La dépolymérisation thermique est un procédé industriel de décomposition de divers déchets en produits pétroliers bruts. Cela implique de soumettre les matériaux à des températures et pressions élevées en présence d’eau, initiant ainsi un processus connu sous le nom de pyrolyse hydratée. Le résultat est la dépolymérisation des polymères à longue chaîne des matériaux en monomères à chaîne courte, en l’occurrence des hydrocarbures pétroliers. Il s’agit d’un rendu artificiel grandement accéléré du processus qui a formé les combustibles fossiles dans la nature. Une large gamme de déchets, appelés matières premières, peut être utilisée dans les procédés de dépolymérisation thermique, notamment les matières plastiques et les matériaux de biomasse.
Le procédé de dépolymérisation thermique (TDP) existe depuis environ 70 ans mais n’a été considéré comme viable qu’à la fin des années 1990. Ce manque de viabilité était le résultat d’une énergie inacceptable renvoyée sur l’évaluation de l’énergie investie (EROEI), c’est-à-dire la mesure de la quantité d’énergie prise pour produire l’énergie produite. Les premières méthodes nécessitaient beaucoup plus d’énergie à produire que la production d’énergie, mais ont ouvert la voie aux systèmes modernes qui présentent des cotes EROEI de 6.67, soit environ 85 unités d’énergie produites pour chaque 15 dépensé. La production agricole conventionnelle de biodiesel et d’éthanol présente des cotes d’environ 4.2, faisant ainsi du processus de dépolymérisation thermique une option attrayante. Outre son efficacité, le système présente plusieurs autres avantages, notamment la décomposition de la contamination par les métaux lourds en oxydes inoffensifs et la destruction des poisons organiques et des prions responsables des maladies de la vache folle et de Creutzfeldt-Jakob.
En pratique, le procédé de pyrolyse hydrique au cœur de la dépolymérisation thermique est assez simple. Les matières premières sont d’abord broyées en petits morceaux et mélangées à de l’eau. Le mélange est ensuite chauffé à 482°F (250°C) pendant environ 15 minutes dans un récipient sous pression. La vapeur générée augmente la pression dans le récipient à environ 600 livres par pouce carré (PSI) qui, à la fin du processus de chauffage, est rapidement libérée. Cela provoque l’évaporation rapide ou rapide de l’eau, laissant ainsi des solides résiduels et des hydrocarbures bruts.
Ces constituants sont séparés et les hydrocarbures collectés pour un raffinement ultérieur. Cela implique un traitement thermique supplémentaire à 930°F (500°C) et un tri par distillation fractionnée. Les résultats sont des fractions de naphtas légers et lourds, de kérosène et de gazole qui conviennent à la production de plusieurs qualités de mazout. Les solides résiduels restant après le traitement thermique initial peuvent être utilisés comme engrais, filtres, combustibles du sol et charbon actif pour le traitement des eaux usées.
La liste des matières premières adaptées au TDP est longue et comprend des déchets de plastique, des pneus, de la pâte de bois, des déchets médicaux et des sous-produits plutôt désagréables tels que les abats de dinde et les boues d’épuration. L’efficacité du processus de dépolymérisation thermique est encore améliorée par le fait que les sous-produits du processus tels que le méthane, qui ne peuvent pas être décomposés par dépolymérisation, sont collectés et utilisés pour alimenter les turbogénérateurs afin de produire de l’électricité pour l’installation ou la revente. Le méthane possède également un potentiel en tant que biogaz, une alternative verte à l’essence conventionnelle.