Centre de recherche de Jülich en Allemagne : d'ici 2050, environ 97 % des régions en pénurie d'eau pourraient produire du méthanol vert grâce à l'humidité

fr.wedoany.com Rapport : Le Centre de recherche de Jülich (Forschungszentrum Jülich) en Allemagne démontre comment produire du méthanol renouvelable même dans les régions en pénurie d'eau, en utilisant le captage direct de l'air (Direct Air Capture, DAC) pour extraire simultanément le dioxyde de carbone et l'eau de procédé de l'air, sans consommer de ressources locales en eau douce. Les calculs de modélisation portant sur plus de 20 000 zones dans 78 pays, qui devraient connaître un stress hydrique au moins modéré d'ici 2050, montrent qu'environ 97 % de ces zones disposent d'une humidité de l'air suffisante toute l'année pour répondre aux besoins en eau de production.

Les conditions climatiques extrêmes du printemps et de l'été 2026 ont mis en évidence les défis liés à l'eau dans la production de carburants verts. Les températures élevées persistantes et les précipitations inférieures à la moyenne ont provoqué une sécheresse marquée dans de nombreuses régions d'Allemagne et d'Europe, avec une baisse des niveaux des nappes phréatiques et des niveaux d'eau du Rhin et d'autres fleuves. La production d'hydrogène vert et de méthanol nécessite d'importantes quantités d'eau, et les régions bénéficiant d'un ensoleillement et d'un potentiel éolien abondants souffrent souvent d'un manque d'eau, ce qui fait de la source d'eau de production une question concrète.

Henrik Wenzel, premier auteur de l'article et chercheur à l'Institut d'analyse des systèmes de Jülich (Jülicher Systemanalyse), indique que les régions disposant d'un ensoleillement et d'un potentiel éolien abondants offrent les meilleures conditions pour la production de carburants verts, mais souffrent souvent d'un manque d'eau. Cette étude s'inscrit dans le cadre du projet DryHy, financé par le ministère fédéral allemand de la Recherche, de la Technologie et de l'Espace (Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt) et coordonné par l'Institut des technologies énergétiques du Centre de recherche de Jülich, qui examine la production de méthanol renouvelable dans les régions en pénurie d'eau dans une perspective globale. L'étude publiée propose une évaluation technico-économique de la chaîne de procédés correspondante.

Le procédé repose sur le captage direct de l'air. Un matériau filtrant absorbe l'humidité de l'air tout en fixant le dioxyde de carbone ; l'eau séparée entre dans le processus de production de méthanol avec le CO₂. Les chercheurs ont modélisé l'ensemble de la chaîne de procédés, couvrant la production d'électricité renouvelable, l'électrolyse, le stockage d'énergie, l'utilisation de la chaleur et les processus de refroidissement sans consommation d'eau supplémentaire. Même dans les sites très secs, la production reste largement réalisable si l'usine fonctionne en priorité pendant les périodes de forte humidité et stocke temporairement l'eau.

Jann Weinand, responsable du département des scénarios intégrés à l'Institut d'analyse des systèmes de Jülich, explique qu'un approvisionnement en électricité renouvelable suffisant et aussi stable que possible est généralement plus important qu'une humidité élevée, et que les sites combinant bien l'énergie éolienne et solaire sont particulièrement favorables. Les modèles montrent que dans des emplacements idéaux avec un potentiel éolien et solaire abondant, les coûts de production en 2050 sont estimés à plusieurs centaines d'euros par tonne, pouvant se rapprocher des prix actuels du marché ; dans des sites moins favorables, les coûts peuvent être plusieurs fois supérieurs. Le prix contractuel actuel du méthanol vert en Europe est d'environ 1 000 euros par tonne. Les chercheurs rappellent que les prix du marché fluctuent fortement et que cette comparaison n'est qu'un instantané ; la baisse des coûts technologiques et la hausse des prix du CO₂ pourraient progressivement réduire l'écart entre les coûts de production futurs et les prix actuels du marché.

L'impact à grande échelle de l'extraction de vapeur d'eau sur le climat local reste une question ouverte, et le projet DryHy étudie ces effets. Les analyses actuelles modélisent comment la température et l'humidité affectent l'usine ; à l'avenir, il sera également possible d'évaluer les effets de rétroaction potentiels sur l'humidité de l'air, la couverture nuageuse ou les précipitations. Thomas Schöb (responsable de l'équipe de transition des systèmes énergétiques) indique que le fait de ne pas utiliser les ressources locales en eau douce ne signifie pas que l'extraction d'eau de l'atmosphère est sans conséquences à n'importe quelle échelle, et que des études spécifiques au site devraient être menées avant la construction d'usines à grande échelle.

Les chercheurs précisent également qu'il s'agit d'un calcul de modélisation technico-économique ; les variations régionales du financement, des coûts de main-d'œuvre et des infrastructures, ainsi que les éventuelles pénuries de matériaux, n'ont pas été entièrement intégrées. Le mode de fonctionnement flexible de l'électrolyse à haute température supposé par le modèle doit également être validé dans le cadre d'un fonctionnement industriel continu. Henrik Wenzel souligne que l'étude ne fournit pas de plan prêt à l'emploi pour chaque site, mais montre dans quelles conditions ce concept est plus prometteur et identifie clairement les questions techniques et écologiques auxquelles il faudra répondre à l'étape suivante.