Audi conçoit la mobilité du futur afin que l’électricité produite de manière respectueuse de l’environnement joue un rôle clé. Cette électricité alimente non seulement les moteurs électriques des modèles e-tron, mais elle est aussi au cœur de la production électrique de e-carburants Audi: des carburants alternatifs écologiques pour les moteurs à combustion. Audi produit des carburants qui ne dépendent pas du pétrole et génèrent la même quantité de C02 que celle précédemment capturée par l’usine. Connus sous le nom d’e-gaz Audi, e-diesel Audi, e-essence Audi et e-éthanol Audi, avec le e-gaz Audi, Audi propose déjà aux clients de l’Audi A3 g-tron une mobilité propre pour l’environnement.
C’est en 2013 que l’usine e-gaz Audi à Werlte (Emsland) a vu le jour. Avec l’aide de l’énergie éolienne, l’e-gaz Audi, un méthane de synthèse est produit à partir d’eau et de dioxyde de carbone. Le process est réalisé en deux étapes principales: l’électrolyse et la méthanisation. Dans la première étape, l’usine utilise l’électricité générée de manière renouvelable pour séparer les molécules d’eau et produire de l’hydrogène et de l’oxygène. A moyen terme, l’hydrogène pourra aussi être utilisé pour alimenter les véhicules à pile à combustible tels que l’Audi A7 Sportback h-tron quattro.
L’absence de toute infrastructure hydrogène universelle implique actuellement que l’on se concentre sur la deuxième étape du process: l’hydrogène réagit avec le CO2, provenant d’une usine de biogaz (usine de traitement des déchets) située à proximité afin de produire du méthane de synthèse, ou e-gaz Audi. Sur le plan chimique, il est pratiquement identique au gaz naturel fossile, donc il peut être distribué dans toute l’Allemagne via le réseau de gaz naturel vers les stations de GNC et être utilisé sur les modèles Audi g-tron.
Nouveau modèle e-gaz: Audi A4 Avant g-tron
Chaque année, l’usine de production e-gaz Audi produit jusqu’à 1.000 tonnes d’e-gaz en utilisant dans le process jusqu’à 2.800 tonnes de C02. Cette quantité permet à chacun des 1.500 modèles Audi g-tron de rouler 15.000 kilomètres par an, sans empreinte carbone. La société propose gratuitement la carte carburant Audi e-gaz qui peut être utilisée comme moyen de paiement. Cette carte est aussi utilisée comme outil d’informations – Audi injecte l’e-gaz correspondant à la quantité de gaz achetée par les clients dans le réseau de gaz naturel.
L’Audi A3 Sportback g-tron, commercialisée au début 2014, sera rejointe par la nouvelle Audi A4 Avant g-tron à la fin 2016. L’utilisation de l’e-gaz est en cours sur d’autres marchés.
L’usine e-gaz Audi à Werlte démontre l’efficacité du concept de conversion d’électricité en gaz. Celui-ci a déjà été imité à plusieurs reprises dans l’industrie électrique allemande, avec d’autres acteurs majeurs qui exploitent leurs propres usines. Cela permet aussi de stocker les surproductions d’énergie renouvelable de plus en plus fréquentes, apportant ainsi une contribution précieuse à la transition énergétique.
Au même moment, l’usine Audi e-gaz permet de stabiliser le réseau public en Allemagne du nord, alimenté en grande partie par l’énergie éolienne. Comme l’ont montré une série de tests menés par l’opérateur du réseau électrique TenneT TSO GmbH, celui-ci est capable d’être très réactif et fiable tout en lissant les fluctuations du réseau. De plus, il a été retenu pour participer au marché énergétique d’équilibrage secondaire, que les exploitants gèrent pour stabiliser le réseau électrique.
Audi est convaincue du potentiel du concept de conversion de l’électricité en gaz et coopère avec d’autres partenaires pour répondre à la demande croissante en carburant. L’un de ces partenaires est le groupe Thüga, un réseau de services d’énergie municipaux. Il gère également une usine de conversion d’électricité en gaz à Francfort sur le Main, qui teste, entre autres, l’addition d’hydrogène au réseau de gaz naturel.
