Vu la consommation mondiale actuelle d’énergie, l’épuisement des ressources fossiles, d’une part, et non renouvelables, d’autre part, est bien imminent. En effet, on estime que nous utilisons en huit secondes le pétrole que produit la nature en un an. En outre, en 2012, presque 82 % de l’énergie primaire mondiale consommée provenait du pétrole et du charbon de terre [1]. Aussi, la filière Energie est identifiée comme la principale responsable des enjeux environnementaux. Les gaz à effets de serre (GES) qu’engendrent leurs mises en œuvre affectent, en effet, les changements climatiques et occasionnent la pollution de l’environnement. Le monde devrait donc prendre immanquablement des mesures pour faire face à ce double problématique, principalement d’origine anthropique. L’échauffement planétaire, notamment marqué par les sècheresses répétitives, est causé par le rejet en excès de dioxydes de carbone dans l’atmosphère. Le développement de l’utilisation des énergies renouvelables, Solaire, Eolienne, Hydroélectrique, Géothermique, Biomassique, est à la fois essentiel et urgent. Cette catégorie d’énergie s’oppose d’ailleurs aux énergies fossiles.
Contexte et problématiques
Situation actuelle des industries charbonnières de l’Afrique
Depuis l’accord de la COP 21 de décembre 2015 signé par la plupart de ses pays, l’Afrique semble se tourner vers plus de charbon minéral, au recours aux besoins énergétiques [5].
Ainsi, des négociations d’exploitation et des projets de collaboration tendent à s’amplifier, ces derniers qui, à partir de l’Afrique du Sud, s’étendraient au reste de l’Afrique australe (Swaziland, Botswana, Mozambique, Zimbabwe, Zambie, Malawi, Tanzanie, Madagascar), avant d’atteindre un des pays plus éloignés tel le Nigeria. Toutefois, sur les 266 Mt extraites en 2015, 252 venaient toujours d’Afrique du Sud, mais quelques pays tentent de s’affirmer sur la piste de la production charbonnière mondiale : le Botswana, le Mozambique et le Zimbabwe.
Parmi les faits nouveaux du côté de l’offre, l’arrivée d’une nouvelle génération d’investisseurs, les uns locaux, les autres étrangers, de plus en plus chinois, indiens et brésiliens, se fait remarquer considérable. Seules ou en partenariat avec des entreprises locales, les compagnies modernisent l’exploitation de mines anciennes, en ouvrent de nouvelles ou se lancent dans l’exploration de nouveaux territoires. Chaque année, des ressources sont ainsi classées en réserves prouvées, des investissements industriels engagés, des moyens ferroviaires et portuaires améliorés.
Les énergies renouvelables
Activités humaines vers des technologies nouvelles
On entend par énergie renouvelable, les énergies qui utilisent des sources inépuisables d’origine naturelle [f] : rayonnement solaire, vent, cycles de l’eau et de carbone dans la biosphère, flux de chaleur interne de la terre, effet de l’attraction lunaire et solaire sur les océans. Elles s’opposent ainsi aux énergies fossiles, dont les stocks forcement limités se sont constitués lors de la formation de synthèse solaire (uranium, thorium), ou, au cours des âges géologiques, à partir d’une fraction infime de la biomasse terrestre qui a pu se fossiliser (charbon, pétrole, gaz naturel). On se propose d’accroitre significativement la part de l’électricité produite, à partir d’énergie renouvelable.
Les énergies renouvelables
Les types d’énergies renouvelables sont principalement le solaire, l’éolien, l’hydroélectrique, le géothermique et la biomassique.
L’énergie de la biomasse
Ainsi sous le terme biomasse peuvent être cités en plus des produits d’origine végetale ou animale, des boues de station d’épuration, des déchets ménagers. Pour le cas de ce qui suit, la biomasse ne concernera que les produits d’origine végetale non contaminés, tels que, bois, tiges de mais, cannes à sucre, balles de riz. Puisqu’on parle d’énergie, pour la production de carburant, il existe trois voies de conversion des biomasses lignocellulosiques :
– conversion biochimique : hydrolyse enzymatique et fermentation de sucre, fermentation des déchets organiques.
– conversion chimique physique : extraction, estérification, reformage du méthane.
– conversion thermochimique : pyrolyse, hydro liquéfaction, gazéification.
La biomasse est classée parmi les ressources d’énergies renouvelables, car elle utilise le carbone de son contenu, qui vient de l’atmosphère lors de sa croissance, pour être sous la dénomination de combustible. La plus grande partie du sujet concerne la troisième procédé de conversion, dans la production de synga par gazéification de biomasse, dans le contexte où la pyrolyse et la gazéification sont deux options techniques qui permettraient de transformer la biomasse en vecteur énergétique plus ou moins directement convertissable en electricité.
La biomasse organique, qui comprend les liqueurs usées, l’écorce, les résidus forestiers, les résidus agricoles et les cultures énergétiques, convertit le carbone organique en gaz de synthèse composé principalement d’hydrogène et de monoxyde de carbone (syngas) pouvant remplacer le gaz naturel. La biomasse peut être brûlée dans un système de production d’électricité à cycle combiné ou être une ressource durable dans la production de biocarburants et de produits biochimiques [9]. Ainsi, la biomasse peut être transformée puis utilisée de différente manière pour la production d’énergie. La gazéification est la principale conversion utilisée de nos jours.
La gazéification utilise la chaleur et la pression qui transforment tout matériau contenant du carbone en gaz de synthèse composé principalement de monoxyde de carbone et d’hydrogène, qui a de nombreuses utilisations [10]. La gazéification ajoute de la valeur aux matières premières à valeur faible ou négative en les convertissant en carburants commercialisables. Les matières premières utilisées pour créer des gaz de synthèse dépendent de ce qu’elles sont facilement disponibles. Le charbon bon marché à faible teneur est un approvisionnement facilement disponible. En Alberta, les sables bitumineux constituent une source de combustible abondante. Une demande en Inde à l’étude utilise des stocks de canne à partir de déchets agricoles. Les applications urbaines incluent les ordures et les pneus. En Amérique du Nord, la foresterie, la pâte à papier et les déchets de papier peuvent être utilisés pour être recyclés en gaz de synthèse et réinjectés dans les centrales électriques. Divers autres déchets industriels pourraient être réintroduits dans les usines pour être recyclés, seraient sinon déversés dans des décharges.
Selon le département américain de l’énergie, la gazéification pourrait être l’un des meilleurs moyens de produire de l’hydrogène propre pour les automobiles et les piles à combustible de demain. L’hydrogène et d’autres gaz de charbon peuvent également être utilisés pour alimenter des turbines de production d’électricité ou en tant que « composants de base » chimiques pour une large gamme de produits commerciaux .
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