Et si le CO2 pouvait devenir une ressource ?

co2D’avis de tous, le CO2 est source de pollution, et participe au plus grand défi jamais posé à l’homme : le réchauffement climatique. C’est donc un terrible démon qu’il faut combattre à tout prix pour sauver la planète d’une mort certaine. Mais certains entrepreneurs ont pris le problème à l’envers, et proposent à présent de capter le CO2 pour l’utiliser comme une ressource, et même comme une richesse pour certains projets. Un véritable changement de paradigme s’opère alors !

Cependant, ce changement de paradigme ne soit pas dicté uniquement par un changement vertueux des mentalités. Il y a en effet des opportunités économiques grandes à investir dans la valorisation du CO2, à l’heure où les rejets de CO2 devront être limités par le système de quotas et taxe carbone.

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1ère étape : Capter le CO2

Avant de vouloir valoriser le CO2, il faut encore l’avoir extrait et séparé des fumées dans lequel il baigne. On s’intéresse principalement aux fumées qui sont issues principalement des centrales, des raffineries, des aciéries, des cimenteries ou des sites de pétrochimie car elles sont concentrées géographiquement sur un même site. On pourrait envisager à terme avoir un pot catalytique qui récolte entièrement le CO2 d’une voiture ou d’un autre moyen de transport…

Pour chacune des 3 grandes voies de captage, il y a, à un moment donné, une séparation gazeuse:
-    N2/CO2 en post-combustion (c.à.d. en sortie d’une combustion classique),
-    O2/N2 en oxycombustion (en effectuant la combustion avec de l’O2 pur, formant ainsi du CO2 pur)
-    CO2/H2 en pré-combustion (en effectuant une oxydation partielle et un shift-conversion en amont).

On dispose déjà de tout un ensemble de technologies de séparation gazeuse. Certaines existent à l’échelle industrielle, d’autres ne sont disponibles qu’au laboratoire et nécessitent la réalisation de démonstrateurs.  Le captage devrait donc bientôt être possible.

Cette étape est cependant énergivore, et doit encore être améliorée.

Le captage du CO2 représente une dépense supplémentaire d’énergie, elle-même génératrice de gaz carbonique. Les émissions de gaz carbonique évitées, les seules qui comptent, sont évaluées en comparant les rejets à l’atmosphère d’une centrale sans captage et d’une centrale avec captage. Celle-ci consommant plus d’énergie, la quantité de CO2 capturé est toujours supérieure à la quantité de CO2 évité.

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Stocker géologiquement le CO2, une solution viable ?

Une fois le CO2 capturé par l’une de ces trois voies, on le comprime ou on le liquéfie selon le mode de transport : par pipeline ou par bateau pour l’envoyer vers un site de stockage où il est injecté. Le transport par pipeline n’est intéressant que si le site de stockage n’est pas très éloigné du site de captage.

Trois types de stockage géologique sont possibles :
-  L’injection dans les aquifères salins profonds – sites dans lesquels on n’ira pas ensuite chercher l’eau puisqu’elle est salée.
-  L’injection dans les réservoirs d’hydrocarbures – pétrole ou gaz – déplétés, avec la possibilité de faire de la récupération assistée de pétrole par injection de CO2, ce que pratiquent déjà des pétroliers en utilisant du CO2 provenant surtout de gisements naturels.
-  L’injection dans les veines de charbon en profitant du fait que le charbon a une affinité encore plus grande pour le gaz carbonique que pour le méthane : il peut en adsorber deux fois plus que de méthane. D’où l’idée de stocker du CO2 dans le charbon tout en récupérant le méthane qui peut se trouver ainsi libéré. A cause de la faible porosité du charbon, on ne peut obtenir des débits élevés.

L’ensemble de la transformation captage et stockage de CO2 (CCS) est souvent retenue comme la plus prometteuse, et de nombreuses initiatives fleurissent pour la tester. Mais de nombreuses oppositions de dressent aussi contre cette démarche. Pour les organisations environnementales, le captage et stockage de CO2 apparaît ainsi comme une fausse bonne idée. Trop gourmande en énergie, trop chère et trop risquée, cette stratégie de stockage est, d’après Greenpeace, surtout une excuse pour continuer à utiliser charbon, fioul et gaz.

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La meilleure des solutions : Valoriser le CO2 !

Après purification et liquéfaction du CO2, il peut être réutilisé pour d’autres applications industrielles.

La plus importante est la culture de microalgues pouvant fournir des aliments (algues, protéines, lipides, oméga3), du biogaz, des biocarburants de 3ème génération et du plastique renouvelable (amidon). Cette culture a aussi un intérêt car elle n’a pas besoin de pesticides et ne sollicite pas les terres arables : on trouve des pilotes de culture d’algues dans le désert, en mer… Un bilan qui est donc plus que positif !

Parmi les autres applications, on peut citer :
-    Des matériaux de construction et de la chaleur créés par minéralisation in situ. En associant le CO2 avec un minéral comme le calcium, le magnésium ou le fer, on peut obtenir des oxydes comme le calcaire et cette réaction produit de la chaleur. De ce fait, le CO2 a presque entièrement disparu et a été valorisé pour obtenir un matériau de construction et une source de chaleur.
-    Servir de catalyseur de réaction chimique : réactif ou intermédiaire réactionnel pour une réaction chimique comme la synthèse d’urée ou d’acide carboxylique, ainsi que la création de polycarbonates, plastiques biodégradables. Cette voie n’est cependant pas une solution car le stockage n’est que temporaire et sur un temps trop court
-    Favoriser la croissance des plantes : Le CO2 améliore la productivité de la plupart des plantes, des cultures ou des fleurs.
-    Autres : utilisé en tant qu’additif dans les boissons, conservateur alimentaire, bactéricide (conservation de céréales), agent d’extinction de feu, agent de traitement de l’eau, nettoyage à sec, moulage par soufflage (industrie mécanique), conditionnement d’air, extraction (EOR)…

Sources :

http://www.energethique.com/climat/captage_co2.htm

http://www.apesa.fr/iso_album/guide_valorisation_co2.pdf

L’avis Sequovia

Le paradigme est prêt à s’écrouler, mais les projets n’en sont qu’au stade de pilotes pour la plupart, et la mise en place à grande échelle de ces solutions prendra du temps.

Néanmoins imaginez, comme se plaît à le rappeler Gunter Pauli, un monde dans lequel le CO2 rejeté par les centrales d’énergies fossiles pourrait alimenter en biocarburant la planète entière ! Troublant, non ?

Attention cependant à ne pas s’y méprendre car ces solutions laissent à penser que l’avenir pourrait être quand même radieux avec les énergies fossiles. Or ces combustibles sont voués à se faire plus rares. Il ne faut donc pas que cette solution n’occulte le nécessaire recours à l’efficacité énergétique, la sobriété énergétique, la consommation responsable et l’emploi d’énergies renouvelables (entre autres).

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