Passer au gaz naturel vert

Le charbon est peut-être l'homme sale du monde de l'énergie, mais ce n'est pas le seul combustible fossile à essayer de nettoyer son acte. Une start-up canadienne affirme avoir développé un moyen d'éliminer le carbone du méthane, ce qui permet d'obtenir du gaz naturel enrichi en hydrogène qui brûle plus proprement et plus efficacement.

Gaz vert : Le réacteur à plasma d'Atlantic Hydrogen (illustré ici) sépare l'hydrogène et le carbone solide d'un flux de gaz naturel à l'aide de charges électriques pulsées.

Hydrogène de l'Atlantique , basée dans la province canadienne du Nouveau-Brunswick, parie que son gaz naturel plus vert séduira les services publics et les clients industriels qui cherchent à réduire les émissions de gaz à effet de serre dans le cadre d'un régime de plafonnement et d'échange imminent. Mais un avantage financier supplémentaire viendrait de la poudreuse noir carbone qui est extrait du flux de gaz. Si nous pouvons obtenir une valeur pour le carbone qui se situe même dans la fourchette des milliers de dollars par tonne, alors nous avons un modèle économique très convaincant, déclare David Wagner, président de l'entreprise de sept ans.

Le noir de carbone est utilisé comme pigment dans les encres et les plastiques et pour renforcer les produits en caoutchouc, tels que les pneus et les tuyaux de résistance industrielle. Il est généralement fabriqué en brûlant partiellement de l'huile lourde sur une flamme élevée et en filtrant les particules de carbone dans la fumée noire qui en résulte. Ce procédé émet en moyenne environ 2,4 tonnes de dioxyde de carbone par tonne de noir de carbone.

Atlantic Hydrogen dit qu'il peut produire du noir de carbone de haute pureté avec une fraction des émissions, et en même temps réduire partiellement la teneur en carbone du gaz naturel. L'approche, que l'entreprise appelle capture et utilisation du carbone, utilise moins d'énergie que ce qui est généralement associé aux technologies de capture et de stockage du carbone.

Le cœur de son approche est un système de réacteur à plasma que l'entreprise appelle CarbonSaver ; il fonctionne entre 1 500 et 2 500 °C et peut être positionné à différents endroits le long d'une canalisation : aux stations de compression, aux sites de stockage souterrains, aux portes de ville qui acheminent le gaz aux habitations et aux entreprises, et aux centrales électriques et sites industriels qui reçoivent gaz naturel.

À l'intérieur du réacteur, une torche à plasma exclusive émet une charge lorsque le gaz naturel circule, séparant l'hydrogène du méthane et transformant le carbone en un solide similaire au toner de photocopieur. L'hydrogène rejoint ensuite et se lie avec le flux de méthane, résultant en un gaz naturel enrichi. Le processus peut être réglé pour mélanger un mélange de 10 à 20 % d'hydrogène, voire plus, et le gaz naturel risque de rendre les pipelines et les équipements fragiles et instables.

Un projet pilote de 5,7 millions de dollars sur trois ans achevé en mars a fourni 75 kilowatts d'électricité, montrant des résultats prometteurs. Le système a produit environ 25 mètres cubes de gaz naturel par heure avec un mélange de 10 pour cent d'hydrogène. Les tests ont révélé que le moteur utilisé fonctionnait 5 % plus efficacement et que les émissions de CO2 diminuaient de 7 %. La teneur accrue en hydrogène du gaz naturel a conduit à une combustion plus complète, réduisant les oxydes d'azote. Atlantic Hydrogen voit le potentiel de réduire les oxydes d'azote de plus de 50 pour cent.

Atlantic Hydrogen travaille maintenant avec le plus grand producteur de gaz naturel du Canada, basé à Calgary EnCana Corp , sur un système à grande échelle qui peut fonctionner à des pressions plus élevées. Il a déjà démontré que le système peut fonctionner à 150 livres par pouce carré avec un potentiel d'aller beaucoup plus haut. EnCana a déjà engagé 3 millions de dollars dans le projet. Ils ont réussi à répondre aux pressions de fonctionnement dont nous aurions besoin dans nos applications sur le terrain, déclare Larry Weiers, vice-président de la technologie et de la recherche énergétiques d'EnCana. Nous nous attendons à ce que ce gaz naturel enrichi en hydrogène soit un produit haut de gamme, un peu comme l'essence super.

Certains ne sont cependant pas convaincus que le processus a des jambes. Expert en capture de carbone david keith , professeur de génie chimique et pétrolier à l'Université de Calgary, affirme que le gaz naturel enrichi en hydrogène sera moins dense en énergie en raison de la précapture du carbone. Vous jetez la moitié de l'énergie dans le carbone, donc je ne pense pas que cela aura jamais une large application, dit-il.

Mais Weiers prétend que la réduction de la densité énergétique est partiellement compensée par les gains d'efficacité lors de la combustion, c'est-à-dire que l'hydrogène permet une combustion plus complète du gaz. Et bien que le fonctionnement de CarbonSaver nécessite de l'électricité, les améliorations apportées à la torche à plasma ont rendu le processus compétitif par rapport à l'énergie requise pour le reformage du méthane à la vapeur, qui produit environ 95 % de l'hydrogène utilisé aujourd'hui aux États-Unis et libère environ huit tonnes de CO2 pour chaque tonne d'hydrogène produite.

La différence avec nous est que nous ne libérons pas de CO2 de notre processus, explique Wagner, ajoutant que les avantages du processus sont clairs lorsqu'on examine les émissions du cycle de vie.

Felipe Chibante , directeur du laboratoire de nanotechnologie appliquée à l'Université du Nouveau-Brunswick, a été engagé pour analyser les propriétés physiques du noir de carbone qui sort du réacteur à plasma. Il dit que la production et l'utilisation finale du noir de carbone sont ce qui rend le processus d'Atlantic Hydrogen le plus convaincant par rapport à d'autres approches d'atténuation du carbone. Votre choix est de payer quelqu'un pour retirer le CO2 et l'enterrer et perdre cette valeur, ou prendre ce carbone pour fabriquer un produit. Ce que vous faites, c'est déplacer le produit de noir de carbone [produit de manière conventionnelle] qui crée du CO2.

Chibante et son équipe de recherche travaillent avec un fabricant de noir de carbone Produits chimiques colombiens pour identifier un marché pour le carbone d'Atlantic Hydrogen, qui possède des nanostructures de carbone très intéressantes que nous ne voyons tout simplement pas dans la production industrielle, dit-il. Une première étude montre que le matériau a une surface spécifique élevée et de fines structures en fil de fer appelées empilements de graphène, ce qui le rend potentiellement idéal dans la production de batteries et d'ultracondensateurs haute performance et pour les produits structurellement renforcés.

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