Un extrait de « Valorisation du coproduit CO2 issu de la méthanisation » par Laurent DUMERGUES, Christine PEYRELASSE
Véritable cas d’économie circulaire, la méthanisation permet de valoriser des déchets organiques en énergie renouvelable (biogaz) et en engrais/amendements agricoles (digestats). Cette activité, sobre en carbone fossile, permet de dynamiser l’activité économique locale et contribue à limiter les émissions de gaz à effet de serre liées aux productions délocalisées (énergie, fabrication d’engrais, etc.). Afin de renforcer ces atouts, la filière de méthanisation a intérêt à valoriser les émissions d’un de ses coproduits : le CO2 issu du biogaz. Plusieurs perspectives de valorisation existent, notamment avec les usages agricoles ou la méthanation biologique. Elles peuvent être classées de différentes façons : directement sans transformation, par transformation chimique ou par transformation biologique.
Une valorisation basée sur de nombreux critères
Le dioxyde de carbone (CO2) peut ainsi être utilisé comme matière première ou réactif. Sa transformation chimique est réalisable suivant diverses techniques : minéralisation, synthèse organique, hydrogénation, reformage sec, électrolyse, thermochimie… Les produits obtenus trouvent des applications dans les filières énergétiques, chimiques, du bâtiment, etc. Les voies de valorisations biologiques, quant à elles, utilisent le CO2 – même sous forme de fumées de combustion – comme source de carbone par les organismes chlorophylliens. Parmi toutes ces voies de valorisation, certaines sont dites industrialisées, avec un TRL (Technology readiness level, ou degré d’avancée technologique) supérieur à 7. On peut y trouver la récupération de pétrole, les utilisations industrielles directes de CO2, les synthèses chimiques organiques de certains produits (urée, carbonates cycliques), le reformage ou la culture de microalgues. D’autres voies, au stade préindustriel – TRL 5 à 7 –, génèrent de nombreuses attentes compte tenu de leur potentiel de séquestration de CO2 (minéralisation), de stockage et de production énergétique (méthanation, hydrogénation, culture d’algocarburant) ou de production chimique (synthèses chimiques). Enfin, certaines technologies de valorisation du CO2 sont en phase R&D et pilote – TRL 5 et au-dessous – telles que la récupération de la chaleur géothermique profonde, la thermolyse, l’électrolyse, la photo-électrolyse ou la bio-catalyse.
Le choix de la voie de valorisation pourra se baser sur plusieurs critères comme :
- le degré d’avancée technologique qui, selon la rentabilité économique, rend possible ou non la production et la valorisation ;
- le type de CO2 utilisé, qui peut être favorable économiquement (CO2 avec un minimum de prétraitement) ou défavorable (CO2 de qualité alimentaire) ;
- la proximité de l’usager et la disponibilité des intrants et installations nécessaires à la valorisation du CO2 ;
- les paramètres environnementaux, l’acceptabilité sociale, la réglementation actuelle ou à venir, le potentiel du marché, etc.
En termes de quantité produite de CO2, la méthanisation offre des possibilités de valorisations préférentielles directes (régulation du pH d’eaux usées), chimiques (méthanation) ou biologiques (culture sous serre). D’autres voies de valorisation seront difficilement adaptées à celle du CO2 issu de la méthanisation compte tenu des volumes importants nécessaires (récupération assistée de pétrole, récupération géothermique, minéralisation à grande échelle). D’autres applications encore peuvent être intéressantes selon les conditions technico-économiques locales et saisonnières : gazéification et refroidissement dans l’industrie agroalimentaire, usage en chimie (bicarbonate et autres composés), utilisation directe sans transformation…
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Valorisation du coproduit CO2 issu de la méthanisation, Laurent DUMERGUES, Christine PEYRELASSE
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- Valorisation du CO2 - Partie 1 : voies directes et voies avec transformation biologique
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