Divers

Capturer le CO2 pour atténuer les effets du changement climatique

Capturer le CO2 pour atténuer les effets du changement climatique

Le captage et le stockage du dioxyde de carbone (CO2), également appelé séquestration, est un processus qui consiste à séparer le composé des sources industrielles et énergétiques, à le transporter vers un lieu où il sera stocké et à l'isoler sur le long terme. Le carbone peut être capturé en pré-combustion ou en post-combustion.

La capture du carbone comme moyen d'atténuer les effets du réchauffement climatique est encore une technologie avec de nombreuses questions sans réponse, afin qu'elle soit viable, du point de vue économique comme environnemental.

La connaissance des implications du changement climatique engendré par les activités humaines s'est rapidement développée ces dernières années. Ces connaissances ont stimulé la recherche d'options pour atténuer les impacts probables des émissions de carbone sur l'environnement.

CONNEXES: LES SCIENTIFIQUES CROIENT QUE NOUS AVONS BESOIN DE LA TECHNOLOGIE DE CAPTURE DE CARBONE D'ICI 2030

Le captage et le stockage du dioxyde de carbone sont présentés comme une option dans la liste des actions pour réduire ou stabiliser l'augmentation des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre. D'autres options incluent des réductions de la croissance, des améliorations de l'efficacité énergétique, le passage à des carburants moins intensifs en carbone, l'utilisation de sources d'énergie renouvelables et la réduction des émissions d'autres gaz à effet de serre, entre autres.

Un exemple de cette activité de recherche et de collecte d'informations a été la huitième session du groupe de travail III du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), qui s'est tenue à Montréal en septembre 2005. Ce groupe de travail, dans le cadre du GIEC, est responsable pour évaluer les informations disponibles sur le changement climatique.

Ses activités sont axées sur les aspects scientifiques, techniques, environnementaux, économiques et sociaux de l'atténuation du changement climatique.

La capture du carbone s'accompagne de sa juste part de problèmes

Cet article tente d'explorer certains des problèmes associés à la capture et au stockage du CO2. Contrairement à ce que l'industrie attend, en particulier l'industrie du charbon, la disponibilité de la technologie de capture du carbone ne peut pas être utilisée comme excuse pour continuer à brûler des combustibles fossiles.

Les inconvénients de la technologie comprennent l'incapacité de moderniser les usines plus anciennes pour permettre la capture avant la combustion, qui est beaucoup plus efficace que la capture après la combustion; la possibilité de fuites des installations de stockage; les coûts énergétiques élevés du processus; et les coûts élevés de l'utilisation des procédés de capture du carbone existants.

Cependant, malgré ces inconvénients, le captage et le stockage du CO2 sont toujours présentés comme une option susceptible de contribuer à réduire la quantité totale d'émissions de gaz à effet de serre. On s'attend à ce que la faisabilité de son utilisation dépende de la maturité technique, des coûts, du potentiel total, de la diffusion et du transfert de technologie vers les pays en développement, des aspects juridiques ainsi que des conditions environnementales.

Son utilisation pourrait également dépendre considérablement de l'opinion publique et de la volonté des gens de payer plus pour leur énergie.

Cependant, il est encore loin d'être la solution ultime aux problèmes climatiques. L'un des problèmes liés à la séquestration du carbone concerne les projets de stockage du CO2 sous l'océan. Certains experts pensent que le CO2 récupéré peut être déversé directement dans l'océan, à des profondeurs supérieures à 11,482 pieds (3500 mètres). La théorie est que le CO2 se comprime et tombe au fond de l'océan. Cependant, le stockage du carbone océanique n'est en grande partie pas testé et il est difficile de le tester sans risquer la sécurité de la vie marine.

Une autre option de stockage, appelée séquestration géologique, injecte du CO2 dans les formations rocheuses souterraines sous la surface de la Terre. Ces réservoirs naturels ont des roches sus-jacentes qui forment un joint, gardant le gaz contenu. Les chercheurs ont également découvert que lorsque le CO2 est injecté dans le basalte, il se transforme finalement en calcaire, convertissant essentiellement le CO2 en roche.

Les réservoirs de pétrole et de gaz sont déjà utilisés pour stocker le CO2, car ils sont constitués de couches de formations rocheuses poreuses qui ont déjà piégé du pétrole et du gaz. Cependant, le carbone séquestré dans les réservoirs, en particulier dans les mines de charbon désaffectées, peut être relâché par des fissures puis réintégrer l'atmosphère.

Les techniques de capture du carbone sont en fait utilisées depuis longtemps comme sous-produit des processus industriels et pour améliorer la récupération du pétrole et du gaz.

Dans le captage du carbone post-combustion, le CO2 est capturé après la combustion du combustible fossile. La combustion de carburants produit des gaz, notamment du CO2, de la vapeur d'eau, du dioxyde de soufre et des oxydes d'azote. Le CO2 est séparé et capturé de ces gaz. Ce processus est déjà utilisé pour éliminer le CO2 du gaz naturel et peut être réalisé en modernisant les centrales électriques plus anciennes, en utilisant un filtre pour piéger les gaz.

