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Entrez dans une usine industrielle qui aspire le dioxyde de carbone directement de l'air
Les émissions de dioxyde de carbone doivent être réduites à près de zéro d'ici 2040 si le réchauffement climatique d'ici la fin de ce siècle doit être maintenu à 2 °C. Mais nous pourrions bien manquer cette cible. Une usine pilote démarrée l'automne dernier à Squamish, en Colombie-Britannique, teste un plan de secours : aspirer le dioxyde de carbone directement de l'air.
Capturer le dioxyde de carbone ambiant est une tâche difficile car, malgré tous les problèmes qu'il cause, le gaz à effet de serre ne représente que 0,04 % de l'air que nous respirons. L'usine de Squamish peut capter une tonne de dioxyde de carbone par jour. Une réduction significative des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère nécessiterait des milliers d'installations beaucoup plus grandes, chacune aspirant des millions de tonnes de carbone par an dans l'air.
Adrian Corless, PDG de Carbon Engineering
L'usine est une idée originale de Carbon Engineering de Calgary et de son fondateur, David Keith, physicien de l'Université de Harvard. Alors que certains scientifiques ont estimé que la capture directe de l'air coûterait entre 400 et 1 000 dollars par tonne de dioxyde de carbone, Keith prévoit que les grandes usines pourraient le faire pour environ 100 dollars par tonne.
Nous avons pris des équipements industriels existants et pensé à de nouvelles chimies pour les parcourir, déclare Adrian Corless, PDG de Carbon Engineering. L'entreprise capte le dioxyde de carbone dans une tour de refroidissement rénovée alimentée par une solution alcaline qui réagit avec le dioxyde de carbone acide. Cela donne des molécules de carbone dissoutes qui sont ensuite converties en granulés dans des équipements créés pour extraire les minéraux dans les usines de traitement de l'eau. Et l'usine peut transformer ces solides carbonatés en gaz carbonique pur à vendre en les chauffant dans un four à ciment modifié.
En mai, la société a conclu un nouveau financement de 8 millions de dollars en dollars canadiens (6,2 millions de dollars en dollars américains) auprès d'investisseurs, dont Bill Gates. Keith espère également commencer à gagner les sceptiques. La plupart des experts en énergie pensent que la capture d'air n'est pas particulièrement crédible, dit-il. Il n'y aura pas d'incitations et de financement sérieux pour ces technologies à moins que les gens ne croient qu'elles fonctionnent réellement.
Le dioxyde de carbone est capturé dans le contacteur gaz-liquide de l'usine, qui est essentiellement une tour de refroidissement réutilisée. Une solution alcaline dans le contacteur réagit avec le dioxyde de carbone acide dans l'air pour enrichir la solution de capture avec du carbonate de potassium.
Le contacteur contient 80 mètres cubes de garniture plastique dont la structure tridimensionnelle en nid d'abeille offre 16 800 mètres carrés de surface. La configuration élimine 75 à 80% du dioxyde de carbone dans l'air.
Le contacteur contient 80 mètres cubes de garniture plastique dont la structure tridimensionnelle en nid d'abeille offre 16 800 mètres carrés de surface. La configuration élimine 75 à 80% du dioxyde de carbone dans l'air.
A gauche : Le fluide de captage, désormais riche en gaz carbonique de l'air, circule vers un réacteur de 13 mètres de haut. À droite : de l'hydroxyde de calcium est ajouté au fluide de captage juste avant son entrée dans le réacteur, provoquant la création de deux produits à l'intérieur. L'un est du carbonate de calcium solide contenant le carbone atmosphérique capturé. Le second, l'hydroxyde de potassium, retourne vers le contacteur d'air pour capturer plus de dioxyde de carbone.
A gauche : Le fluide de captage, désormais riche en gaz carbonique de l'air, circule vers un réacteur de 13 mètres de haut. À droite : de l'hydroxyde de calcium est ajouté au fluide de captage juste avant son entrée dans le réacteur, provoquant la création de deux produits à l'intérieur. L'un est du carbonate de calcium solide contenant le carbone atmosphérique capturé. Le second, l'hydroxyde de potassium, retourne vers le contacteur d'air pour capturer plus de dioxyde de carbone.
Au fur et à mesure que le fluide monte dans le réacteur, des granulés de carbonate de calcium en croissance s'étalent dans un gradient, avec les plus petits granulés au sommet. Les pastilles peuvent être retirées via ces ports d'échantillonnage et analysées afin d'optimiser le processus.
Les pastilles les plus lourdes se déposent au fond du réacteur et sont périodiquement retirées, lavées pour éliminer les cristaux fins et le fluide de capture, et séchées. Le produit fini est constitué de grains solides de carbonate de calcium qui ressemblent à un fin couscous.
Le contrôle de la formation de cristaux de carbonate de calcium est essentiel. Les cristaux fins servent de germes pour les futurs granulés, assurant la pérennité du procédé. Cependant, trop de cristaux fins produisent une boue caustique difficile à traiter.
Le contrôle de la formation de cristaux de carbonate de calcium est essentiel. Les cristaux fins servent de germes pour les futurs granulés, assurant la pérennité du procédé. Cependant, trop de cristaux fins produisent une boue caustique difficile à traiter.
Les granulés séchés sont introduits dans le calcinateur, dans lequel un brasier de gaz naturel à 900 ° C brûlant dans de l'oxygène pur rôtit une masse roulante d'oxyde de calcium. Les pastilles de carbonate de calcium se décomposent spontanément, produisant plus d'oxyde de calcium et libérant du gaz carbonique.
L'oxyde de calcium mélangé à de l'eau régénère l'hydroxyde de calcium pour une utilisation dans le réacteur à pastilles.
L'oxyde de calcium mélangé à de l'eau régénère l'hydroxyde de calcium pour une utilisation dans le réacteur à pastilles.
Prochaine étape à Squamish : transformer le dioxyde de carbone capturé (maintenant rejeté dans l'air) en un carburant de transport à faible teneur en carbone. En faisant réagir le dioxyde de carbone avec l'hydrogène, Carbon Engineering prévoit de synthétiser un carburant avec moins d'un tiers de la teneur en carbone de l'essence conventionnelle. Corless estime que les carburants coûteront 4 à 6 dollars le gallon, mais il s'attend à obtenir une prime dans des endroits comme la Californie et l'Union européenne, où les mandats exigent que les fournisseurs de carburant réduisent leur teneur en carbone chaque année. En fin de compte, dit Corless, le carburant provenant de la capture de l'air peut s'avérer crucial pour briser la dépendance aux combustibles fossiles partout.