Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article rappelle brièvement le contexte du réchauffement climatique et de la transition énergétique. Surtout il met en perspective l’intérêt de la technologie du captage et du stockage de CO2 . Les grands principes des différentes solutions de captage sont présentés avec une description des trois grandes familles de technologies (précombustion, oxycombustion et post-combustion). Les différents procédés de captage sont étudiés tant pour les technologies disponibles à l’échelle commerciale que pour les solutions faisant l’objet de travaux de R&I. Cet article présente enfin les perspectives de déploiement du captage de CO2, ses freins et les leviers à actionner pour faire de cette technologie un facteur de succès pour la transition énergétique.
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The present article shortly describes global warming and energy transition context. More importantly it puts into perspective the interest of the CO2 Capture and Storage technology within this context. The general principles of the different capture solutions are presented with a description of the three main types of technologies (pre-combustion, oxycombustion and post-combustion). The different capture processes are discussed both those commercially available and those under R&D work. This article finally presents the outlook for the deployment of CO2 Capture, its constraints and the levers to operate to make this technology a success factor for the energy transition.
Auteur(s)
-
Ludovic RAYNAL : Responsable de Groupe Département Process Design, IFP Énergies nouvelles, Solaize, France
-
Sina TEBIANIAN : Ingénieur de Recherche Département Génie Chimique et Technologies, IFP Énergies nouvelles, Solaize, France
INTRODUCTION
Cet article présente la problématique du captage de CO2, son contexte et ses enjeux, puis s’attache à décrire les principales solutions technologiques permettant le captage du CO2 émis par le monde de l’industrie. Les secteurs de la production d’énergie et de la production industrielle sont très dépendants des combustibles fossiles, qu’il s’agisse du charbon, du pétrole ou du gaz naturel, et sont de fait responsables de très importantes émissions atmosphériques de CO2. Dans un contexte de réchauffement climatique et de limitation des émissions de gaz à effet de serre, l’économie mondiale se tourne progressivement vers des sources d’énergie renouvelable décarbonée. Compte tenu du poids actuel des combustibles fossiles dans l’offre énergétique, de la croissance mondiale de la demande en énergie et enfin du temps requis pour le déploiement des énergies alternatives, la transition énergétique va nécessairement s’étaler sur de longues années.
La première partie de cet article résume le contexte environnemental, sociétal et économique qui justifie l’intérêt du captage de CO2 dans le cadre de la transition énergétique. Les grands principes du captage de CO2, associé au stockage géologique ou à une valorisation industrielle, sont décrits dans une deuxième partie. On montre notamment en quoi cette solution technologique répond à l’objectif de réduction des émissions de CO2 du secteur industriel et une description schématique des différentes familles de technologies de captage est proposée.
Les différents procédés de captage sont décrits plus en détail dans la troisième partie de l’article, aussi bien dans leurs versions commerciales que dans des versions en cours de développement. Les avantages et inconvénients des différents procédés sont également discutés et des actions associées de R&I (Recherche et Innovation) visant à rendre ces procédés plus performants sont présentées. Une revue des pilotes et des démonstrateurs industriels est proposée ; elle permet également de mettre en avant les différents acteurs du domaine. Enfin, une discussion sur les perspectives de déploiement du captage de CO2 est proposée.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
global warming | precombustion | oxycombustion | post-combustion
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
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Présentation
Projets de démonstration et déploiement3. Descriptions techniques des solutions de captage
On peut globalement distinguer deux grandes générations de procédés de captage. La première génération correspond à des procédés directement dérivés de technologies utilisées pour d’autres applications industrielles existantes. Ils ne sont donc pas optimisés pour le captage du CO2 dans le contexte du CCS, marché actuellement balbutiant. Cependant, ils présentent le double intérêt d’une part de s’appuyer sur une expérience industrielle, étayant la faisabilité du captage, et d’autre part de permettre d’identifier des verrous et de fixer des cibles pour des travaux de Recherche & Innovation. Ces travaux de R&I se sont traduits par la mise au point de procédés dits de deuxième génération, qui eux-mêmes ouvrent des pistes pour des procédés futurs, l’objectif final étant de réduire les coûts du captage et d’assurer une bonne opérabilité du procédé.
Les trois voies de captage sont décrites dans les paragraphes suivants avec mise en avant de leurs avantages et défauts respectifs et également ce qui a permis de passer d’une génération à la suivante.
3.1 Solutions dites de première génération
3.1.1 Captage en post-combustion
Les procédés de captage de CO2 de première génération sont des adaptations des procédés de traitement de gaz utilisés depuis de nombreuses années dans l’industrie, qu’il s’agisse du raffinage, de la chimie ou de la production de gaz naturel. Il y a deux grands types de solutions.
Le premier s’appuie sur le phénomène de l’absorption, à savoir le passage d’une espèce chimique d’un gaz vers un liquide. Le gaz contenant les impuretés, ou l’espèce à séparer, est envoyé dans une colonne où il est mis en contact avec un solvant liquide, les deux flux pouvant être mis en œuvre selon différentes configurations hydrodynamiques (cocourant, courants croisés ou contre-courant, cette dernière solution étant préférée pour des raisons d’équilibre thermodynamique favorable). Cette absorption est réalisée à...
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Descriptions techniques des solutions de captage
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ONU eds - Gas Emissions Gap - (2019).
-
(2) - LANDAIS (A.) - Reconstruction du climat et de l’environnement des derniers 800 000 ans à partir des carottes de glace – variabilité orbitale et millénaire, - Quaternaire, 27/3, 197-212 (2016).
-
(3) - Trends - . https://www.esrl.noaa.gov
-
(4) - IPCC - Climate Change 2014, - Synthesis Report (2014).
-
(5) - SCHELLNHUBER (H.), HARE (B.), SERDECZNY (O.), ADAMS (S.), COUMOU (D.), FRIELER (K.), ROCHA (M.), MARTIN (M.), OTTO (I.), PERRETTE (M.), ROBINSON (A.), SCHAEFFER (M.), SCHEWE (J.), WANG (X.), WARSZAWSKI (L.) - Turn Down the Heat: Why a 4°C Warmer World Must be Avoided. - 1-85 (2012).
-
(6) - IEA - CO2 from Fuel Combustion – 2019 – highlights: All rights...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Gouvernements ou structures publiques
International Energy Agency http://www.iea.org
IEA Implementing Agreement – Clean Coal Centre http://www.iea-coal.org.uk
GIEC https://www.ipcc.ch
Commission Européenne https://ec.europa.eu
Gouvernement de l’Énergie US https://www.energy.gov
The National Energy Technology Laboratory (NETL) - U.S. Department of Energy (DOE) https://netl.doe.gov
Gouvernement Australien https://www.ga.gov
Gouvernement Norvégien et Gassnova https://www.regjeringen.no
Gouvernement Canadien - Province de l’Alberta https://www.alberta.ca
HAUT DE PAGE
Carbon Sequestration Leadership Forum http://www.cslforum.org
Global CCS Institute http://www.globalccsinstitute.com
International Performance Assessment Centre for CCS http://www.ipac-co2.com...
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