n’est pas encore largement disponible. Pour pallier ce problème, la chaudière peut également fonctionner au gaz naturel ou à un mélange de gaz naturel et d’hydrogène à n’importe quel ratio. Le Professeur Li estime que cette flexibilité facilitera la transition de l’industrie des combustibles fossiles vers l’hydrogène à mesure que ce dernier deviendra plus courant et économiquement abordable.

Un rendement énergétique efficace

L’objectif est d’alimenter une exploitation flexible avec une efficacité d’utilisation de l’énergie allant jusqu’à 98% et des émissions d’oxydes d’azote inférieures à trois parties par million. « Ainsi, lorsque nous brûlons de l’hydrogène dans l’industrie alimentaire, nous n’aurons aucune émission de carbone lorsque l’hydrogène est produit en consommant de l’énergie verte, » affirme le Professeur Li.

En outre, l’équipe de recherche de l’Université de Virginie-Occidentale a ajouté à la chaudière un composant qu’ils appellent l' »économiseur« . Selon le Professeur Li, l’économiseur est un dispositif capable de récupérer la chaleur perdue provenant des gaz d’échappement, rendant ainsi le système beaucoup plus efficace.

Pour une collaboration étroite avec l’industrie alimentaire locale, l’équipe a noué un partenariat avec Mountaintop Beverage, une entreprise basée à Morgantown, spécialisée dans la production aseptique de boissons. Cette entreprise utilise une technologie de traitement thermique pour prolonger la durée de conservation des produits laitiers et des alternatives laitières. « Nous voulons aider notre industrie locale en développant la technologie pour atténuer leurs défis« , déclare le Professeur Li.

Un contrôle qualité rigoureux

Mountaintop Beverage permettra à l’Université de Virginie-Occidentale d’accéder à son installation pour recueillir des données sur le fonctionnement de la chaudière. L’entreprise effectuera également des analyses de qualité et fournira des commentaires sur la technologie de la chaudière à hydrogène au fur et à mesure de son développement et de ses tests.

Kristen Matak, professeur de sciences animales et nutritionnelles à la Davis College of Agriculture, Natural Resources and Design, participe également au projet. En tant que scientifique spécialisée dans l’agroalimentaire, elle s’intéresse aux conséquences sur la sécurité et les qualités sensorielles des méthodes de traitement alternatives sur le lait.

En synthèse

En définitive, ce projet innovant, axé sur la collaboration entre les universités et les entreprises locales, pourrait bien marquer une étape importante dans la transition vers une industrie alimentaire et des boissons plus propre et plus durable. Par l’utilisation de combustibles propres et l’optimisation des systèmes de chauffage, les chercheurs de l’Université de Virginie-Occidentale pourraient contribuer de manière significative à l’objectif d’émissions nettes nulles d’ici 2050.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’une chaudière à hydrogène ? C’est un système de chauffage qui utilise l’hydrogène comme source d’énergie plutôt que les combustibles fossiles traditionnels. L’hydrogène est une alternative plus propre qui n’émet pas de gaz à effet de serre lorsqu’il est brûlé.

Qu’est-ce que l’économiseur dans ce contexte ? C’est un dispositif ajouté à la chaudière, capable de récupérer la chaleur perdue des gaz d’échappement, ce qui augmente l’efficacité globale du système.

Comment cette technologie contribue-t-elle à la réduction des émissions de gaz à effet de serre ? En utilisant de l’hydrogène ou un mélange de gaz naturel et d’hydrogène comme combustible, la chaudière émet moins de gaz à effet de serre que les systèmes de chauffage traditionnels. De plus, l’efficacité énergétique accrue de la chaudière signifie qu’elle consomme moins de combustible pour produire la même quantité de chaleur.

Légende image principale : L’équipe de recherche de l’université de Virginie occidentale, dirigée par Hailin Li, met au point une technologie permettant de décarboniser l’industrie des aliments et des boissons, ce qui pourrait permettre d’éliminer les émissions de gaz à effet de serre. Crédit : WVU Illustration/Savanna Leech