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Épurer le CO2 à moindre coût
Un nouveau procédé d'épuration du dioxyde de carbone (CO2) des gaz d'échappement des centrales électriques pourrait faire de la capture du carbone une option plus abordable pour l'industrie énergétique. Le procédé, qui doit être testé en Allemagne cet été, promet d'éliminer jusqu'à 90 % du CO2 des gaz de combustion tout en utilisant beaucoup moins d'énergie que d'autres méthodes.
Attraper le carbone : Cette illustration montre l'agencement d'une usine avec captage et stockage du carbone.
Les méthodes existantes de capture du carbone réduisent l'efficacité d'une usine d'environ 11 %. Le nouveau procédé, développé par Siemens , pourrait réduire cette perte d'efficacité à seulement 9,2 %. Cela peut ne pas sembler être une grande amélioration, mais dans une centrale électrique, c'est un énorme avantage, déclare Tobias Jockenhoevel, responsable du projet chez Siemens, à Erlangen, en Allemagne. Le captage du CO2 consommera toujours une certaine quantité d'énergie, explique Jockenhoevel, l'objectif est donc de trouver des moyens de minimiser ces pertes.
En théorie, 99,9 % du CO2 émis par une centrale électrique pourrait être éliminé à l'aide de ce procédé, mais Jockenhoevel dit que 90 % est l'optimum économique en termes de coûts d'infrastructure et de quantité d'énergie nécessaire : les derniers 10 % coûtent trop cher.
En août, le procédé Siemens sera mis à l'épreuve dans une installation pilote construite par Siemens et l'énergéticien E.ON : la centrale au charbon de Staudinger, près de Francfort. L'usine sera adaptée pour qu'une partie de ses gaz d'échappement soit acheminée dans une cheminée contenant une colonne de 25 mètres de haut qui dégage un brouillard de solvant qui réagit avec le CO2 sous pression. Lorsque les gaz de combustion traversent le brouillard, le CO2 est absorbé chimiquement, laissant les gaz résiduels s'échapper de la cheminée. Le CO2 peut alors être séparé du solvant, qui peut être réutilisé.
C'est essentiellement comme laver les gaz, dit Jockenhoevel. C'est une approche standard pour épurer le CO2 ; la nouveauté du procédé se résume au solvant utilisé et à la manière dont il est récupéré, explique Jockenhoevel.
Il y a beaucoup de recherches à la recherche de nouveaux solvants, dit Amparo Galindo , physico-chimiste dans le La capture et le stockage du carbone groupe à l'Imperial College de Londres. Actuellement, le solvant le plus préféré est la monoethnolamine (MEA). La MEA réagit très fortement, mais la difficulté avec elle est de la récupérer pour pouvoir la réutiliser, ce qui demande beaucoup d'énergie, dit-elle.
Le système Siemens utilise à la place un solvant à base de sels d'acides aminés. Le CO2 peut être éliminé et le solvant récupéré en appliquant de l'énergie pour rompre les liaisons chimiques formées entre les deux. Cela signifie simplement faire bouillir le solvant, mais la chimie impliquée permet que cela se produise à des températures plus basses. Les formulations de sels d'acides aminés sont également plus stables que le MEA et moins susceptibles de réagir avec l'oxygène et le dioxyde de soufre dans les gaz d'échappement ; pratiquement aucun solvant ne doit s'échapper dans l'atmosphère avec les gaz résiduels. Alors que l'approvisionnement en autres solvants doit être régulièrement complété en raison de ces pertes, ce n'est pas le cas avec les sels d'acides aminés, explique Jockenhoevel. Au lieu de chauffer le solvant à un endroit pour éliminer le CO2, il est divisé en deux flux qui sont chauffés séparément d'une manière qui nécessite moins d'énergie.
Jim Watson , directeur du Sussex Energy Group à l'Université du Sussex, à Brighton, au Royaume-Uni, prévient que le coût de la capture du carbone doit être mis en balance avec le coût relativement bas de l'achat de crédits de carbone. Il ajoute que le développement de la technologie coûte cher et que le stockage fiable du carbone séquestré est un problème encore non résolu.
Cependant, Watson estime que le projet est une étape positive. Tout ce qui réduit les pertes d'efficacité est important, dit-il. La perte d'efficacité est un obstacle très important pour quiconque adopte cette technologie.
Jockenhoevel suggère que la perte d'efficacité doit être inférieure à 10 %, voire supérieure, et que le coût de capture devient plus cher pour les entreprises de services publics que de payer pour des certificats de compensation carbone, dit-il.
La technologie fonctionnera avec tout type de centrale électrique fonctionnant aux combustibles fossiles et peut être adaptée aux installations existantes, explique Jockenhoevel. Cependant, même si les tests de cet été se déroulent comme prévu, il faudra des années avant que la technologie ne soit déployée, en partie à cause de la difficulté de stocker le CO2, et en partie à cause du prix du carbone sur les marchés d'échange de carbone.
Il est faible et très volatile, dit Watson. À moins que le coût de la compensation du carbone n'augmente, dit-il, la capture du carbone restera une alternative très coûteuse.