Le méthanol : un carburant d'avenir ?

Comprendre le principe du méthanol en tant que carburant

Qu’est-ce que le méthanol ou alcool méthylique ?

Le méthanol, que l’on nomme aussi alcool méthylique, est un composé organique, alcool de synthèse liquide, incolore, inflammable et volatil.

Il est fabriqué à partir de diverses matières premières comme le charbon, le gaz naturel, la biomasse ou le dioxyde de carbone. Il est synthétisé à partir de gaz, d'un mélange de dihydrogène et de monoxyde de carbone. Il a longtemps été produit à partir de la distillation du bois. C’est pourquoi on l’appelle parfois encore alcool de bois.

Au naturel, le méthanol est produit à partir d’une réaction chimique bactérienne. L’utilisation de ce produit est diverse : il sert dans de nombreuses industries et en tant que carburant.

La première utilisation du méthanol comme carburant date de 1970, au cours de la décennie de la crise du pétrole. On a donc essayé de trouver une alternative à l’or noir avec le méthanol en tant que nouveau carburant à haut rendement. Il est ensuite entré progressivement dans la composition de carburants à essence.

Mais peu à peu, la production de voitures au méthanol s’est arrêtée face à la hausse des prix et à la baisse des tarifs de l’essence. On remarque aujourd’hui un regain d’intérêt pour ce carburant, à l’aune des enjeux climatiques.

La réduction des émissions de dioxyde de carbone d’une voiture fonctionnant au méthanol plutôt qu’une voiture essence est de l’ordre de 95%.

Quels sont les différents types de méthanol ? (E carburant, méthanol gris...)

On dénombre quatre types de méthanol. La différenciation entre ces méthanols se fait en fonction du mode de production :

• Le méthanol gris est nommé ainsi car il est dérivé du gaz naturel ou du charbon ;
• Le méthanol bleu est aussi issu du gaz naturel ;
• Le bio-méthanol ou méthanol vert est le fruit de la biomasse ainsi qu’au captage et au stockage du carbone ;
• Le e-méthanol est produit à partir de l’électricité renouvelable et du dioxyde de carbone qui a été capté.

Le méthanol conventionnel, c’est-à-dire celui fabriqué à partir de combustibles fossiles, se distingue donc du méthanol vert ou méthanol renouvelable.

Selon le Methanol Institute, l'association professionnelle de l'industrie mondiale du méthanol, le méthanol vert est un "produit chimique liquide et combustible à très faible teneur en carbone". Il peut être fabriqué à partir de plusieurs modèles de production comme la gazéification de la biomasse, l’électrolyse de l’eau ou encore la fermentation anaérobie.

Le point commun entre ces technologies de production : l’utilisation de matières premières renouvelables comme la biomasse, les déchets agricoles ou encore le CO2 capturé dans l’air.

Ainsi, en optant pour le méthanol vert plutôt que le méthanol conventionnel, on peut largement réduire les émissions de gaz à effet de serre de ce produit. Le développement d’énergies renouvelables abordables peut permettre de faciliter les processus de production plus verts (avec l’électrolyse de l’eau par exemple).

Le processus de production du méthanol (CH3oh)

Il existe de nombreuses méthodes de production du méthanol. La technique la plus répandue aujourd’hui est celle qui se fait à partir du gaz naturel. Cette méthode est la plus économique : le méthane contenu dans le gaz naturel est converti en syngas. Puis, ce dernier est converti en méthanol avec la réaction de synthèse Fischer-Tropsch.

Une autre méthode de production courante est celle réalisée à partir du charbon. Dans ce processus, le charbon est gazéifié pour créer un gaz de synthèse, puis converti en méthanol suite à une réaction de synthèse.

On peut également produire du méthanol à partir de la biomasse comme le bois, les résidus agricoles ou les déchets organiques. Dans ce cas, on utilise la biomasse pour créer un syngas. Là aussi, il doit être converti en méthanol par un procédé de synthèse similaire aux deux autres méthodes.

Enfin, il est possible de produire du méthanol avec de l’énergie renouvelable. Dans ce cas, on utilise de l’hydrogène produit à partir d’énergie renouvelable (grâce à l’électrolyse de l’eau) et du dioxyde de carbone capturé dans l’atmosphère ou provenant de sources industrielles. On parle alors de méthanisation du CO2.

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Applications du méthanol dans l'industrie

Méthanol : carburant automobile ou maritime viable ?

Le méthanol peut être utilisé en tant que carburant. Il a l’avantage de pouvoir s’adapter dans de nombreux véhicules : que ce soit pour les véhicules de transport comme les voitures thermiques ou camions, mais encore pour le transport maritime ou aérien.

Si le méthanol intéresse en tant que carburant, c’est parce que le méthanol vert est une alternative sérieuse aux carburants traditionnels issus de combustibles fossiles. L’utilisation de ce carburant vert pourrait permettre de réduire considérablement l’impact environnemental du secteur des transports avec une réduction des émissions de GES.

