Un modèle associe eau et CO₂ captés dans l’air pour produire du méthanol vert

Au Centre de recherche de Jülich, une source possible d’eau de procédé se trouve dans l’air. Une usine de méthanol modélisée y puiserait simultanément le dioxyde de carbone et l’eau présents dans l’air, offrant aux régions riches en soleil et en vent une voie vers un carburant renouvelable sans prélèvement d’eau douce locale. Les travaux, dirigés par Henrik Wenzel de Jülich Systems Analysis, ont été publiés dans Nature Communications.

Le mécanisme repose sur la capture directe dans l’air (DAC) : un filtre fixe le CO₂ tout en absorbant l’humidité. Plutôt que de traiter cette eau comme un effet secondaire indésirable, le concept l’intègre à la production de méthanol. Le modèle de Jülich inclut l’électricité renouvelable, l’électrolyse, le stockage d’énergie, l’utilisation de la chaleur et le refroidissement, sans consommation d’eau supplémentaire.

Les chercheurs ont testé l’idée dans plus de 20 000 régions de 78 pays qui devraient connaître au moins un stress hydrique modéré en 2050. Dans environ 97 % d’entre elles, l’air contient suffisamment d’eau sur une année pour alimenter le procédé. Même dans les endroits très secs, le modèle estime que la production pourrait en principe fonctionner si l’usine tournait principalement pendant les heures les plus humides et stockait temporairement l’eau.

L’intérêt pratique est d’élargir le choix des sites pour produire du méthanol vert, utilisé dans les plastiques, les peintures et d’autres produits chimiques, et dont l’importance comme carburant maritime augmente. Jülich prévoit des coûts de production de quelques centaines d’euros par tonne en 2050 dans les emplacements favorables, tandis que les sites moins adaptés pourraient coûter plusieurs fois plus cher. Le prix contractuel actuel en Europe est légèrement inférieur à 1 000 € par tonne, même si les prix du marché fluctuent et que l’étude modélise des coûts futurs.

Qu’est-ce qui change concrètement ? Une région disposant de solides ressources éoliennes et solaires ne serait pas automatiquement écartée parce qu’elle manque d’eau douce abondante. Mais il s’agit encore d’un modèle technico-économique, pas d’une usine en fonctionnement : le financement local, la main-d’œuvre, les infrastructures et les pénuries de matériaux ne sont pas entièrement pris en compte, et l’électrolyse flexible à haute température doit encore faire ses preuves dans un usage industriel continu.

Une autre question se pose à l’échelle locale, au-delà des limites de l’usine. Le projet DryHy étudie la possibilité qu’un retrait massif de vapeur d’eau ait une incidence sur l’humidité, les nuages ou les précipitations. Thomas Schöb, de Jülich, souligne qu’éviter les prélèvements d’eau douce ne suffit pas à établir que le retrait d’eau atmosphérique est sans conséquences. Chaque site envisagé devrait donc faire l’objet de sa propre évaluation avant la construction d’usines de très grande taille.