Irec lance un combustible maritime zéro émission au port de Barcelone pour une navigation durable

Un consortium dirigé par l’Institut de Recherche en Énergie de Catalogne (IREC) a fait un pas significatif dans la lutte pour réduire les émissions du transport maritime en Espagne. Dans le cadre du projet SUPORT, les entités participantes ont réussi à développer un combustible synthétique pour usage maritime, obtenu à partir d’eaux usées traitées et de dioxyde de carbone issu de leur dépuration.

Cette innovation technologique est spécifiquement conçue pour le Port de Barcelone, l’un des principaux nœuds logistiques de la Méditerranée, et s’intègre dans son Plan de Transition Énergétique, qui vise à réduire progressivement les émissions liées aux activités portuaires. Le résultat est un gasoil marin synthétique à zéro émission nette, pouvant être utilisé dans les navires sans modification des moteurs et qui est également mixable avec les combustibles fossiles actuels.

Un projet pour décarboniser les secteurs difficiles à électrifier

Le cœur du projet SUPORT se concentre sur la fourniture d’une alternative réelle dans des secteurs où l’électrification directe est complexe, comme la navigation maritime ou le transport lourd terrestre. L’initiative démontre qu’il est possible de transformer des flux résiduels — tels que l’eau épurée et les boues des stations de traitement — avec du CO₂ capturé, en un combustible pouvant remplacer le gasoil traditionnel.

Selon les responsables du projet au sein de l’IREC, le combustible obtenu peut être utilisé pur ou mélangé avec des produits fossiles conventionnels. Cette flexibilité ouvre la voie à des stratégies de substitution progressive : des mélanges partiels pour commencer à réduire immédiatement les émissions, jusqu’à un changement total lorsque la production atteindra une échelle industrielle.

En plus de son potentiel environnemental, SUPORT est conçu comme un exemple concret de l’économie circulaire appliquée au domaine portuaire. La valorisation des déchets organiques, des boues de station d’épuration et du CO₂ permet de transformer des matériaux considérés comme des déchets en une ressource énergétique, en adéquation avec les orientations de la transition écologique européenne.

Le projet s’inscrit également dans la feuille de route climatique de l’Union Européenne, qui fixe des objectifs de neutralité climatique pour le milieu du siècle. En proposant une technologie réplicable dans d’autres ports et pôles logistiques européens, la solution développée par le consortium constitue un moyen de réduire les émissions dans le transport maritime à courte et longue distance ainsi que dans les chaînes logistiques terrestres associées.

Comment se produit le nouveau combustible maritime

Le processus conçu dans SUPORT repose sur la combinaison de deux technologies développées par l’IREC, intégrées dans un seul système pour améliorer l’efficacité et limiter les coûts. La première étape est la co-électrolyse, où un co-électrolyseur est alimenté avec du CO₂ et de l’eau usée régénérée provenant des stations d’épuration de l’aire métropolitaine de Barcelone.

Dans cette phase initiale, les deux composants sont transformés en gaz de synthèse, un mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène. Ces deux gaz constituent la matière première de base pour obtenir des combustibles synthétiques, car ils permettent de reconstruire des molécules hydrocarbonées possédant des propriétés similaires à celles des combustibles fossiles traditionnels, mais avec une empreinte de carbone nettement inférieure.

La seconde étape se déroule dans un réacteur catalytique de type Fischer-Tropsch. Dans cet appareil, le gaz de synthèse réagit sur un catalyseur spécifique pour produire un hydrocarbure de chaîne longue, de nature synthétique, équivalent fonctionnellement au gasoil marin utilisé aujourd’hui par la majorité des navires.

Un des progrès clés du projet a été le développement d’un catalyseur à base de cobalt et d’oxydes de cérium, optimisé pour ce type de réaction. Grâce à son design, le système atteint un taux de conversion du monoxyde de carbone supérieur à 70 %, avec une sélectivité dépassant 80 % vers des hydrocarbures C5+, c’est-à-dire des fractions appropriées pour une utilisation comme carburant liquide.

Ces performances ont été validées dans un réacteur pilote avec une capacité de 5 NMm³ par jour de gaz de synthèse, permettant de confirmer le potentiel de la technologie au-delà du laboratoire. L’intégration en un seul schéma de co-électrolyse et de Fischer-Tropsch contribue à accroître l’efficacité globale du processus et à réduire les coûts associés, des aspects essentiels en vue d’un éventuel déploiement commercial.

Collaboration entre entités publiques et privées

SUPORT se structure en tant que consortium, où l’IREC joue un rôle de leadership scientifique et technologique, mais où plusieurs acteurs clés du cycle de l’eau et de la logistique portuaire participent. Parmi eux se trouvent le Port de Barcelone, Aigües de Barcelone, Cetaqua et le centre de recherche CIMNE-CENIT.

Cetaqua et Aigües de Barcelone se sont concentrées sur le développement et l’optimisation des processus pour l’obtention d’hydrogène biologique issu de matière organique et de boues d’épuration. Cet hydrogène vient compléter celui généré lors de la co-électrolyse et s’intègre dans le schéma général de production de gaz de synthèse, contribuant à optimiser l’utilisation des ressources disponibles dans les installations de traitement des eaux.