L’avantage principal de cette technologie par rapport à d’autres solutions, c’est sa compatibilité avec les moteurs existants. Il peut être utilisé dans des moteurs à combustion interne classiques, à condition qu’ils soient adaptés, mais ces adaptations restent mineures. De plus, ce produit liquide peut facilement être stocké et transporté. On peut donc le déployer facilement dans des réseaux de distribution de carburants. Il n’est pas nécessaire de créer de nouvelles infrastructures.

Méthanol : le cas de la production d'énergie

À ce jour, la grande majorité de l’électricité produite dans le monde utilise des combustibles fossiles comme le charbon ou le pétrole.

Or, le méthanol peut être utilisé comme combustible dans les centrales électriques pour produire de l’électricité. Il remplace alors tout simplement le gaz naturel ou le pétrole pour produire de l’électricité. C’est donc une alternative plus vertueuse dans le cas où l’on utilise du méthanol vert.

Une autre voie pour produire de l’énergie à partir du méthanol est celle de la cogénération. On l’appelle aussi production combinée de chaleur et d’électricité. Dans la centrale électrique, on produira donc de l’électricité et de la chaleur, le tout à partir de la même source d’énergie.

Ainsi, on peut imaginer l’utilisation du méthanol comme combustible, à la place du gaz ou autre combustible fossile. En employant le méthanol, on réduit l’impact de la production d’électricité et de chaleur.

Autres applications industrielles

Le méthanol est une matière première qui peut être employée dans de nombreuses industries. L’industrie chimique en est la première utilisatrice pour fabriquer des produits, solvants ou plastiques.

Ainsi, le méthanol entre dans la composition de produits comme :

• Le formaldéhyde qui sert en tant que substance pour créer des produits pharmaceutiques, des résines, des peintures, des engrais chimiques agricoles. On estime aujourd’hui que 40% du méthanol produit est transformé en formaldéhyde ;
• L’acétone, l’acide acétique, les esters ou les solvants ;
• La fabrication de méthyl tert-butyl éther qui aide à améliorer les propriétés des produits pétroliers ;
• On emploie aussi le méthanol en tant qu’agent d’extraction en chimie organique pour purifier les huiles, les graisses ou les produits pharmaceutiques ;
• Le méthanol permet de créer des produits de nettoyage et de désinfection (désinfectant pour les mains, produits ménagers) ;
• Enfin, certains plastiques et polymères utilisent le méthanol.

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Quels avantages du méthanol en tant que carburant ?

Avantages environnementaux

Le principal avantage du méthanol carburant est le fait qu’il permet de réduire les gaz à effet de serre des activités humaines.

En effet, lorsqu’il est produit à partir de sources renouvelables, le méthanol réduit considérablement les émissions de CO2 par rapport à d’autres combustibles fossiles classiques. Ainsi utilisé dans des véhicules ou dans des centrales électriques, il peut contribuer à décarboner l’industrie du transport.

In fine, utiliser ce type cette technologie verte permet aussi de réduire la pollution de l’air car il rejette moins de polluants que les carburants classiques. Comparé au diesel ou à l’essence, le méthanol brûle plus proprement. Il émet moins de particules fines, d’oxydes d’azote ou de composés organiques volatils. En ville et dans les zones urbaines saturées, il peut devenir une solution pour améliorer la qualité de l’air.

Enfin, dans les régions où le méthanol est produit localement et à partir de ressources renouvelables, il peut être utilisé directement en tant que carburant ou comme matière première. Cela évite donc de déployer des infrastructures de transport massives entre les pays producteurs de combustibles et les pays consommateurs.

Avantages économiques

Le méthanol a un coût compétitif : il est moins cher que la plupart des combustibles fossiles et a une bonne efficacité énergétique. Ainsi, c’est une solution accessible pour produire de l’électricité, fabriquer des produits chimiques, pour remplacer l’essence dans une voiture thermique ou remplacer l’hydrogène dans une pile à combustible.

Pour réduire les dépenses des industries, on peut donc se tourner vers cette alternative. C’est par ailleurs une alternative qui regroupe deux avantages : des coûts de production faibles et un impact environnemental intéressant. De même, les entreprises pourront profiter d’un produit polyvalent qui sert à plusieurs usages.

D’un point de vue organisationnel, pour que l’utilisation massive du méthanol soit envisagée, on peut saluer le fait que le méthanol ne demande pas de créer de nouvelles infrastructures.

Le produire, le stocker ou le transporter peut se faire via les infrastructures existantes (stations-service, dispositifs de stockage...). De plus, le méthanol est liquide à température ambiante et se stocke facilement. C’est pourquoi on imagine aisément le déploiement de ce carburant pour des applications mobiles à grande échelle (comme pour le cas du transport maritime).

Les véhicules déjà en circulation peuvent aussi être adaptés pour pouvoir utiliser le méthanol. Il ne sera pas nécessaire de modifier entièrement le principe de fonctionnement du moteur classique.

Enfin, le méthanol a l’immense avantage d’être disponible partout, à partir du moment où l’on retrouve de la biomasse ou du CO2 capturé. Cette disponibilité mondiale garantit un approvisionnement stable du produit sur les marchés.

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