Ce processus est déjà utilisé pour éliminer le CO2 du gaz naturel et peut être réalisé en modernisant les centrales électriques plus anciennes, en utilisant des filtres à membrane pour piéger les gaz. Ces filtres agissent comme un solvant qui absorbe le dioxyde de carbone des gaz.

Le filtre est ensuite chauffé pour libérer de la vapeur d'eau du mélange, laissant derrière lui du CO2. Le captage post-combustion peut empêcher jusqu'à 80 à 90 pour cent des émissions de carbone d'une centrale électrique, mais est un processus très énergivore, nécessitant autant 40 pour cent de l'énergie totale des centrales.

Dans le captage du carbone pré-combustion, le CO2 est piégé avant que le combustible fossile ne soit brûlé. Le carburant est d'abord chauffé en présence d'oxygène pur pour former un gaz de synthèse, également connu sous le nom de gaz de synthèse, qui est un mélange d'hydrogène, de monoxyde de carbone, de CO2 et de plus petites quantités de méthane.

Ce mélange subit ensuite un processus de conversion catalytique utilisant une réaction eau-gaz pour produire un gaz constitué d'hydrogène et de dioxyde de carbone.

Un solvant chimique appelé amine est généralement utilisé pour éliminer le CO2 du gaz. La solution d'amine se lie au CO2, ce qui alourdit le mélange tout en faisant monter l'hydrogène dans le récipient.

Le processus de séparation laisse le mélange amine-CO2 au fond tandis que l'hydrogène gazeux est collecté par le haut du récipient et est utilisé comme carburant pour la combustion.

Ce mélange solvant-CO2 est chauffé davantage, ce qui fait monter le CO2 et est collecté pour compression et séquestration. La solution d'amine, étant plus lourde, est collectée au fond pour être réutilisée.

Ce processus capte une concentration de CO2 beaucoup plus élevée que la post-combustion et est moins coûteux, mais ne peut pas être utilisé avec des centrales électriques plus anciennes.

Une séquestration coûteuse

En utilisant la technologie actuelle, les coûts de séquestration sont estimés à n'importe où entre 100 $ et 300 dollars par tonne d'émissions de carbone évitées. De plus, selon les estimations, la capture du CO2 ne représente que les trois quarts du coût total de séquestration.

Les coûts de stockage, de transport et de surveillance doivent être ajoutés au coût total. De plus, l'ajout des technologies existantes de captage du CO2 à un processus de production d'électricité pourrait entraîner une augmentation du coût de l'électricité entre 2,5 et 4 cents par kWh, selon le type de processus.

Nous devons garder à l'esprit que le coût actuel de production d'électricité pour une nouvelle centrale à gaz à cycle combiné se situe généralement entre 3 et 5 cents par kWh, alors qu'il varie entre 4 et 5 cents pour une centrale à charbon supercritique plus moderne.

Développements dans les technologies de capture du carbone

D'autres types de technologies de capture du carbone sont également testés. Par exemple, une startup à Huntsville, en Alabama, utilise des ventilateurs géants perchés sur des conteneurs d'expédition pour aspirer l'air sur des filtres qui piègent le dioxyde de carbone de l'air extérieur.

Lors des premiers essais, les fans ont capturé à peu près 4000 tonnes de dioxyde de carbone chaque année, à peu près le même que celui émis par 870 véhicules. Le projet est dirigé par Global Thermostat, une startup spécialisée dans la capture directe de l'air.

Si elle est étendue et combinée à un stockage efficace du carbone, la capture directe de l'air pourrait aider à réduire les pires effets du changement climatique. Le captage direct de l'air est également mis au point par d'autres entreprises, comme Carbon Engineering de la Colombie-Britannique.

Cependant, certains climatologues ont critiqué le captage direct de l'air, arguant qu'il n'a pas encore été prouvé qu'il fonctionne à grande échelle et qu'il s'agit d'une distraction par rapport à la vraie solution de limitation de la croissance - donnant aux entreprises et aux pays une excuse pour éviter de réduire directement les émissions. D'autres soulignent qu'un certain type de technologie de capture du carbone sera toujours nécessaire, même si nous faisons tout ce qui est possible pour réduire et capter les émissions.

Une entreprise suisse, Climeworks, a adopté une approche différente en développant des moyens d'utiliser le CO2 capturé et comprimé comme engrais pour faire pousser des cultures en serre.

L'entreprise souhaite capturer 1 pour cent des émissions annuelles mondiales de dioxyde de carbone d'ici 2025.

Les statistiques montrent qu'en 2019, la concentration de CO2 dans l'atmosphère a été enregistrée comme étant 415 parties par million. C'est le niveau le plus élevé jamais atteint, ce qui témoigne de l'urgence de tels développements.

Derniers mots

Le changement climatique est un problème qui s'aggrave de jour en jour. Cela dit, le captage et le stockage du carbone peuvent être un moyen prometteur d'aider à atténuer certains de ces problèmes à long terme, ainsi que d'autres changements systémiques.


Voir la vidéo: PEUT-ON ANNULER LE RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE? (Décembre 2021).