Présentation
RÉSUMÉ
Dans le cadre de la transition écologique vers une forte réduction de l’émission de gaz à effet de serre d’ici 2050 , cet article traite des technologies de captage du CO2 dans les centrales de production d’énergie à partir de combustibles fossiles . Trois cas sont examinés : la décarbonisation des fumées ou captage en post-combustion, décarbonisation du combustible lui-même ou captage en précombustion et des technologies dites « oxy-combustion » qui utilisent l’oxygène pur comme comburant et le CO2 lui-même comme fluide de travail. Le captage du CO2 entraîne une chute de rendement à puissance donnée et donc une augmentation de la consommation de combustible et donc de l’émission de CO2 . Un développement plus complet sera présenté sur les centrales à oxy-combustion qui sont les plus proches des « zero emission technologies ».
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Philippe MATHIEU : Professeur honoraire, Université de Liège, Belgique
INTRODUCTION
À la suite de la COP21 à Paris et puis de la COP24, les pays du monde entier se sont mis d’accord pour limiter d’ici 2050 l’augmentation de la température moyenne de la planète à 1,5 °C en annulant les émissions de gaz à effet de serre, et particulièrement celles du CO 2 . Il reste donc une bonne dizaine d’années pour atteindre un tel objectif, si toutefois c’est encore réaliste dans les conditions politiques actuelles avec une utilisation du charbon soit maintenue par le prolongement d’exploitation de centrales existantes (États-Unis, Chine, Inde, Pologne....), soit renforcée par le remplacement de centrales nucléaires (Allemagne). Quoiqu’il en soit, la stratégie d’une réduction massive et rapide des émissions de CO 2 implique la mise en œuvre du captage et du stockage du CO 2 dans les centrales surtout à charbon mais aussi au gaz naturel, selon une des recommandations de la COP24.
Les trois technologies examinées dans cet article sont le captage du carbone en post-combustion (dans les fumées), le captage du carbone en précombustion (décarbonisation du combustible) et l’ oxy-combustion . Cette dernière technique s’applique à la combustion à l’oxygène pur dans des chaudières et dans des cycles combinés avec turbines à gaz et est très attractive car la plus proche du « zéro emission ».
Actuellement, la technique de captage du carbone la plus mature et la plus utilisée dans l’industrie est l’ absorption par des amines du CO 2 présent dans les fumées de post-combustion . C’est la plus adaptée à l’échelle des centrales de plusieurs centaines de MW.
Pour séparer le CO 2 , issu de l’utilisation de combustibles fossiles (ici le charbon et le gaz naturel), d’un ou de plusieurs autres composants dans un mélange gazeux, il faut utiliser de l’énergie (thermique ou électrique) qui dépend de la masse molaire des composants et de leur concentration. Cette énergie de séparation va donc diminuer l’énergie nette produite par la centrale et pour une puissance fixée, diminuer le rendement et augmenter la consommation de combustible et donc paradoxalement augmenter la quantité de CO 2 générée
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MOTS-CLÉS
Captage du CO2 | Centrale à charbon pulvérisé | Centrale NGCC | Oxy-combustion | Centrale IGCC
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
Centrales de puissance à basse émission de CO2
Extraction du CO2 d’un mélange
Sources bibliographiques
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