L'objectif principal du projet ECLOSION est de créer de nouveaux matériaux, technologies et procédés pour la production, le stockage et le transport d'hydrogène et de biométhane renouvelables et locaux.

Cette génération de vecteurs énergétiques sera produite à partir de déchets urbains, de déchets agroalimentaires, d'eaux usées et de boues d'épuration, l'objectif étant de fournir de nouveaux outils technologiques au secteur des énergies renouvelables, en stimulant l'activité économique et la création d'emplois qualifiés.

Le projet propose également le développement d'outils d'optimisation énergétique, ce qui implique la conception de systèmes énergétiques éco-efficaces, flexibles et intelligents, de la source à la consommation.

Cette initiative est portée par un consortium de huit entreprises mené par Aqualia qui, avec FCC Medio Ambiente, CADE, Ghenova, ARIEMA H2B2, Idecal et MindCaps, se lancent dans un projet d'une durée de quatre ans (2021-2024).

ECLOSION dispose d'un budget total de 6 602 498 € et d'une subvention de 4 451 374,85 € provenant de l'appel à propositions MISSIONS SCIENCE ET INNOVATION 2021. Cette subvention est accordée par le CDTI avec le soutien du Ministère de la Science et de l'Innovation et un financement de l'Union Européenne dans le cadre du programme Next Generation EU. Cet appel finance des projets de recherche précompétitifs en coopération, menés par des entreprises, pour atteindre :

• Recherche pertinente qui propose des solutions à des défis sociétaux transversaux et stratégiques.
• Améliorer la base de connaissances et de technologies sur laquelle les entreprises espagnoles s'appuient pour être compétitives.
• Stimuler la coopération entre les secteurs public et privé.

ECLOSION s'inscrit dans le cadre de la mission de promotion d'une énergie sûre, efficace et propre pour le XXIe siècle. Le projet permettra également de créer 15 nouveaux emplois hautement qualifiés, dont 10 devraient être occupés par des femmes.

Les recherches seront menées dans les entreprises, les laboratoires et les infrastructures spécialement équipées des organismes de recherche et dans quatre centres de développement, le centre de traitement des déchets de Valladolid, géré par FCC Medio Ambiente, et les installations de traitement des déchets de Salamanque, Lleida et Jerez de la Frontera, gérées par Aqualia.

ECLOSION recherche de nouveaux modèles de production d'hydrogène vert complémentaires à l'électrolyse avec des énergies renouvelables, découplés de la disponibilité d'une eau de haute qualité et intégrés dans un modèle énergétique décarboné selon les principes de l'économie circulaire et de la digitalisation.

Pour relever ces défis, le projet ECLOSION est organisé en 5 activités interdépendantes, avec comme élément central la production durable de biohydrogène et de biométhane, toujours d'un point de vue économique et environnemental.

L'activité 1 propose d'utiliser le contenu énergétique des eaux usées pour générer des vecteurs énergétiques (biohydrogène et biométhane) au moyen de processus bioélectrochimiques. Les eaux usées seront convenablement régénérées pour être utilisées dans des électrolyseurs afin d'obtenir de l'hydrogène de haute qualité à des coûts raisonnables. D'autre part, des processus biologiques nouveaux et plus efficaces seront étudiés pour la production et la purification de biohydrogène et de biométhane à partir de la fraction organique des déchets solides (FODS), des déchets agroalimentaires et des boues d'épuration.

L'activité 2 propose comme traitement thermochimique la gazéification supercritique catalysée des biodéchets, des boues d'épuration et des digestats à forte teneur en matière organique afin de générer un gaz de synthèse riche en hydrogène. Il est également proposé d'étudier un système de stockage à haute pression pour tirer parti des conditions du processus. 

L'activité 3 se concentre sur l'étude de nouveaux procédés et matériaux pour la séparation des mélanges de gaz produits avec de l'hydrogène, du méthane et/ou du dioxyde de carbone dans leur composition, afin de générer des gaz purs de haute qualité. En outre, des options pour la capture et la valorisation intégrale du dioxyde de carbone généré dans tous les processus seront étudiées. 

L'activité 4 se concentrera sur le stockage, le transport et la transformation des vecteurs énergétiques (hydrogène et méthane) générés dans les autres processus. Toutefois, les options technologiques étudiées (électrolyseurs AEM et SOFC, piles à combustible, supercondensateurs hybrides ou compression de l'hydrogène à l'aide d'hydrures) seront universellement applicables à ces vecteurs, quel que soit leur processus de production.

Enfin, l'activité 5 abordera les aspects de l'intégration des processus d'une manière transversale, par le biais de la simulation avec des jumeaux numériques et également de manière expérimentale.

Au cours de l'année 2022, FCC Medio Ambiente a réalisé des fermentations dans les laboratoires de l'Université de Valladolid dans le but d'étudier le processus de fermentation obscure en utilisant les déchets FORSU comme substrat. Les résultats ont montré une production considérable d'hydrogène par rapport au biogaz total obtenu dans chaque fermentation. Quant au pourcentage de H2 détecté dans le biogaz, il était en moyenne de 47,2 % dans l'intervalle de production le plus élevé, entre 24 et 72 heures. Au cours de l'année 2023, des tests de fermentation obscure seront réalisés sur un prototype à l'échelle à l’installation de traitement de déchets de Valladolid.

Le développement de nouvelles membranes polymériques peu coûteuses et efficaces pour la séparation des mélanges de biohydrogène issus de la fermentation obscure (H2/CO2) et des mélanges H2/CH4 issus de la purification du gaz de synthèse a également été achevé en collaboration avec l'Université de Valladolid. Au cours de l'année 2023, elles seront validées au centre technologique de CARTIF.