Projet LIFE : Économie circulaire appliquée à l'élimination des nitrates : production d'hydrogène et valorisation des déchets en eau potable
- Taper Projet
- État En cours
- Exécution 2023 -2027
- Budget alloué 2.329.944,00 €
- Portée Europeo
- Communauté autonome Comunitat Valenciana
- Principale source de financement VIE
- Site Web du projet Web del proyecto
Le projet LIFE ELEKTRA vise à réduire les concentrations de nitrates tout au long du cycle de l'eau en co-créant un système intégré, innovant, simple, rentable, durable et transférable. Le système du projet sera basé sur l'utilisation de la dénitrification électrochimique pour éliminer les nitrates et les convertir en azote gazeux, tout en améliorant la décarbonisation du processus grâce à une analyse d'intégration des énergies renouvelables axée sur le photovoltaïque et l'hydrogène, et d'autres outils d'optimisation.
Les nutriments tels que l’azote (N) et le phosphore (P) sont essentiels à la croissance des plantes et sont souvent utilisés comme engrais pour garantir des rendements plus élevés en agriculture. Cependant, la demande croissante de production alimentaire a conduit à une augmentation de la production et à l’utilisation concomitante d’engrais, ce qui est associé à une pollution accrue de l’eau (les nitrates et le phosphore dans les eaux de surface peuvent provoquer l’eutrophisation), à la pollution de l’air et du sol et à des effets négatifs sur la santé humaine (les concentrations de nitrates supérieures à 50 ppm sont nocives pour les nourrissons, les fœtus et les personnes ayant des problèmes de santé). À l’échelle mondiale, les niveaux d’azote et de phosphore dépassent déjà les limites de sécurité, ce qui constitue une grave menace pour la nature et le climat.
L’Europe contribue de manière significative à cette forme de pollution. L'Agence européenne pour l'environnement (AEE) estime qu'en Europe, la limite des pertes d'azote est dépassée d'un facteur 3,3 et la limite des pertes de phosphore d'un facteur 2. Selon le dernier rapport de l'AEE sur l'état des eaux européennes, les nitrates sont le principal polluant de l'UE, affectant plus de 18 % de la surface des masses d'eau souterraines, l'agriculture étant la principale cause. Malgré les efforts déployés pour prévenir la pollution par les nitrates, la Commission européenne continue de mener des procédures d’infraction contre plusieurs États membres, dont la Belgique, l’Allemagne, l’Italie et l’Espagne. En conséquence, en 2020, l’Espagne a examiné et désigné des zones vulnérables aux nitrates (NVZ), notamment Gandía et quatre des huit îles Canaries. Malte est un cas similaire, puisque l’île entière a été désignée NVA en 2008 à la suite d’un programme de surveillance de la qualité des eaux souterraines approfondi et détaillé.
- Valider la technologie de dénitrification électrochimique appliquée au traitement des cours d'eau à fortes concentrations en nitrates, transformant les nitrates en azote gazeux qui est émis dans l'atmosphère sans impact sur l'environnement.
- Récupérer les déchets produits lors des étapes de pré- et post-conditionnement de l'eau de la dénitrification électrochimique, en créant un processus qui se rapprochera du zéro rejet liquide dans l'environnement.
- Démontrer la validité d’un système permettant l’hybridation des énergies renouvelables pour couvrir le plus grand nombre possible de besoins énergétiques des procédés, réduisant les émissions de gaz à effet de serre en décarbonant le procédé. À cette fin, il est prévu de concevoir et de mettre en œuvre une étape de capture, de concentration et de stockage de l’hydrogène gazeux, sous-produit du processus de dénitrification. Ce flux d’hydrogène de haute pureté sera utilisé pour alimenter une pile à combustible. De plus, l’énergie solaire photovoltaïque sera couplée au processus de dénitrification comme source d’énergie.
- Démontrer la reproductibilité de la solution proposée en abordant trois études de cas, situées en Espagne (Valence et les îles Canaries) et en République de Malte, chacune avec des caractéristiques différentes, mais avec le même défi.
- Augmenter le niveau de maturité technologique (TRL) de la solution proposée du TRL actuel 5-6 au TRL 8.
Le rejet d'environ 1 460 m3/an d'eau contaminée (4 m3/jour) actuellement généré dans l'usine d'électrodialyse réversible de Gandía sera évité. De plus, une usine pilote existante sera adaptée pour traiter 0,5 m3/jour pendant six mois (91 m3 au total) à La Aldea (Gran Canaria) et à la station de pompage de Bingemma (Malte).
La concentration en calcium (Ca) sera réduite de 750 mg/l à 10 mg/l dans la première étape du procédé (adoucissement par technologie d'échange d'ions). Cela permettra la production de plus de 1 000 kg de Ca par an. Le Ca obtenu sera utilisé dans le processus du projet, notamment dans l’étape de déminéralisation post-traitement.
Une élimination de 85% (près de 500 kg) de nitrates, transformés en azote gazeux, après concentration des nitrates par osmose inverse (de 420 ppm à 1 600 ppm).
Production d'énergie à partir de deux sources : d'une part, avec l'hydrogène produit par le procédé (10,88 KWh/jour et environ 4 000 KWh/an) et, d'autre part, avec des panneaux photovoltaïques (26 KWh/jour et environ 9 500 KWh/an). La production totale (environ 13 500 kWh/an) a été estimée à 30 % de la consommation prévue du projet.
Éviter l'émission de plus de 1 850 kg de CO2 par an, en considérant un ratio de 138 g d'équivalent CO2 par kWh d'électricité consommée (données du mix énergétique de mars 2023 en Espagne).
- Nom du coordinateur/de l'entité : Maria Pedro
Adresse postale : GRAN VIA MARQUES DEL TURIA 19, 46005, Valence,
- AGUAS DE VALENCIA SA
- UNIVERSIDAD DE ALICANTE
- APRIA SYSTEMS SL
- UNIVERSITAT DE VALENCIA
- ASOCIACION INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA ENERGIA
- INSTITUTO TECNOLOGICO DE CANARIAS S.A.
- REDINN - SRL
- WATER SERVICES CORPORATION - WSC
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