The transition to a sustainable energy future has become a global priority, especially in face of growing concern about climate change and the need to reduce greenhousegas emissions. In the European context, current environmental legislation setsa legally binding target of zero net greenhouse gas emissions by 2050, pushingthe fuel market towards alternative conversion routes using renewable resources.Currently, one promising conversion pathway is the production of Renewable Fuelsof Non-Biological Origin (RFNBOs), such as e-methanol, synthesized from renewablehydrogen and captured carbon. The RFNBOs production process certainly presentsseveral challenges related to production, storage and transportation costs, but giventhe growing demand scenario of the next 20 years, it offers the most immediatepromising alternative to fossil fuels.

This thesis evaluates the potential for e-methanol production in France, whose strongclimate policies and renewable energy commitments under the European Green Dealand Paris Agreement make it an ideal candidate for RFNBO deployment. Theevaluation includes two production capacities, 40k and 80k tons per year, and twostrategic locations, Marseille and Dunkirk. The study includes a comprehensivereview of e-methanol’s potential in the French energy landscape, covering technical,economic, and regulatory dimensions over the next 25 years.

In this research, a plant process modeling was conducted using Aspen Plus to simulate the methanol synthesis, while the energy generation was developed in Homer Pro todesign and assess all renewable energy microgrid configurations.

The methanol synthesis process simulation results indicate a requirement of 0.18 kg of hydrogen and 1.37 kg of CO2 per kg of methanol and the analysis of the plantmodel identified the PEM electrolyzer as the main energy consumer, operating at 74.8% efficiency. At full-load operation of 7,000 hours per year, the energy demandivranged between 451.7 GWh/year and 902 GWh/year for the 40 kton and 80 kton cases, respectively.

For the study of energy production, four energy architecture scenarios were evaluated, with Scenario 4 being the most technically and economically viable. In the case of Dunkirk, the 80kton energy generation architecture integrates 75.6% wind and 24.4% solar energy, supported by a hybrid infrastructure: a 150 MW PEM electrolyzer, 50 wind turbines, a 300 MW photovoltaic system, a 300 MW converter, and a 150-ton hydrogen storage tank. This best energy generation solution, achieves a 100% renewable energy share, with a Net Present Cost (NPC) of 245 million EUR and a Levelized Cost of Methanol (LCOM) of 484 EUR/ton, which is higher than the 2024fossil methanol reference price of 353 EUR/ton. Additionally, the environmentalassessment indicated the 80 kton plant emissions reached 450 kg CO2eq per ton ofmethanol, which is 36.4% of total emission.

It is concluded that the economic viability of the e-methanol plant project could beimproved through policy incentives, such as higher electricity sellback tariffs, whichwould reduce the LCOM making it more competitive with fossil fuels

Övergången till en hållbar energiframtid har blivit en global prioritet, särskilt mot bakgrund av den växande oron för klimatförändringar och behovet av att minska utsläppen av växthusgaser. Inom det europeiska sammanhanget fastställer nuvarande miljölagstiftning ett juridiskt bindande mål om nettonollutsläpp av växthusgaser tillår 2050, vilket driver bränslemarknaden mot alternativa omvandlingsvägar med förnybara resurser. En lovande väg är produktionen av förnybara bränslen enligt RFNBOs, såsom e-metanol, som syntetiseras från förnybar vätgas och infångadkoldioxid. Produktionsprocessen för RFNBOs medför visserligen flera utmaningar relaterade till produktions-, lagrings- och transportkostnader, men med tanke på det växande efterfrågescenariot de kommande 20 åren erbjuder den det mest lovande omedelbara alternativet till fossila bränslen.

Denna studie undersöker genomförbarheten för e-metanolproduktion i Frankrike, ett land som är i linje med den Europeiska gröna given och Parisavtalet. Frankrikes starka politiska åtagande att minska utsläppen och öka kapaciteten för förnybarenergi gör landet till en idealisk kandidat för implementering av RFNBOs. Två produktionskapaciteter, 40k och 80k ton per år, samt två strategiska platser, Marseille och Dunkerque, analyserades. Studien inkluderar en omfattande översyn av e-metanolens potential i det franska energilandskapet, med tekniska, ekonomiska och regulatoriska perspektiv över en period på 25 år.

Anläggningsprocessen modellerades med hjälp av Aspen Plus för att simulerametanolsyntesen, medan Homer Pro användes för att utforma och utvärderakonfigurationer för mikronät med förnybar energi. Analysen av anläggningsmodellenidentifierade PEM-elektrolysören som den största energiförbrukaren, med enverkningsgrad på 74,8% och ett behov av 0,18 kg väte och 1,37 kg CO2 per kilogrammetanol. Vid full drift, 7 000 timmar per år, varierade energibehovet mellan 451,7viGWh/år och 902 GWh/år för respektive 40 kton- och 80 kton-fall.

Fyra scenarier för energiaritektur utvärderades, där Scenario 4 visade sig varadet mest tekniskt och ekonomiskt genomförbara. I Dunkerque integrerar 80ktonarkitekturen 75,6% vind- och 24,4% solenergi, stödd av en hybridinfrastruktur: en150 MW PEM-elektrolysör, 50 vindturbiner, ett 300 MW fotovoltaiskt system, en 300 MW omvandlare och en 150-tons vätgaslagringstank. Denna bästa lösning förenergiproduktion uppnår en andel på 100% förnybar energi, med ett NPC på 245miljoner euro och ett LCOM på 484 euro/ton, vilket är högre än det nuvarandereferensvärdet för fossil metanol på 353 euro/ton. Den miljömässiga bedömningenvisade dock att anläggningens utsläpp uppgick till 450 kg CO2eq per ton metanol, vilketmotsvarar 36,4% av de totala utsläppen.

Slutsatsen av denna studie är att den ekonomiska lönsamhetenför e-metanolanläggningen skulle kunna förbättras genom politiska incitament. Förnärvarande finns det flera incitament som skulle kunna förbättra indikatorerna, såsomhögre inmatningstariffer för återförsäljning av el, vilket skulle kunna minska LCOMunder nuvarande fossila bränslepriser