English version
Flux RSS
Accueil
Accueil > Axes de recherche > Énergies nouvelles > Captage et stockage géologique du CO2

Captage et stockage géologique du CO2

Pour limiter le réchauffement climatique et respecter les Accords de Paris, il est indispensable de réduire les émissions de CO2 de façon drastique. Différentes solutions devront être associées pour atteindre l’objectif de limiter à 2 °C l’augmentation de la température mondiale d’ici à 2100 : amélioration de l’efficacité énergétique, développement des énergies renouvelables, ou encore captage, stockage et utilisation du CO2 (CCUS).
    
Selon l’AIE (scénario BLUE Map), le CCUS permettra d’éviter l’émission de 8,2 milliards de tonnes de CO2 d’ici à 2050, contribuant à hauteur de 19 % à l’effort nécessaire. La mise en œuvre des technologies de captage est donc un enjeu considérable pour préserver le climat…
   

Tester une technologie de captage innovante à dimension industrielle : le projet CHEERS

Parmi les technologies de captage, la combustion en boucle chimique (CLC pour Chemical Looping Combustion), qui consiste à concentrer le CO2 dans les fumées pour faciliter sa séparation des autres composants, est particulièrement prometteuse (voir encadré ci-dessous). Actuellement testé en laboratoire et sur unité pilote sur le site de Solaize d’IFPEN, ce procédé va donner lieu à une expérimentation sur un démonstrateur, construit et opéré en Chine.
    
Cette unité dédiée sera mise en œuvre dans le cadre du projet CHEERS (Chinese European Emission Reducing Solutions), cofinancé par l’Union européenne (programme Horizon 2020) et le Ministère des Sciences et Technologies chinois. D’une durée de 5 ans (2018/2022), CHEERS rassemble des acteurs engagés de longue date sur la chaîne CCUS, parmi lesquels IFPEN, SINTEF (coordinateur du projet), Total (partenaire d’IFPEN dans le développement de la technologie CLC), Tsinghua University (université chinoise de tout premier plan) et Dongfang Boiler (industriel chinois du secteur de l’énergie).

 

3 questions à… Stéphane Bertholin, chef du projet CHEERS à IFPEN

   
Pourquoi IFPEN participe-t-il au projet CHEERS ?

Le projet CHEERS permettra de franchir un cap important : celui du pilote de démonstration en environnement semi-industriel. Tout développement d’une nouvelle technologie doit passer par cette étape afin de valider son caractère extrapolable et industriellement viable.

IFPEN est engagé depuis près de 20 ans dans le domaine du CCUS et nous concentrons nos efforts plus particulièrement sur le captage du CO2, qui représente l’essentiel du coût de la chaîne captage/stockage. Outre notre procédé DMXTM, qui fait d’IFPEN un pionnier des technologies de postcombustion, nous développons aussi, depuis une quinzaine d’années, un procédé novateur utilisant la combustion en boucle chimique (CLC).
  
Nos travaux de recherche, menés en partenariat avec Total depuis 2008, ont fait l’objet de nombreux brevets et ont apporté à nos chercheurs une renommée internationale sur le sujet.
  
Les principes de base du procédé ont été validés à IFPEN-Lyon grâce à plusieurs maquettes froides et un pilote à l’échelle de 10 kW. Nous sommes prêts désormais à passer à l’échelle supérieure pour mettre en œuvre des technologies industrialisables : c’est l’enjeu du projet CHEERS.
     
   

Pilote CLC IFPEN/Total à IFPEN-Lyon

Quels sont les objectifs du projet ?

Il s’agit de démontrer le caractère opérationnel de la technologie sur un cas identifié par Total : permettre à une raffinerie d’utiliser du petcoke (un hydrocarbure sous forme solide, résidu ultime des procédés de conversion du pétrole) pour produire de l’électricité et de la vapeur sans générer d’émission de CO2. Pour cela, le projet doit concevoir, réaliser et opérer une unité de démonstration dédiée, qui utilisera notre technologie. Cette unité sera construite sur un site expérimental de l’énergéticien Dongfang en Chine.
   
Au sein du projet, IFPEN est notamment en charge du dimensionnement du démonstrateur et de l’évaluation des performances du procédé CLC dans la chaîne CCUS complète. Cette responsabilité nous a été confiée car notre expertise à la fois dans la mise en œuvre d’unités pilotes, notamment sur notre site de Solaize, et le développement de procédés innovants est largement reconnue. Avec les partenaires du projet, nous intervenons également dans la sélection de l’oxyde métallique pour le transport de l’oxygène, les études d’engineering, mais aussi la construction et la réalisation des essais.
  

Quelles perspectives industrielles le projet CHEERS permet-il d’envisager ?

CHEERS doit nous permettre de valider l’ensemble des concepts technologiques que nous ambitionnons de mettre en œuvre à l’échelle industrielle, notamment la maitrise de la circulation du porteur d’oxygène, qui est l’élément clé de l’opération du procédé CLC testé.
    
Le succès du projet positionnera IFPEN, en partenariat avec Total, comme leader mondial sur la technologie CLC, et une première industrielle pourrait être envisagée d’ici une dizaine d’années. La voie serait alors ouverte à une large diffusion de la technologie auprès des grandes unités industrielles ayant des enjeux de production d’énergie décarbonée pour leur fonctionnement, comme les centrales électriques ou les raffineries.
    

 
La CLC, de quoi on parle ?

Le captage par oxycombustion consiste à réaliser la combustion des hydrocarbures en présence d'oxygène pur au lieu d'air, ce qui permet d’obtenir des fumées plus concentrées en CO2 (concentration supérieure à 90 %) et d’en faciliter le captage.
   
Le principal frein à l’utilisation de cette technologie est lié à la séparation de l’oxygène de l’air, généralement obtenue par distillation cryogénique, qui est non seulement coûteuse, mais aussi consommatrice d’énergie. Pour éviter le coût de cette séparation, le procédé de combustion en boucle chimique (CLC pour Chemical Looping Combustion) consiste à utiliser un oxyde métallique pour transporter l'oxygène dans la zone de combustion sans l'associer à l'azote de l'air.
  
Les 2 principaux avantages de la CLC sont :

  • une faible pénalité énergétique car l’oxygène est séparé de l’air grâce à l’oxyde métallique,
      
  • la possibilité de traiter différents types d’hydrocarbures : gaz naturel, fioul lourd, charbon ou encore petcoke comme envisagé pour le projet CHEERS.

                                 Cliquer sur l'image pour télécharger l'animation
                    (puis 1 clic sur le fichier .ppsx qui s'ouvre en nouvelle fenêtre)

 

Voir aussi
 + Développement industriel > Exploration-Production
 + Partenariats > Construire l’Europe de la recherche


Médias
 

L'espace Découverte vous propose des clés pour comprendre les enjeux énergétiques du 21ème siècle liés à un développement durable de notre planète.

Liste de liens

  • Imprimer la page