Recherche et innovation

ADELITHER - Mieux valoriser les déchets ligneux pour la cogénération

statut du projet | En cours
Détails de la manifestation
Date de début : Janvier 1
Date de fin : Janvier 4
Appel à projets de recherche : GRAINE - Gérer, produire et valoriser les biomasses : une bioéconomie au service de la transition écologique et énergétique
Année de l’appel à projets : 2021
Programme de la stratégie de Recherche : Déchets et matière, collecte, tri, recyclage et valorisation
Programme de la stratégie de Recherche : Production durable des matières agricoles et forestières
Programme de la stratégie de Recherche : Caractérisation, mobilisation et valorisation de la biomasse
Programme de la stratégie de Recherche : Gestion durable des sols, sites pollués et stockage du CO2
Organisme coordinateur : LLT
Partenaires : RAGT ENERGIE
Partenaires : CNRS - LRGP
Zone d’implantation
des porteurs du projet :
Auvergne-Rhône-Alpes / Isere / EYBENS
Grand-Est / Meurthe-Et-Moselle / Nancy
Occitanie / Tarn / ALBI
Pays-De-La-Loire / Loire-Atlantique / Nantes
Le projet ADELITHER vise à proposer un procédé optimisé de valorisation des déchets ligneux par gazéification pour la production de chaleur et d’électricité.

Dans le cadre de la loi sur la transition énergétique, adoptée en Juillet 2015, la part des énergies renouvelables de notre consommation énergétique finale a été portée à 32 % en 2030, un objectif ambitieux, où la biomasse représente l’une des principales source d’énergie.
La demande croissante pour cette ressource, nécessitera certainement la mobilisation de tous les gisements disponibles et plus particulièrement ceux des déchets ligneux tels que les refus de criblage, les refus de pulpeur, les issus de silos, ainsi que les cultures énergétiques pour la phytoremédiation des sols pollués... Malgré l’abondance de ces déchets lignocellulosiques au niveau national, leur mobilisation reste complexe. De plus, leur valorisation énergétique, par combustion ou gazéification, se heurte à plusieurs verrous liés principalement aux caractéristiques de ces déchets et en particulier aux fortes teneurs en cendres et en polluants de type Chlore, Soufre et Azote et métaux lourds.
Dans ce contexte, le projet ADELITHER vise à lever les verrous associés à la valorisation énergétique à haut rendement de ces ressources par gazéification pour des applications de cogénération.

Une première stratégie qui sera explorée dans le cadre de ce projet consiste à optimiser les conditions opératoires du gazéifieur et du craquage thermique pour réduire les émissions de métaux lourds dans le gaz tout en minimisant la teneur en goudrons et des suies produites. Cette optimisation sera réalisée à l’échelle laboratoire (20 kWth) ainsi qu’à l’échelle Pilote (2 MWth) avec deux déchets ligneux : les résidus de lamellé collé/ panneaux de particules et les déchets d’ameublement.
On cherchera en particulier à abaisser la température du lit fluidisé, en réduisant le ratio entre le débit d’air et le débit de biomasse. En effet, la température du lit fluidisé est un paramètre très influent sur la répartition – entre les produits solides et gazeux – des éléments traces métalliques et d’autres éléments potentiellement polluants (Cl, S). Dans le cas d’une gazéification à l’air dans un lit fluidisé, il est nécessaire de fonctionner avec des températures de lit supérieures à ~700°C pour permettre l’oxydation du charbon. Notons que l’abaissement des températures permet non seulement de limiter la vaporisation des métaux lourds, mais aussi d’éviter les problèmes d’agglomération du lit fluidisé que l’on peut rencontrer avec des biomasses riches en alcalins (ex : résidus agricoles). Cet abaissement de température augmentera légèrement la concentration en goudrons dans le gaz de synthèse, mais cela n’est pas problématique à partir du moment où le gaz sortant du LF passe dans le craqueur thermique. Les essais qui seront réalisés permettront de vérifier et de comparer le niveau de volatilisation des métaux lourds par gazéification avec celui obtenu par combustion dans des conditions similaires de température de lit.
Une deuxième stratégie qui sera explorée, consiste à modifier drastiquement les conditions opératoires du système pour produire du syngaz, mais aussi du charbon valorisable (procédé de pyro-gazéification).

Enfin, outre le verrou afférent à la présence de goudrons et de métaux lourds dans le syngaz, les modèles de procédé seront affinés et particulièrement en ce qui concerne les principaux polluants – espèces chlorées, soufrées, azotées et métaux lourds – en vue de conclure par une analyse de cycle de vie quant à la pertinence environnementale de la valorisation de déchets ligneux par gazéification ou combustion.

Les travaux de recherche en connaissances nouvelles et industrielles menés dans le cadre du projet ADELITHER permettront de proposer un procédé optimisé de valorisation des déchets ligneux faiblement et fortement adjuvantés par gazéification pour la production de chaleur et d’électricité.
Ce projet s’appuiera pour cela sur des essais à échelle pilote laboratoire permettant un nombre conséquent de tests (TRL 4-5) ainsi que sur une plateforme à échelle démonstrateur impliquant un lit fluidisé de gazéification de 2MWth (TRL 7), représentative des conditions industrielles pour une extrapolation réaliste.
La pertinence environnementale et technico-économique de la solution associée à ADELITHER sera évaluée dans le cadre de ce projet. Sur le plan environnemental, les données expérimentales serviront à construire une Analyse de Cycle de Vie Comparative. Une comparaison sera ainsi faite entre la combustion et la gazéification, mais aussi entre les différents scenarii de gazéification, explorés dans ce projet.

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