Pour sa part, CIMNE-CENIT a mené des analyses économiques et d’impact environnemental du processus pour évaluer sa viabilité à grande échelle. Ces études confirment que la technologie peut devenir une option compétitive et évolutive dans le contexte européen, à condition que des conditions d’investissement et un cadre réglementaire adaptés aux combustibles durables soient mis en place.

Le Port de Barcelone a évalué la demande potentielle de combustibles alternatifs parmi les opérateurs maritimes utilisant ses installations. Ces informations sont cruciales pour dimensionner les futures usines de production et concevoir des services de fourniture adaptés au rythme d’adoption des nouveaux combustibles par les compagnies maritimes et les entreprises logistiques.

Les responsables de l’autorité portuaire soulignent que le projet a permis d’expérimenter en laboratoire une technologie ayant une application directe sur les activités du port. Le défi suivant, affirment-ils, consiste à industrialiser le processus pour offrir un volume de combustible suffisant répondant aux besoins du transport maritime ainsi qu’à d’autres segments, comme les camions et les véhicules lourds.

Intégration dans les politiques européennes de transition énergétique

Le projet SUPORT reçoit un financement dans le cadre du Plan de Récupération, Transformation et Résilience grâce aux fonds européens NextGenerationEU. Plus précisément, le projet PLEC2022-009250 bénéficie du soutien du Ministère de la Science, de l’Innovation et des Universités, via l’Agence État de Recherche, ainsi que de l’Union Européenne elle-même.

Cette ligne de financement est orientée vers la promotion de technologies contribuant à la décarbonisation de l’économie et à la réduction des émissions dans des secteurs stratégiques. Dans le cas de SUPORT, l’accent est mis sur la démonstration qu’il est possible de produire des combustibles maritimes durables en utilisant des ressources locales – comme les eaux usées urbaines – et en fermant le cycle du carbone via la réutilisation du CO₂.

La proposition s’inscrit dans les directives communautaires qui visent à accroître la proportion de combustibles renouvelables d’origine non biologique dans le transport et dans le paquet législatif européen pour réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre d’ici 2030. Étant donné qu’il s’agit d’une technologie réplicable, les résultats obtenus à Barcelone pourraient être appliqués à d’autres ports européens dotés d’infrastructures d’épuration similaires.

Un aspect important à noter est que le combustible généré est compatible avec l’infrastructure actuelle de stockage et de fourniture des ports. Cela facilite son intégration progressive sur le marché, sans nécessiter de grandes modifications dans les réservoirs, tuyauteries ou systèmes d’approvisionnement, réduisant ainsi les barrières d’entrée pour les opérateurs.

Ainsi, le projet vise non seulement des objectifs environnementaux, mais propose également une approche pragmatique pour accompagner les entreprises du secteur maritime dans leur adaptation aux futures normes européennes concernant les émissions et l’utilisation de combustibles alternatifs, évitant ainsi des disruptions brusques dans leur fonctionnement quotidien.

Le rôle de l’IREC dans la recherche énergétique en Catalogne

L’Institut de Recherche en Énergie de Catalogne est un centre de recherche public spécialisé dans le domaine de l’énergie, rattaché au Département du Territoire, de l’Habitat et de la Transition Écologique de la Gouvernement de Catalogne, avec la participation également du Département de la Recherche et des Universités. Reconnu comme centre CERCA et accrédité comme centre TECNIO, son activité est orientée vers l’accompagnement des secteurs productifs dans la transition vers des systèmes énergétiques plus durables.

Depuis sa création en 2008, l’IREC allie recherche appliquée, innovation technologique et transfert de connaissances vers les entreprises et les administrations. Ses lignes de travail vont de l’intégration des énergies renouvelables et du stockage d’énergie à l’efficacité énergétique dans les bâtiments, la mobilité durable et les nouveaux vecteurs énergétiques tels que l’hydrogène ou les combustibles synthétiques.

Dans le cadre du projet SUPORT, le centre a mis à profit son expertise en électrochimie, catalyseurs avancés et conception de réacteurs, permettant d’intégrer dans un schéma technologique unique des étapes qui sont souvent abordées séparément. Cette intégration est essentielle pour atteindre des rendements élevés et réduire les coûts du processus de production de combustibles synthétiques.

De plus, l’IREC participe activement à la diffusion des résultats vers la communauté scientifique, les administrations et le grand public, dans le but de sensibiliser aux réelles possibilités des technologies émergentes et à leur impact potentiel sur la transition énergétique. Des initiatives comme SUPORT renforcent son rôle en tant qu’agent de référence dans le domaine de la recherche énergétique en Catalogne et, par extension, dans le sud de l’Europe.

Toute cette activité repose sur des collaborations constantes avec des entreprises, des opérateurs d’infrastructures et d’autres centres de recherche, ce qui facilite le développement de technologies qui ne restent pas cantonnées au laboratoire, mais qui progressent vers des projets pilotes et, par la suite, vers des solutions commerciales alignées avec les besoins réels du marché.

Initiative SUPORT montre comment, à partir de déchets, de CO₂ et de technologies développées dans des centres publics, il est possible de générer un combustible maritime zéro émission conforme aux exigences environnementales de l’Union Européenne et aux stratégies de décarbonisation du Port de Barcelone. Sa compatibilité avec les moteurs actuels, la possibilité de le mélanger avec des combustibles conventionnels et son approche d’économie circulaire en font un exemple pratique de la manière dont l’innovation peut accélérer la transition énergétique dans l’un des secteurs les plus complexes à transformer.