Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
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)
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Présentation
Conclusion
En anglais
4. Projets de démonstration et déploiement
4.1 Développement industriel et phase pilote
Le développement d’un nouveau procédé passe en général par les différents TRL ; partant d’idées conceptuelles, puis subissant des tests à l’échelle laboratoire, le procédé doit assez rapidement passer par des tests pilote et surtout par l’étape de démonstration pour valider son intérêt commercial. Les domaines maîtrisant bien leurs technologies de cœur de métier n’ont pas toujours besoin de passer par toutes les étapes intermédiaires. Mais, dans le cas du CCS, où l’on applique des technologies issues du secteur de la chimie, voire de toutes nouvelles technologies, au secteur de l’énergie, il est difficile de ne pas passer par un certain nombre d’étapes. Ainsi, avant de décrire certains démonstrateurs existants, Rappelons les différentes étapes de pilotage et ce qu’elles apportent au développement du procédé.
La figure 12 présente une comparaison sommaire entre les différentes tailles de pilote correspondant au cas d’une centrale charbon avec captage du CO2 par une unité aux amines (base MEA 30 % en masse).
Le pilote de laboratoire est caractérisé par une petite taille. Il est flexible (le choix de solvant, les conditions opératoires, voire des éléments sont facilement modifiables), mais il n’est pas véritablement représentatif des conditions industrielles. Il permet néanmoins d’opérer des tests dits de screening à un coût modéré, ce qui en fait un outil privilégié pour les équipes universitaires spécialisées. Certaines de ces équipes et les centres de R&D développant ces solutions sont équipées de pilotes de R&D de plus grandes dimensions et donc plus coûteux, permettant d’approcher avec plus de précision les performances du procédé en particulier en termes de pénalité énergétique. Ces pilotes de R&D sont indispensables si l’on souhaite maîtriser les problèmes d’extrapolation du design des principaux équipements. La figure 12 illustre le cas d’un procédé de post-combustion par solvant ; qualitativement, il peut s’appliquer aux autres voies de captage, même si quelques différences peuvent exister. Ainsi dans le cas du CLC, la charge peut être...
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Projets de démonstration et déploiement
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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