Dans "Retour vers le futur", Doc jette des pelures de banane et de la bière dans M. Fusion pour alimenter sa machine DeLoreantime. Nous n'en sommes pas tout à fait au stade des systèmes domestiques de fusion à froid - ou des machines à voyager dans le temps, d'ailleurs - mais nous ne sommes pas loin de pouvoir alimenter des voitures avec des déchets comme des pelures de banane avec un carburant qui n'est pas si éloigné de la bière. .
Propulser des véhicules avec des sons d'ordures aussi farfelus que M. Fusion, mais cela se fait déjà à petite échelle. La création de combustible liquide à partir de déchets solides implique un processus appelé gazéification, où la chaleur - et non la flamme - transforme les solides à base de carbone en gaz synthétique, qui peut ensuite être distillé en éthanol, un alcool qui est déjà ajouté à l'approvisionnement en essence dans de nombreux États et utilisé dans les voitures déjà en circulation.
Gaz de synthèse, ou gaz de synthèse en bref, peut être créé à partir d'une variété de matières premières, ou des documents sources, y compris :
L'idée de créer un combustible liquide à partir de biomasse solide existe depuis longtemps. Le procédé de gazéification a été découvert en Belgique en 1609, utilisant du bois et du charbon. Le gaz de synthèse était également connu sous le nom de "gaz de ville" et était utilisé dans les lampadaires qui devaient être allumés manuellement par un allume-lampe. Pendant les pénuries de carburant de la Seconde Guerre mondiale, les véhicules européens ont été équipés pour utiliser du gaz de synthèse fabriqué à partir de copeaux de bois, et l'Afrique du Sud de l'époque de l'apartheid a utilisé la même technologie lorsqu'elle était sous sanctions mondiales.
En d'autres termes, ce truc existe depuis très longtemps. Voyons ensuite comment le gaz de synthèse moderne à base de déchets est fabriqué et transformé en éthanol pouvant être utilisé sans aucune modification de votre voiture.
Contenu
La première étape consiste à séparer les ordures, ou les déchets solides municipaux, à une station de transfert. Le verre et le métal ne fonctionneront pas dans le processus de gazéification et devraient être recyclés de toute façon ; des choses comme les copeaux de bois, l'herbe, les pneus et les couches fonctionneront. « S'il devient très chaud et fond, ce n'est pas une bonne substance », déclare Wes Bolsen, directeur marketing en chef chez Coskata, Inc. « S'il devient très chaud et se transforme en gaz, comme du bois dans une cheminée, c'est bien. Toute substance à base de carbone fera l'affaire en tant que matière première.
Une fois les ordures triées, elles peuvent commencer la gazéification. La matière première est chauffée - mais pas brûlée - sous pression jusqu'à ce qu'elle se décompose. Imaginez le bac à compost dans votre jardin, qui contient de la matière organique. Dans l'état actuel des choses, ces vieilles feuilles de laitue et ces fanes de carottes deviennent assez chaudes et se décomposent pour faire du compost. Imaginez maintenant que le bac n'a pas d'évents, donc il n'y a pas d'oxygène pour provoquer la combustion, et encore plus de chaleur et de pression sont appliquées. Le même processus de décomposition se produirait, mais beaucoup plus intensément. Le processus de décomposition brise les liaisons carbone dans les vieux légumes et se transforme en quelque chose comme du gaz naturel -- du gaz de synthèse.
Vous pouvez vous arrêter ici, après que le processus de gazéification ait produit du gaz de synthèse. Certains véhicules expérimentaux, comme la Honda Civic GNV ou encore la nouvelle flotte de camions à ordures de la ville de Toronto, fonctionnent au gaz naturel comprimé. Le gaz de synthèse pourrait probablement être utilisé comme carburant pour ces voitures. Mais qu'en est-il des millions de voitures déjà en circulation qui ne peuvent pas utiliser de gaz de synthèse ? Coskata ajoute quelques étapes à son processus de fabrication d'éthanol à partir du gaz de synthèse qui peut être facilement introduit dans presque tous les véhicules circulant sur la route aujourd'hui sans rien changer aux voitures.
Une fois que le gaz de synthèse a été créé à l'usine de Coskata, il est fermenté d'un gaz à un liquide par des bactéries dans un environnement aqueux - ce qui signifie vraiment des insectes qui vivent dans des réservoirs d'eau. Ces souches bactériennes brevetées respirent du gaz de synthèse (CO, CO2 et H2) et éliminent l'éthanol (C2). Il ne reste plus qu'à distiller l'éthanol de l'eau. L'éthanol est prêt pour le moteur et l'eau retourne aux insectes avec très peu de gaspillage dans le processus.
Et maintenant que nous savons comment fabriquer du carburant à partir de déchets, découvrons pourquoi nous prendrions la peine de l'utiliser.
Alcool de contrebandeFait peu connu :la fabrication d'éthanol est presque identique à la fabrication d'alcool de contrebande. Si proche, en fait, que Coskata ajoute un peu d'essence à son carburant fini - un processus appelé dénaturation. S'ils n'ajoutaient pas ce peu d'essence, ils seraient assujettis à une taxe sur les spiritueux de 27 $ le gallon. De plus, si quelqu'un est assez désespéré pour boire de l'éthanol avec de l'essence… eh bien, il va vomir.
