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Pour piéger le dioxyde de carbone (CO2), il faut d’abord le séparer des autres gaz émis lors de la combustion ou du traitement. Il doit ensuite être purifié et comprimé pour faciliter son transport et son stockage.
Chacun des trois systèmes suivants permet de piéger le dioxyde de carbone résultant de la combustion, et en particulier celui produit par le secteur de l'électricité:
| Système | Statut | Quantité nette de CO2 “évité” |
|---|---|---|
| Postcombustion | Utilisé commercialement depuis des décennies pour d’autres applications apparentées. | 80-90% |
| Précombustion | ||
| Combustion de gaz oxygéné | Au stade de la démonstration | 90% |
Dans un système de postcombustion, les gaz résultant de la combustion du carburant dans l'air (gaz de combustion) ne contiennent qu’une infime quantité de CO2. On piège celui-ci en injectant ces gaz de combustion dans un liquide qui absorbe uniquement le CO2 (par exemple un solvant organique comprimé ou refroidi). On peut ensuite libérer le CO2 presque pur de ce liquide, le plus souvent en le chauffant ou en diminuant la pression. On utilise déjà à grande échelle des processus de séparation similaires pour éliminer le CO2 du gaz naturel.
Dans un système de précombustion, on transforme tout d’abord le combustible primaire en gaz en le chauffant au moyen de vapeur et d’air ou d'oxygène. De cette conversion résulte un gaz contenant principalement de l'hydrogène et du CO2, que l’on peut facilement séparer l’un de l’autre. L'hydrogène peut ensuite être utilisé pour produire de la chaleur ou de l'énergie.
La combustion de gaz oxygéné utilise de l'oxygène pur pour brûler le combustible au lieu d’utiliser de l'air qui ne contient que 20% d'oxygène et de l'azote en grande quantité. Cette combustion produit un mélange gazeux composé essentiellement de vapeur d'eau et de CO2. La vapeur d'eau peut ensuite être facilement extraite du CO2 par refroidissement et compression du flux gazeux. Toutefois, il faut au préalable séparer l'oxygène de l'air quand on a recours à ce processus, ce qui est assez complexe.
Plusieurs procédés industriels utilisent déjà des systèmes de piégeage similaires, par exemple la production d'urée ou d'hydrogène et la gazéification du charbon. Plus…
Les systèmes de piégeage réduisent les émissions de CO2 des centrales à combustible d'environ 80 à 90%. Ces chiffres tiennent compte du fait que les systèmes de piégeage exigent une consommation d’énergie supplémentaire (voir figure RT.11).
Pour les nouvelles centrales à combustibles fossiles, le piégeage du CO2 peut faire augmenter le coût de la production d'électricité de 35 à 85% en fonction des différentes options au niveau de la conception des installations, de leur fonctionnement et de leur financement. Cela équivaut à un coût compris entre 0,01 et 0,03 dollars US par kWh d'électricité produite.
| Coûts en dollars US/kWh | |
| Nouvelles centrales à combustibles fossiles sans piégeage | 0.03 – 0.06 |
| Nouvelles centrales à combustibles fossiles avec piégeage | 0.04 – 0.09 |
| Piégeage uniquement | 0.01 – 0.03 |
On peut également exprimer les coûts du piégeage en dollars US par tonne nette de CO2 piégé. Ce coût unitaire varie considérablement en fonction des différents types de centrales à combustible et des procédés industriels. Le coût unitaire du piégeage est généralement moindre lorsqu’un flux de CO2 relativement pur est produit, par exemple lors du traitement du gaz naturel, de la production d'hydrogène, ou de la production d'ammoniac. Plus…
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