L’e-gaz obtenu par des moyens biologiques: Viessmann, Partenaire d’Audi
Viessmann GmbH est un autre partenaire d’Audi. Le spécialiste du chauffage d’Allendorf, dans la Hesse. Son expertise dans le domaine de l’électricité et du gaz lui permet d’exploiter en Allemagne la première usine de conversion de l’électricité en gaz impliquant la méthanisation biologique. Un autre exemple est la société cleantech Electrochea à Copenhague, qui vise à introduire la méthanisation biologique dans la classe des mégawatts. La conversion de l’hydrogène en méthane a lieu dans les deux cas non pas comme à Werlte à l’aide d’un procédé thermochimique, catalytique, mais dans le cadre d’un processus biologique: des micro-organismes spéciaux sont alimentés par l’hydrogène et le C02, produisant ainsi l’Audi e-gaz.
Conversion de l’électricité en liquide : e-diesel Audi
L’usine de production de l’Audi e-diesel a commencé les opérations pilotes à Dresden-Reick à la fin de 2014. Ici aussi la formule Audi pour les e-carburants s’applique: la production de carburant génère la même quantité de C02 que celle précédemment capturée par l’usine. La société locale de technologie énergétique Sunfire est ici le partenaire d’Audi. L’usine travaille selon le principe de conversion de l’électricité en liquide (PtL) et utilise l’électricité verte comme énergie primaire. Les matières premières sont l’eau et le dioxyde de carbone fourni par une usine de biogaz. Le dioxyde de carbone est extrait directement de l’air ambiant grâce à La technologie d’extraction directe de l’air – une technologie du Partenaire d’Audi basé à Zurich Climeworks.
L’efficacité du process globale, environ 70 %, est très élevée par comparaison à d’autres procédés de production de carburants liquides de synthèse. Dans un processus séparé, une unité d’électrolyse alimentée par de l’électricité verte sépare l’eau en hydrogène et oxygène. L’hydrogène est ensuite mis en réaction avec le dioxyde de carbone dans deux processus chimiques conduits à 220° Celsius et à une pression de 25 bar pour produire un liquide énergétique, composé d’éléments d’hydrocarbone, appelé Blue Crude (le brut bleu) – qui peut être raffiné pour créer le produit fini Audi e-diesel. Ce carburant ne contient pas ni soufre ni hydrocarbures aromatiques. Son indice de cétane est élevé, ce qui signifie qu’il s’enflamme assez facilement.
Carburant très pur : e-essence Audi
Audi développe actuellement l’Audi e-essence, un autre carburant du futur, neutre en C02 basé sur des matières premières renouvelables. Global Bioénergies S.A. exploite une usine de production pilote de l’isobutène près de Reims (France). Le Centre de Fraunhofer pour les process chimique et biotechnologiques (CPB) implanté à Leuna (Saxe-Anhalt) convertit l’isobutène gazeux en utilisant de l’hydrogène en iso-octane liquide, un carburant de haute qualité. Il ne contient ni soufre ni benzène, et en tant que tel, il brule très proprement.
Global Bioenergies a construit et exploite le démonstrateur de Leuna, un site qui commencera à produire de grandes quantités d’iso-octane en 2016. A moyen terme, les partenaires du projet visent à modifier le process, de sorte qu’il n’utilise aucune biomasse, nécessitant simplement de l’eau, de l’hydrogène issu de sources renouvelables, du CO2 et du rayonnement solaire.
Rendement élevé au mètre carré: Audi e-éthanol
Un autre projet est en cours à Hobbs (Nouveau Mexique, USA). Ici, Audi exploite avec la société de biotechnologie américaine Joule une usine de recherche pour produire de l’e-éthanol haute pureté et de Fe-diesel depuis 2012. Des micro-organismes spéciaux utilisent le rayonnement solaire, le dioxyde de carbone et le sel ou de l’eau saumâtre pour produire des carburants liquides. Le produit fini de cette photosynthèse bio-technologiquement optimisée se présente sous la forme d’alcanes – des composants importants du diesel et de l’éthanol. Aujourd’hui, les rendements spécifiques par zone de l’usine de démonstration sont huit fois plus élevés qu’avec la production de bioéthanol de maïs, qui est répandue aux Etats-Unis, et trois fois plus élevés qu’avec le bioéthanol à base de sucre, qui est principalement produit au Brésil. De plus amples rendements sont attendus.