Que vous conduisiez depuis trois ou trente ans, vous savez que les prix de l'essence sont volatils - pour le dire poliment. Troubles politiques, tempêtes, catastrophes naturelles - un certain nombre de choses peuvent perturber le flux de pétrole et d'essence vers les États-Unis, et un flux perturbé signifie des prix plus élevés. Ces dernières années, la recherche de nouvelles sources de carburant nationales est passée à la vitesse supérieure de notre liste de priorités.
Les émissions de gaz à effet de serre et le changement climatique mondial sont également sur notre radar. Les combustibles fossiles contribuent aux gaz à effet de serre dans l'environnement à presque toutes les étapes de leur cycle, depuis leur extraction du sol jusqu'à leur traitement pour les utiliser dans nos voitures. La réduction de ces émissions contribuerait grandement à alléger le fardeau sur notre environnement.
Le ministère de l'Énergie (DOE) note que le gaz de synthèse, quelle que soit la matière première utilisée, permet un processus de production à émissions quasi nulles et est configurable pour le stockage du captage du carbone. Il respecte également les réglementations américaines les plus strictes en matière d'émissions environnementales pour le dioxyde de soufre, les particules et les contaminants toxiques.
Transformer le gaz de synthèse en éthanol rend encore plus facile l'alimentation des voitures avec des ordures. L'éthanol est déjà approuvé pour une utilisation et peut être trouvé à 10 à 15% dans de nombreuses stations-service aujourd'hui. Les véhicules polycarburants pourraient utiliser encore plus d'éthanol, souvent 85 % d'éthanol mélangé à 15 % d'essence, dans le réservoir.
Il existe de nombreux types de déchets qui peuvent être utilisés comme matières premières, des déchets collectés à Seattle aux déchets de maïs dans le Midwest en passant par les restes de l'industrie des pâtes et papiers dans le sud-est. Il n'est pas nécessaire d'utiliser de la nourriture que les gens pourraient manger, comme du maïs, lorsque vous pouvez utiliser des déchets qui seraient autrement ramassés sur le trottoir et finiraient dans une décharge. "Il n'y a aucun moyen que vous payiez pour mettre vos déchets dans un trou dans le sol alors que vous pouvez gagner de l'argent", déclare Bolsen de Coskata. "C'est comme enterrer de l'argent."
Des villes comme Chicago, qui a presque rempli sa décharge de déchets municipaux, envisagent des systèmes comme celui de Coskata pour traiter les déchets à l'avenir. Il doit y avoir un hic, non ? Peut-être.
Continuez à lire pour découvrir certains des défis auxquels cette nouvelle technologie est confrontée.
Les chips de ChipLa gazéification à domicile est possible, sinon facile. Demandez simplement à Chip Beam, qui a soudé sa propre trémie pour gazéifier les copeaux de bois et l'a montée à l'arrière de son Isuzu Trooper de 1988. En utilisant un processus de gazéification similaire à celui utilisé par les Européens pendant la Seconde Guerre mondiale, il parcourt 20 miles (32,2 kilomètres) pour chaque 25 livres (11,3 kilogrammes) de copeaux qu'il jette dans la trémie. Il l'a conduite lors du premier Grand Prix vert à Watkins Glen, où elle a remporté le prix de la "voiture la plus inhabituelle".
Certaines matières premières, comme les copeaux de bois, sont assez uniformes. Chaque petit morceau de bois est du même matériau et les machines peuvent fabriquer toutes les pièces d'une taille similaire. Les copeaux de bois, l'herbe et les matières premières uniformes similaires sont presque idéales pour transformer les déchets en carburant via le processus de gazéification.
Les déchets solides municipaux, cependant, c'est une autre histoire. Oui, vous pouvez utiliser des pneus et des couches comme matière première, mais ce sont des matériaux très différents qui nécessitent un traitement très différent avant de pouvoir commencer le processus de gazéification. D'une part, il y a plus de tri à faire pour extraire les déchets utilisables à une station de transfert qu'il n'y en a pour acheminer les déchets de bois à une usine de pâte à papier. Plus de travail de tri et de préparation signifie plus de coûts.
Ce n'est pas le seul problème avec la préparation requise pour les déchets dans le processus de gazéification. De nombreux déchets, y compris les déchets solides municipaux et certaines matières premières de la biomasse comme l'herbe ou le maïs, ont une teneur en humidité plus élevée. Ces articles devraient être séchés avant d'être introduits dans la trémie pour la gazéification.
Il y a aussi un problème potentiel à l'autre bout du processus :les déchets municipaux auraient une teneur en cendres plus élevée. Les copeaux de bois sont une matière première très efficace, avec seulement un peu – peut-être 2 % – finissant sous forme de cendres. Le reste de sa masse est converti en gaz (pensez à une bûche dans la cheminée). Toute usine transformant des déchets solides municipaux comme des pneus et des couches en gaz de synthèse devrait disposer des installations nécessaires pour traiter les cendres restantes.
Et, comme pour toute nouvelle source de carburant, de l'électricité à l'hydrogène, suffisamment de gaz de synthèse doit être créé pour permettre son adoption à grande échelle. Le plus grand transporteur de déchets du pays, Waste Management, a parlé avec Coskata d'un partenariat, mais l'utilisation généralisée des voitures à ordures est encore dans 3 à 5 ans. Mais si ces bactéries crachant de l'éthanol réussissent, votre voiture pourrait bientôt devenir une voiture à ordures comme la DeLorean de Doc ; pas besoin de bananes ou de câbles fous.
Pour plus d'informations sur les voitures à ordures, le gaz synthétique et d'autres sujets connexes, suivez les liens sur la page suivante.
