Innovations pour une production respectueuse du climat

Nous nous efforçons de réduire les émissions de CO_₂ et de proposer à nos clients des produits dont l'empreinte carbone est plus faible. Cela signifie que nous avons besoin de technologies à faibles émissions totalement nouvelles. C'est pourquoi nous développons, évaluons et testons des procédés et des technologies sans émissions ou à faibles émissions pour une chimie durable. Dès qu’il y a certitude sur leur efficacité, nous les déployons à plus grande échelle.

Cracquage à l'électricité

Au début de chaque processus de production dans l’industrie chimique, la matière première de base, le naphta, est « craquée ». Le craquage signifie que le naphta est chauffé à des températures atteignant 850 °C, ce qui permet d’obtenir nos produits chimiques de base tels que l’éthylène, le propylène et le benzène. Ce craquage a lieu dans notre unité de craquage à vapeur. En raison des températures élevées requises dans le craqueur à vapeur, nous consommons de l'énergie et émettons du CO₂.

En collaboration avec SABIC et Linde, BASF a mis en service le premier four de craquage à vapeur chauffé électriquement à grande échelle au monde. Cette installation de démonstration dispose d'une puissance de 6 mégawatts d'énergie électrique renouvelable, permettant de tester le comportement des matériaux et les processus à l'échelle industrielle. Cette nouvelle technologie a le potentiel de réduire d'au moins 90 % les émissions de CO₂ de l'un des processus de production les plus énergivores de l'industrie chimique, par rapport aux installations de craquage à la vapeur conventionnelles.

Hydrogène sans CO₂

Pour BASF, l'utilisation d'hydrogène propre est un élément crucial pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. En Europe, par exemple, BASF est l'un des plus grands producteurs d'hydrogène. Ce gaz est une matière première essentielle et irremplaçable pour des produits importants tels que l'ammoniac et entre dans la composition d'innombrables produits de consommation, du chewing-gum au plastique. L'hydrogène est généralement produit à partir d'hydrocarbures tels que le gaz naturel par reformage à la vapeur, un procédé qui s'accompagne d'émissions élevées de CO₂ (environ 9 à 10 tonnes de CO2 par tonne d'hydrogène). La production d'hydrogène figure ainsi parmi les principales sources de CO₂ de l'industrie chimique. Afin de pouvoir produire de l'hydrogène sans émissions de CO_₂ à l'avenir, BASF mise parallèlement sur deux procédés : l'électrolyse de l'eau, déjà disponible sur le marché, et la pyrolyse du méthane, pour laquelle BASF développe actuellement une nouvelle technologie de procédé. Pour poursuivre la montée en puissance de la production d'hydrogène sans CO_₂, il est nécessaire de disposer d'une quantité suffisante d'électricité issue de sources d'énergie renouvelables. Bien que l'hydrogène soit principalement utilisé comme matière première dans l'industrie chimique, il peut servir de vecteur énergétique dans d'autres applications (mobilité, chauffage des bâtiments). L'hydrogène à faibles émissions étant rare, il doit être réservé aux secteurs où son utilisation est essentielle.

BASF collabore avec des partenaires dans le cadre d'un projet visant à développer la pyrolyse du méthane, une technologie permettant de produire de l'hydrogène respectueux du climat à partir du gaz naturel, financé par le ministère allemand de la Recherche, de la Technologie et de l'Aérospatiale (BMRTS). 

L'électrolyse de l'eau consiste à séparer l'eau en hydrogène et en oxygène à l'aide d'électricité. En collaboration avec Siemens Energy, nous avons construit et mis en service, sur le site de Ludwigshafen, une installation d'électrolyse de l'eau d'une capacité de 54 mégawatts, que nous avons intégrée au réseau Verbund. 

Méthanol respectueux du climat

Le méthanol est un important composant de base pour bon nombre de nos produits. Habituellement, le méthanol est produit à partir de gaz de synthèse, qui était essentiellement obtenu jusqu’à présent à partir de gaz naturel. À l’aide de catalyseurs spéciaux, il peut ensuite être transformé en méthanol brut qui, après purification, peut à nouveau être transformé. Dans le nouveau processus de BASF, le gaz de synthèse est généré par l’oxydation partielle du gaz naturel, ce qui n’entraîne pas d'émission de CO₂. Dans les étapes suivantes du processus, le méthanol est produit à partir de gaz de synthèse. Les produits résiduels qui sont ainsi générés sont convertis en CO₂, qui est ensuite traité avec de l’hydrogène (que nous voulons également produire sans émission de CO₂ via la pyrolyse du méthane). Cela génère à nouveau des matières premières qui peuvent être utilisées au début du processus de production de gaz de synthèse. Si ce processus peut être appliqué avec succès à l’échelle industrielle, l’ensemble du processus de production – de la production de gaz de synthèse au méthanol pur – n’émettra plus de CO₂.

Captage, stockage et utilisation du carbone (CSC)

Même si nous passons un jour entièrement aux énergies renouvelables ou adoptons de nouvelles technologies de production, il y aura des cas où les émissions de CO_₂ seront techniquement inévitables ou ne pourront être évitées qu'à un coût extrêmement élevé. C'est pourquoi nous avons besoin d'une bonne technologie de capture, de stockage et d'utilisation du carbone (CCS) pour réduire nos émissions. 

BASF étudie actuellement différents projets CCS et CCU pour ses sites en Europe, aux États-Unis et en Asie. Le projet Project Kairos@C à Anvers en est un exemple. L'objectif est de réduire considérablement les émissions de CO₂ dans le pôle industriel du port d'Anvers. Le projet est cofinancé par l'Union européenne et le gouvernement flamand. 

Électrification de la production de vapeur

La vapeur est l'une des principales sources d'énergie utilisées dans la production chimique. Nous l'utilisons pour sécher nos produits et chauffer nos réacteurs. La production de vapeur à partir de combustibles fossiles génère du CO₂. Afin de produire de la vapeur sans émissions de CO₂ à l'avenir, BASF mise sur des technologies électriques telles que les chaudières électriques et les pompes à chaleur. Les turbines à vapeur électriques peuvent également réduire nos besoins en vapeur et nous permettre de remplacer directement la vapeur par de l'électricité.

Les cinq principaux sites de production de BASF génèrent chacun suffisamment de chaleur résiduelle pour couvrir leurs propres besoins en vapeur. Jusqu’à présent, la majeure partie de cette chaleur résiduelle restait inutilisée. L’objectif est de transformer cette chaleur résiduelle en énergie utilisable, par exemple, pour produire de la vapeur. Les pompes à chaleur industrielles constituent la clé de cette transformation.