L’industrie… mais sans émissions de CO2

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Pour ralentir le réchauffement planétaire, les avis sont unanimes au niveau mondial: il faut réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2). Les responsables politiques et les scientifiques continuent à débattre de la meilleure méthode à appliquer, mais une option technique et immédiatement réalisable, la «capture et le stockage du carbone», s’impose.

L’intérêt croissant pour cette solution provient en partie des résultats remarquables du projet CASTOR, qui a notamment contribué à la réalisation de la plus grande installation pilote de capture de carbone au monde. Située au Danemark, cette installation est la première en son genre. Entre autres réussites, elle a démontré qu’il est possible de capturer 90% du CO2 normalement rejeté dans l’atmosphère à l’aide d’une centrale au charbon.

Normalement, la quantité de CO2 puisée dans l’atmosphère par les plantes et d’autres puits de carbone, comme les océans, est globalement équivalente à la quantité émise dans l’atmosphère par les processus de respiration et de décomposition. Cet équilibre délicat est cependant rompu lorsque davantage de CO2 est rejeté dans l’atmosphère, par exemple par les activités humaines. Le projet EPICA (European Research Project for Ice Coring in Antarctica) a montré qu’à l’échelle mondiale, la concentration de CO2 dans l’atmosphère a augmenté de 30% depuis le début de la révolution industrielle.

EN SAVOIR PLUS

Des combustibles fossiles plus propres

La plupart des études visent à promouvoir l’utilisation de solutions alternatives aux combustibles fossiles. Les technologies de capture et de stockage du carbone, quant à elles, consistent à récupérer le CO2 lorsqu’il est produit, et à empêcher sa libération dans l’atmosphère.

Malheureusement, il ne s’agit pas simplement d’acheminer les gaz produits vers un réservoir, puis de fermer le bouchon… Il n’est pas possible de comprimer tous les gaz qui composent les effluents, car ils peuvent contenir de l’oxygène, de la vapeur d’eau et de l’azote. Il est donc indispensable de séparer les différents gaz.

Il existe déjà plusieurs procédés industriels de capture. Chacun d’eux a été mis au point pour un cas spécifique, et est donc adapté à la composition, à la température et à la pression des gaz effluents. Le projet CASTOR utilise la technologie de capture post-combustion.

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De nouveaux records en matière de capture du carbone

Dans le cas de la capture post-combustion, l’absorption est la technologie la plus utilisée. Cependant, son intégration à une centrale existante réduit de 15 à 20% le rendement de la production d’électricité, et augmente jusqu’à 50% le coût de production. Le projet CASTOR réunit 30 partenaires originaires de 10 États membres de l’UE ainsi que de la Norvège. Il vise à éliminer ces inconvénients pour rendre la capture post-combustion plus attractive. L’objectif premier consiste à réduire les coûts du processus, pour passer de 50 ou 60 euros par tonne de CO2 à 20 ou 30 euros, sans pour autant nuire au rendement.

En termes de volume, l’ambition est de développer des technologies permettant de capturer et de stocker 10% de toutes les émissions de CO2, soit environ 30% du CO2 émis par les usines et les centrales électriques en Europe.

Le projet a atteint ses objectifs. L’installation pilote du projet CASTOR, installée au Danemark dans une centrale électrique à charbon, est la première de ce type et reste la plus grande au monde. Elle a rencontré un tel succès que d’autres projets ont repris certains de ses éléments pour leurs propres études de capture du CO2. Un coup d’oeil sur les résultats de l’installation pilote explique la raison de cet engouement: l’équipe a démontré qu’il était possible d’atteindre un taux de récupération du CO2 de 90 %. L’installation est capable de capturer une tonne de CO2 par heure, pour un coût estimé à 35 euros par tonne de CO2.

Tous les problèmes liés à la capture du carbone n’ont bien évidemment pas été résolus, mais l’installation unique réalisée par CASTOR montre que les idées actuelles et futures, concrétisées en laboratoire, peuvent être appliquées à l’échelle d’une installation pilote, par les partenaires actuels de CASTOR ou par d’autres chercheurs. Le système de CASTOR repose sur l’utilisation de solvants aminés. Le CO2 est dissous par le solvant, lequel est ensuite récupéré. Ce système emprisonne le dioxyde de carbone ainsi que d’autres gaz effluents, et le CO2 est ensuite extrait par chauffage.

Les résultats du projet ne doivent pas être sous-estimés. «Lorsque nous avons lancé cette idée, la capture de CO2 était davantage un rêve qu’une technologie réellement applicable», déclare Pierre Le Thiez, coordinateur du projet. «La capture de CO2 n’était rien de plus qu’un concept. Aujourd’hui, cette technologie est devenue une réalité, non seulement pour l’Europe, mais également pour le monde entier.»

Une fois le CO2 capturé, il doit bien entendu être stocké. Dans ce domaine, l’équipe du projet s’est penchée sur les questions de capacité, de sécurité et d’acceptabilité environnementale. Elle a conçu des modèles géologiques, de simulation de réservoir et de simulation sismique, et mené des expériences sur des échantillons. Ces travaux ont fourni d’importantes informations sur ce que pourrait être l’installation future de stockage. L’équipe nous a également permis de mieux comprendre la manière d’empêcher les fuites de CO2 par les puits, les roches et les failles. Le défi consiste désormais à présenter la technologie au grand public, et à atteindre un consensus sur les technologies de stockage. Ce ne sera pas une tâche facile, étant donné la réputation du CO2 en tant que gaz dangereux, bien ancrée dans les mentalités.

C’est indéniablement l’engagement d’un si grand nombre d’acteurs qui a permis à CASTOR de réaliser de tels progrès en matière de connaissances et de technologies. Le projet rassemble des représentants des industries du pétrole et du gaz, des producteurs d’électricité (émetteurs de CO2), des fournisseurs d’équipements technologiques, ainsi que des universités et des centres de recherche européens.

Bon pour l’économie comme pour l’environnement

Chacun de ces secteurs est susceptible de bénéficier de la capture et du stockage du carbone. L’industrie subit déjà la pression des réglementations locales et des groupes environnementaux pour réduire ses émissions de CO2. Les objectifs de l’UE et les engagements internationaux renforcent cette pression. Dans le cadre du système européen de quotas d’émissions (EU ETS), des limitations strictes concernant les émissions de CO2 ont été fixées par les usines de fer et d’acier, ainsi que pour la production de verre, de ciment et de briques. À partir de 2008, ces usines devront payer une amende de 100 euros par tonne de CO2 émise en excès. La réduction des émissions renforcera donc la compétitivité en réduisant les coûts.

Cependant, d’autres travaux de recherche sont nécessaires pour que la technologie de capture et de stockage du carbone devienne un élément permanent du système énergétique de l’Europe. Dans un contexte où les gouvernements et l’industrie s’efforcent de se conformer aux engagements européens et internationaux en matière d’émissions, les résultats obtenus par le projet CASTOR montrent que son concept est un atout des plus précieux.