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Nouvelles énergies 29/09/2020

Captage, stockage, recyclage : en route vers le nouvel âge du CO2

Sur la route des objectifs fixés par les Accords de Paris — à savoir, limiter le réchauffement de la planète à un niveau inférieur à 2 °C — gouvernements, ONGs, entreprises et citoyens travaillent tous à l’optimisation des sources d’énergie verte.

Et si réduire les émissions de gaz à effet de serre fait certes partie intégrante de la transition énergétique, purger l’air du dioxyde de carbone qui y a déjà été rejeté est une action tout aussi cruciale dans la lutte contre le réchauffement climatique. 

Voici 4 nouvelles méthodes de captage, stockage et réutilisation du CO2 qui pourraient bien changer la donne pour notre futur.

1. Trois entreprises différentes, Climeworks, Carbfix et ON Power, ont décidé d’unir leurs forces et leurs domaines d’expertise respectifs afin de construire une usine de capture et stockage de CO2 d’un tout nouveau genre:

  • Basé en Islande, Climeworks compte mettre en place sa technologie de captage de l’air sur l’usine Hellisheidi, gérée par On Power et entièrement alimentée à l’énergie géothermique. La capture du CO2 va ainsi être réalisée par le biais d’une énergie totalement renouvelable.
  • Une fois le CO2 extrait, Carbfix prévoit de l’envoyer sous terre et, via une réaction chimique, de le convertir en une sorte de pierre — pour stocker en toute sécurité ce gaz nocif, et ce pour des millions d’années.
  • L’usine, qui a récemment reçu le soutien financier de l’Union Européenne dans le cadre du programme de recherche et innovation Horizon 2020, prévoit d’extraire de l’atmosphère 4 000 tonnes de dioxyde de carbone par an, un objectif considérable pour le secteur de la décarbonation. 

2. Une équipe de chercheurs de l’Université de Californie à Berkeley, du Laboratoire National Lawrence Berkeley et d’ExxonMobil ont découvert une nouvelle technique de captage du CO2 à la fois plus efficace et moins coûteuse que les méthodes actuelles:

  • Cette technique se base sur un matériau appelé “metal-organic framework”, ou MOF, substance très poreuse et modifiée chimiquement afin d’absorber le CO2. Une fois capturé, le dioxyde de carbone est ensuite extrait du MOF par vapeur basse-température et stocké dans une réserve souterraine.
  • Lors des tests, ce procédé a démontré une capacité d’extraction du CO2 six fois plus élevée que les technologies actuelles, parvenant en outre à capter plus de 90% des émissions.
  • La méthode de stripping à la vapeur s’avère non seulement efficace en termes énergétiques mais également rentable puisqu’elle permet de régénérer le MOF, qui peut ainsi être réutilisé.
  • Cependant, la demande en matière de CO2 capté est pour le moment relativement faible. La majeure partie des émissions capturées pourrait rester stockée sous terre, sans possibilité de seconde vie. Pour cette raison, il est probable que le développement de cette technologie à l’échelle industrielle nécessite un coup de pouce du gouvernement. 

3. De son côté, une équipe de l’Université RMIT d’Australie a découvert un moyen de produire de l’hydrogène de façon rentable en partant d’une ressource présente en abondance et en illimité sur notre planète : les excréments humains. 

  • Jusqu’à présent, le biogaz issu du traitement des eaux usées pouvait servir de combustible certes durable, mais producteur d’émissions. Cette nouvelle méthode permet à l’équipe australienne de proposer une alternative, transformant les excréments humains en une forme de charbon riche en carbone.
  • Ce « biochar » contient suffisamment de particules de métaux lourds pour servir de catalyseur, à travers lequel le biogaz méthanisé sera séparé en dioxyde de carbone et en hydrogène.
  • Afin d’isoler l’hydrogène tout en transformant les biosolides en biochar, les chercheurs ont eu recours à un réacteur de pyrolyse à très haute température spécialement conçu par le RMIT et offrant un niveau de transfert de chaleur et de masse jamais atteint — le tout au sein d’une technologie mobile et rentable.
  • Si le réacteur est déjà peu gourmand en énergie, une intégration plus poussée pourrait amener à la transformation des biosolides, ainsi que la conversion du biogaz, en un procédé producteur d’énergie plutôt que consommateur.
  • La méthode produit un gaz hydrogène propre tout en capturant l’intégralité du CO2 des selles humaines dans le but de le valoriser. S’il applique cette méthode correctement, le secteur des eaux usées pourrait en conséquence devenir totalement neutre en carbone. 

4. Le carbone une fois capturé n’a pas pour seul dessein d’être stocker. Il peut en effet être réemployé de façon durable : c’est par une solution prometteuse de ce type que des ingénieurs australiens sont parvenus à recycler le CO2 extrait en matériaux synthétiques

  • Une équipe de l’école d’ingénierie chimique de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud a converti avec succès du dioxyde de carbone capturé en blocs chimiques semblables à des briques Lego. Ces dernières peuvent ensuite à leur tour être transformées en syngas (gaz de synthèse), un gaz utilisé dans la production de combustibles et de plastiques.
  • Aujourd’hui, le syngas est essentiellement produit à partir de gaz naturel. L’utilisation de CO2 recyclé permettrait de réduire à la fois les émissions et le coût de production.
  • Si l’heure n’est pas encore à la production à l’échelle industrielle, les chercheurs sont déjà en mesure de produire ces blocs chimiques en à peine 10 minutes — une preuve supplémentaire des avantages du procédé en termes de gain d’efficacité. 


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