Le chercheur du PNNL, Rich Hallen, a aidé à développer un procédé qui convertit l'éthanol en carburéacteur en partenariat avec LanzaTech. Bien que l'éthanol puisse provenir de n'importe quelle matière première, du sucre, maïs, poubelle etc., LanzaTech produit de l'éthanol en utilisant les émissions de gaz résiduaires des sites industriels. En couplant les gaz résiduaires à l'éthanol et l'éthanol aux procédés de jet, l'équipe peut transformer les gaz résiduaires industriels en carburéacteur. Un organisme international de normalisation, ASTM, viennent de réviser leur norme pour autoriser l'éthanol comme matière première pour produire du carburéacteur. Crédit :PNNL/Andrea Starr
ASTM International a récemment révisé l'annexe A5 de l'ASTM D7566 - la spécification standard pour le carburant de turbine d'aviation contenant des hydrocarbures synthétisés - pour ajouter de l'éthanol en tant que matière première approuvée pour la production de kérosène paraffinique synthétique (ATJ-SPK). La révision de l'ASTM D7566 Annexe A5 ouvre la voie à une adoption accrue de carburants d'aviation durables, car les matières premières d'éthanol peuvent être fabriquées à partir de nombreuses sources différentes à faible coût. Derrière cette avancée significative se trouvent la technologie du laboratoire national du Pacifique Nord-Ouest du ministère de l'Énergie, en préparation depuis huit ans, et son partenaire industriel, LanzaTech.
Fort de son expertise en chimie et catalyse, Le PNNL a développé un procédé thermocatalytique unique pour convertir l'éthanol en ATJ-SPK. La première étape du procédé consiste à convertir l'éthanol en éthylène (« déshydratation »). Lors de la deuxième étape ("oligomérisation"), les molécules d'éthylène sont chimiquement combinées pour constituer la gamme de molécules d'hydrocarbures nécessaires au carburant d'aviation. Ces hydrocarbures sont ensuite hydrogénés, suivi d'un fractionnement pour produire du kérosène paraffinique synthétique alcool-à-jet avec les propriétés souhaitées. Le procédé peut utiliser de l'éthanol de n'importe quelle source, y compris l'éthanol produit via le procédé exclusif de transformation du gaz en éthanol de LanzaTech.
Le PNNL a travaillé avec LanzaTech pour étendre le catalyseur, et LanzaTech a intensifié l'ensemble du processus pour en produire 4, 000 gallons d'ATJ-SPK dérivé de l'éthanol. LanzaTech a compilé les données d'une analyse et de tests approfondis du produit ATJ-SPK dans un rapport de recherche pour examen par la Federal Aviation Administration ainsi que par les équipementiers d'avions et de moteurs. L'examen a vérifié que l'ATJ-SPK répond à toutes les propriétés d'adaptation requises par la norme ASTM D4054, la pratique standard pour la qualification et l'approbation des nouveaux carburants pour turbines d'aviation et additifs pour carburant. Suite à cet avis, un vote a été soumis aux membres de l'ASTM pour approuver l'ajout d'éthanol comme matière première dans l'ASTM D7566 Annexe A5, qui est passé le 1er avril de cette année. Un deuxième tour de scrutin a également été adopté, augmenter le rapport de mélange d'ATJ-SPK à 50 pour cent de 30 pour cent. Par conséquent, Le carburant d'aviation durable produit à partir d'éthanol à l'aide d'un procédé de transformation de l'alcool en jet peut être utilisé par les compagnies aériennes commerciales dans des mélanges allant jusqu'à 50 % avec du carburéacteur conventionnel.
« Les compagnies aériennes commerciales consomment beaucoup de carburant, et c'est un contributeur majeur à leurs coûts. Le carburant d'aviation durable offre aux compagnies aériennes une autre option, qui présente des avantages pour l'environnement et offre une protection contre les fluctuations des prix du pétrole, " dit Corinne Drennan, responsable du secteur des technologies bioénergétiques au PNNL. « La qualification ASTM de l'ATJ-SPK à un rapport de mélange de 50 % est un grand pas en avant. En théorie, la moitié du carburant alimentant les compagnies aériennes commerciales pourrait provenir de carburant dérivé de l'éthanol. Nous sommes impatients de faire progresser la technologie pour réduire les coûts de production et améliorer encore l'intensité carbone des carburants d'aviation durables à base d'éthanol. »
"La qualification ASTM du carburéacteur dérivé de l'éthanol signifie que là où il y a de l'éthanol durable, nous avons le potentiel de produire du carburéacteur à faible teneur en carbone", a déclaré Jennifer Holmgren, directeur général de LanzaTech. "C'est l'échelle de production qui compte, et l'inclusion de l'éthanol dans l'ASTM D7566 Annexe A5 est, donc, extrêmement important car cela signifie que nous pouvons accéder à de grands volumes de matière première d'éthanol durable dans le monde pour soutenir les objectifs de décarbonisation du secteur de l'aviation. »
ASTM International développe des normes à travers le monde pour une variété d'industries, y compris l'aéronautique. Ses normes sont utilisées par les entreprises et les gouvernements pour garantir un haut degré de performance.
Ce travail a été soutenu par le Bureau des technologies bioénergétiques du ministère de l'Énergie.
