Valorisation Industrielle et Energétique du CO2 par Utilisation d'Electricité sans CO2, Stabilisation du réseau et Stockage d'Electricité – VITESSE2

Le projet VItESSE², dans sa globalité, a pour objectif de développer un procédé de conversion de CO2 émis par des industries tels que les cimenteries, les aciéries, les incinérateurs, etc., en méthanol (MeOH) par réduction à l’hydrogène produit par électrolyse de l’eau à partir d’électricité issue de moyens de production faiblement émetteurs de CO2 tels que les énergies renouvelables (éolien, photovoltaïque, hydraulique) et l’énergie nucléaire.
Au-delà de la valorisation du CO2, ce procédé permet non seulement de stocker de l’électricité décarbonée produite à un coût relativement faible sous forme d’un intermédiaire chimique (le méthanol est un intermédiaire chimique facilement valorisable en carburants, en produits chimiques, en polymères, etc.) mais aussi, d’assurer, via la flexibilité de la production d’hydrogène électrolytique, une fonction de gestion et de stabilisation du système électrique. En effet, la production d’hydrogène électrolytique serait corrélée à la disponibilité d’électricité sur le système électrique ; elle atteindrait sa capacité maximale pendant les creux de consommation et serait réduite à son minimum pendant les pointes de consommation.
Le projet VItESSE² permettra donc de développer un procédé en totale rupture, bien que complémentaire, avec les procédés actuels de production de méthanol (unités dont les capacités de production excèdent plusieurs centaines de milliers de tonnes par an, fonctionnant au maximum de leur capacité le maximum d’heures par an). Le projet est, en effet, basé sur un concept d’unités de conversion du CO2 en MeOH, de capacité de production moindre, décentralisées et réparties sur le territoire à proximité des industries émettrices, modulaires, flexibles et asservies à la disponibilité d’électricité sur le système électrique. Ces unités de conversion de CO2 en méthanol seront ainsi capables d’adapter leur niveau de production à la variabilité en qualité et en quantité de leurs flux entrants.
Le projet VItESSE² se déroulera en trois étapes, chacune mettant l’accent sur la flexibilité et le fonctionnement en régime transitoire du concept pour en identifier ses limites :
•Etape 1 : Projet de R&D amont (objet de la présente demande d’aide)
Etude et développement d’un procédé flexible, en rupture, de conversion de CO2 dilué et contenant des impuretés, en méthanol, à l’échelle laboratoire.
Développement de nouveaux catalyseurs résistant aux contraintes imposées (impuretés et régime transitoire) et de nouvelles configurations de réacteurs (intensification de procédé et optimisation en fonction des contraintes de fluctuation des flux entrants).
•Etape 2 : Projet de R&D de démonstration
Démonstration du concept de conversion de CO2 en méthanol assisté par de l'hydrogène électrolytique (à partir d’électricité issue de moyens de production faiblement émetteurs de CO2) sur une unité de démonstration pilote couplant un électrolyseur pilote d’une capacité de production nominale de 20 Nm3/h à une unité de conversion de méthanol.
•Etape 3 : Projet de démonstration à une échelle significative
Conception, construction et opération d’une unité de conversion de CO2 en MeOH, à l’échelle semi-industrielle, couplée à un flux de CO2 industriel.
Le projet VItESSE² contribue à réduire la dépendance énergétique et « carbone » territoriale. Il permet non seulement de fédérer les acteurs pour faire émerger une nouvelle filière industrielle mais aussi de créer de la valeur dans des filières industrielles stratégiques existantes.