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Comment capturer le CO2 et combien cela coûte?

Dr Lionel Dubois

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Episode 3
1 hr 15 min / Published

Dans ce troisième épisode d’exergie, Lionel Dubois m’a emmené dans une cimenterie.

Nous y abordons la différence importante entre le CO2 présent dans les fumées de cette cimenterie et le CO2 qui est présent dans l’air. Lionel y présente également les différentes manières de capturer ce CO2 et le prix de cette capture. Enfin, nous y avons discuté des règles au niveau européen (le fameux système ETS) pour s’assurer qu’il y ait bien une décroissance de nos émissions.

Lionel Dubois est Chercheur Senior à l’université de Mons et plus particulièrement coordinateur scientifique et de recherche en capture et utilisation du CO2. Il travaille au sein du Service de Génie des Procédés Chimiques et Biochimiques de la Faculté Polytechnique. Après avoir obtenu son doctorat en sciences de l’ingénieur en 2013, il a continué à développer ses activités de recherche dans le domaine de la capture et utilisation du CO2 , à travers notamment une Chaire Académique ECRA (European Cement Research Academy). Ses activités se sont traduites par de nombreuses publications et communications scientifiques. Il co-coordonne également depuis peu le projet DRIVER du Fonds de Transition Energétique Fédéral Belge visant à établir une réelle feuille de route pour l’implémentation d’une chaîne de capture, utilisation et stockage du carbone en Belgique.

 

Creative Commons License
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Show notes

[1:30] : Xprize

[2:49] : Yummet 

[13:02] : merci à Lionel pour son cadeau provenant de Climeworks

[19:10] : voici quelques explications de Lionel Dubois sur la cimenterie

[20:57] : la thèse de Lionel

[37:00] : échelle TRL

[49:00] : article sur la capture directe dans des camions

[51:50] : le prix du CO2

[1:01:00] : les normes de qualité du CO2

Notre studio du jour:

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Exergie
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A podcast by UCLouvain
Regards croisés sur l'énergie sous toutes ses formes
Episode comments

Précision pour le site de capture du CO2 dans l'air ORCA en Islande, c'est bien 4000 tonnes de CO2 par an (j'ai dit par jour dans le podcast, désolé ;-)). Encore merci Francesco!

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Merci pour cet intéressant exposé.Les techniques évoquées sont du type "post-combustion". Elles sont d'autant plus efficaces que la concentration dans le gaz/les fumées est plus élevée. Dans le monde des centrales, on a donc d'abord pensé aux unités au charbon (concentration CO2 12-15%). Cela revient à installer une usine chimique à côté de la centrale et à changer le métier des opérateurs pour piloter l'ensemble: le process chimique prend le pas sur la production d'électricité en raison des constantes de temps respectives. Si l'on envisage un jour le captage sur des TGVs, la réalisation sera plus pénalisante encore en raison de la plus faible concentration en CO2 (3-4%). Quelle serait alors la taille d'une installation de captage dans l'air ?

Qu'en est-il des techniques "pre-combustion" comme l'oxycombustion? On a beaucoup parlé du prix économique; quel est le prix énergétique du captage du CO2? Dans les centrales au charbon on estimait la perte de rendement entre 12 et 15 points minimum en raison de l'énergie nécessaire fournie sous forme de vapeur basse pression. 

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il y a 17 minutes, Jean Snoeck a écrit :

Merci pour cet intéressant exposé.Les techniques évoquées sont du type "post-combustion". Elles sont d'autant plus efficaces que la concentration dans le gaz/les fumées est plus élevée. Dans le monde des centrales, on a donc d'abord pensé aux unités au charbon (concentration CO2 12-15%). Cela revient à installer une usine chimique à côté de la centrale et à changer le métier des opérateurs pour piloter l'ensemble: le process chimique prend le pas sur la production d'électricité en raison des constantes de temps respectives. Si l'on envisage un jour le captage sur des TGVs, la réalisation sera plus pénalisante encore en raison de la plus faible concentration en CO2 (3-4%). Quelle serait alors la taille d'une installation de captage dans l'air ?

Qu'en est-il des techniques "pre-combustion" comme l'oxycombustion? On a beaucoup parlé du prix économique; quel est le prix énergétique du captage du CO2? Dans les centrales au charbon on estimait la perte de rendement entre 12 et 15 points minimum en raison de l'énergie nécessaire fournie sous forme de vapeur basse pression. 

Merci pour vos remarques/questions. Effectivement, nous avons surtout discuté des techniques "post-combustion". 

Pour la capture dans l'air : même si certains l'envisagent par une technique par absorption gaz-liquide (cf. Ambient CO2 Harvester développé par le CSIRO en Australie), la technique la plus envisagée/développée est basée sur l'utilisation de différents modules d'aDsorption-désorption(cf. nouvelle installation récente en Islande).

Sinon l'oxycombustion n'est pas vraiment de la précombustion : oxycombustion : on va réaliser une combustion avec de l'O2 (au lieu de l'air), générer des fumées très riches en CO2 (>75%) et ensuite rentrer dans une logique de "purification" de ces fumées. La précombustion on enlève le CO2 "avant la combustion" que l'on réalise par exemple ensuite avec de l'hydrogène. Pour une cimenterie, l'oxycombustion fait sens pour de nouvelles installations. On peut dire alors (ordre de grandeur) que le coût énergétique de la purification sera de +- 150 kWh/tCO2, sous forme d'électricité (grande différence avec la technique par absorption qui demande surtout de l'énergie thermique).

Effectivement pour les centrales charbons on peut dire qu'une perte de 10 à 15% est un bon ordre de grandeur. Les technologies continuent d'évoluer, ici récemment avec les nouveaux solvants, on a pu réduire jusque à une valeur proche de 2 GJ/tCO2 (c'était plutôt à 3.5 GJ/tCO2 au début). Cela reste énorme bien évidemment mais les développements continuent. Enfin, de plus en plus on voit aussi des combinaisons avec intégration énergétique. En guise d'exemple, je vous renvoie vers le projet à la cimenterie de Brevik (Norvège) : ils ont décidé d'utiliser uniquement l'énergie thermique fatale (dont perdue au départ), et grâce à cela ils pourront capturer 50% du CO2 émis (projet en cours de construction, donc plus au stade conceptuel).

En espérant avoir répondu à vos demandes, cordialement, Lionel.

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Un grand merci pour votre réponse. Vous aurez peut-être deviné que j'ai travaillé sur ce rès intéressant sujet durant ma carrière chez Tractebel. Le groupe ENGIE à l'époque GDF Suez envisageait sérieusement d'essayer l'oxycombustion sur une centrale de chauffe au sud de Paris. Des contacts sérieux avaient été pris avec Air Liquide et Praxair. On parlait de technique "precombustion" parce que l'on agissait avant la chaudière mais ceci n'excluait pas un traitement par cryogénie en aval pour séparer les gaz indésirables. Aucune chaudière n'est étanche à 100% et l'on se retrouvait avec des entrées d'air et donc de l'argon qui nous embêtait beaucoup, si mes souvenirs sont exacts. Hélas, la projet a été abandonné en raison des difficultés et du coût. 😪 Encore merci pour votre réponse. Jean.

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