« Seule la législation décidera les industriels à capter le CO2 »

Le Premier ministre Manuel Valls a confirmé jeudi 10 septembre la suppression des crédits à l’exportation pour les centrales à charbon qui ne sont pas équipées d'un système de captage de CO2. Marco Daturi, professeur au laboratoire catalyse et spectrochimie de l'université de Caen, fait le point sur l'état de l'art de ces technologies de captage, et décrypte les raisons pour lesquelles les industriels peinent à s'équiper.

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« Seule la législation décidera les industriels à capter le CO2 »
Une centrale à charbon

Le Premier ministre Manuel Valls vient de confirmer la suppression « immédiate » des crédits à l’exportation pour les centrales à charbon dénuées de dispositifs de capture et de stockage de CO2. Si la mesure concerne particulièrement les centrales opérées par Alstom, le Premier ministre a également supprimé les crédits exports pour les nouveaux projets de centrale à charbon qui ne sont pas dotés d’un dispositif de capture et stockage de CO2. Le gouvernement souhaite ainsi encourager le développement des énergies renouvelables, au détriment de la production d’éléctrictié plus « carbonnée ». Un message opportun à quelques semaines de la COP21.

Des techniques efficaces de captage de CO2 existent pourtant depuis plusieurs années, mais elles sont encore coûteuses. Résultat : les industriels s’équipent peu. Outre le coût du procédé de captage, qui représente environ 70 % du coût total de la filière, selon François Kalaydjian, directeur adjoint du Centre de résultats ressources à IFP Energies nouvelles, le CO2 doit ensuite encore être transporté puis stocké. Mais il peut aussi être valorisé pour la chimie. Les procédés de captage doivent alors pouvoir fournir un CO2 assez pur pour être valorisé, ce qui n’est pas non plus facile. Autant de freins au déploiement d’une technologie pourtant stratégique dans la lutte contre les émissions anthropiques de CO2.

Marco Daturi, professeur au laboratoire catalyse et spectrochimie de l'Université de Caen, a répondu aux questions d'Industrie & Technologies sur le sujet.

I&T : quelles sont les technologies existantes de captage de CO2 ?

Marco Daturi : Il existe trois grandes technologies de captage de CO2 : celles dites de postcombustion, de préproduction, et d’oxycombustion. Les industriels utilisent aujourd’hui essentiellement la technique de postcombustion, la moins coûteuse. Après la combustion, le CO2 se trouve mélangé dans le gaz de combustion, un mélange de CO2, d’hydrogène, d’azote, de vapeur d’eau et d’autres éléments. Ce gaz est lavé à l’aide d’une solution aqueuse d’acides aminés (monoéthanolamine). Le CO2, acide, se fixe sous forme de complexe avec les amines, basiques. La solution de CO2 est ensuite chauffée et le CO2 ainsi relâché pour être stocké.

Les technologies de préproduction essaient quant à elles de limiter le CO2 produit par la combustion. Avant la combustion est créé à partir du combustible fossile un gaz de synthèse constitué d’un mélange de monoxyde de carbone (CO) et d’eau. Lorsqu’il réagit ensuite avec l’eau, le monoxyde de carbone forme du CO2 et de l’hydrogène. Le CO2 peut ainsi être récupéré très pur, et l’hydrogène, un combustible propre, utilisé pour produire de l’énergie. La même méthode était utilisée dès le XIXè siècle pour produire le gaz de ville, constitué d’hydrogène et de monoxyde de carbone. Celui-ci a ensuite été remplacé par du gaz naturel, moins dangereux.

Enfin, les technologies d’oxycombustion cherchent à récupérer le CO2 le plus concentré possible, en réalisant la combustion avec de l’air le plus concentré en oxygène possible, en cherchant à en éliminer l’azote. Après la combustion, le CO2 produit n’est ainsi plus mélangé avec l’azote et ressort bien plus pur, et ainsi plus facile à valoriser.

I&T : Pourquoi ces technologies ont elle du mal à s’imposer aux industriels ?

M.D. : Les technologies, en particulier celle de l’oxycombustion, sont très coûteuses, car elles nécessitent de monter à haute température. Cependant, les techniques de récupération de chaleur, ensuite utilisée dans d’autres procédés, pourraient en diminuer les coûts. Pour en tirer tous les bénéfices, l’important est de concevoir pour un site industriel le procédé de captage qui corresponde au gaz que l’on a à traiter et à la qualité de CO2 que l’on souhaite en sortie, selon que l’on veut le stocker ou le valoriser. En Espagne par exemple, un modèle prototype comprend une cimenterie couplée avec un centre de production d’algues. Le CO2 récupéré en sortie sert à nourrir les algues, qui elles-mêmes sont séchées pour faire du biocarburant.

I&T : Les coûts de ces technologies sont-ils appelés à baisser ?

M.D. : Les experts prédisent que ces technologies pourraient être prêtes, à des coûts acceptables, pour 2020-2025. Mais c’est la législation qui décide si les choses sont faites ou non. C’est grâce aux différentes normes sur l’émission en CO2 des moteurs imposées depuis treize ans au secteur automobile que celui-ci fournit aujourd’hui des voitures bien moins polluantes qu’auparavant. Il en va de même pour les centrales à charbon ou autres industries, comme la cimenterie, fortement émettrice en CO2.

I&T : D’autres technologies sont-elles en train d’émerger ?

M.D. : Les recherches contribuent à améliorer ces trois types de technologies. A Caen, nous travaillons sur un système de membranes dans lequel on insère des nanoparticules de différents matériaux qui améliorent la capacité des membranes à mieux laisser passer un gaz ou un autre, de sorte à mieux séparer le CO2 de l’hydrogène. Des entreprises, comme Total, ou l’IFP Energies nouvelles, sont aussi très actives sur le sujet.

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