La conservation de l'énergie et la réduction des émissions, et la prise de la voie du développement à faible teneur en carbone sont les meilleures solutions au changement climatique mondial. Alors que la consommation mondiale de charbon continue de croître, certains scientifiques pensent que l'adoption généralisée de la technologie de capture et de stockage du carbone est très importante dans le but de limiter le réchauffement climatique à 2 degré. Par conséquent, aux yeux des scientifiques du monde entier, les nouvelles technologies pour réduire les émissions de dioxyde de carbone sont de plus en plus appréciées, parmi lesquelles la technologie de capture et de stockage du carbone a commencé à devenir un sujet brûlant. Parmi les différentes mesures de réduction des émissions, la technologie de capture du carbone et de stockage est considérée comme la «technologie unique avec la plus grande contribution». Il est prévu que sa contribution à la réduction mondiale des émissions atteindra 20%, elle a donc attiré beaucoup l'attention de tous les pays. À l'heure actuelle, il y a plus de 100 projets de technologie de capture et de stockage en carbone en fonctionnement ou sur le point d'être exploités dans le monde.
Technologies de capture et de stockage du carbone
Le professeur Pan Weiping, directeur de l'Institut de science de la combustion et de la technologie environnementale de l'Université Western Kentucky, a déclaré dans une récente interview que la capture et le stockage du carbone se réfèrent à une technologie qui collecte du dioxyde de carbone produit par des sources d'émission telles que les grandes centrales, les aciéries et les plants chimiques, et les stangent de diverses manières pour l'empêcher d'être libéré dans l'atmosphère. La technologie comprend trois liens: la capture, le transport et le stockage du dioxyde de carbone.
La capture du carbone est le processus de capture du dioxyde de carbone libéré dans l'atmosphère. Il existe trois principales façons de capturer le dioxyde de carbone: la capture de pré-combustion, la combustion riche en gaz et la capture post-combustion. Quelle que soit la méthode de capture utilisée, en bref, le gaz généré par les centrales électriques au charbon est collecté, et après désulfuration, oxydes d'azote, etc., le dioxyde de carbone est séparé et collecté.
Le second est la séquestration du carbone. Lorsque le dioxyde de carbone est capturé et comprimé, il est comprimé dans des champs d'huile épuisés ou d'autres lieux souterrains sûrs. "Par exemple, dans le processus d'extraction d'huile, le dioxyde de carbone doit être injecté avant que l'huile puisse émerger." Pan Weiping a dit. La recherche sur cette technologie peut être retracée à 1975, lorsque les États-Unis ont injecté du dioxyde de carbone dans le sol pour augmenter la production de pétrole, mais ce n'est qu'en 1989 que le Massachusetts Institute of Technology a commencé à l'étudier comme un projet de protection de l'environnement pour stocker le dioxyde de carbone pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Ce n'est que ces dernières années que cette technologie a reçu plus d'attention et de recherche. Il est considéré comme un moyen efficace de réduire directement la concentration de dioxyde de carbone dans l'air.
En ce qui concerne les méthodes spécifiques de capture du carbone, il existe désormais plus de 1 100 centrales thermiques aux États-Unis, qui utilisent généralement une technologie de traitement post-combustion. Pan Weiping a présenté qu'il existe deux types de technologies de traitement post-combustion: l'une est la technologie d'ammoniac organique, qui est actuellement une technologie plus mature, mais elle a également des inconvénients: l'efficacité de capture du dioxyde de carbone n'est que de 90%, et il consomme beaucoup d'énergie.
La seconde est la technologie d'absorption de l'ammoniac. L'ammoniac plus le dioxyde de carbone devient un petit engrais azote, qui peut être utilisé comme engrais pour la production agricole. Mais toutes les centrales thermiques ne peuvent pas utiliser cette technologie. Il est limité par la quantité. Sinon, où tant de petits engrais azotés peuvent être vendus?
Le troisième est la technologie de traitement pré-combustion. Les nouvelles centrales thermiques peuvent utiliser cette technologie. Par exemple, une centrale thermique en construction à Dongguan, Guangdong, en Chine, utilise la technologie de production d'énergie du cycle de gazéification du charbon dans son ensemble. Son avantage est que le charbon est en premier à gazifier. Après gazéification du charbon, les principaux produits sont l'hydrogène, le monoxyde de carbone, etc., et la combustion d'hydrogène ne produira pas de dioxyde de carbone.
Pan Weiping a déclaré: "Maintenant, de nombreuses centrales thermiques nouvellement construites aux États-Unis utilisent une combustion mixte. Pourquoi? Parce que ces centrales électriques n'ont pas besoin d'être équipées d'équipements supplémentaires et d'utiliser des équipements de production d'électricité existants. La combustion mixte du charbon et de la biomasse peut réduire les émissions de dioxyde de carbone. C'est le moyen le plus direct et le plus rapide à court terme.
Une récupération améliorée du pétrole peut aider à lutter contre le changement climatique
La technologie de capture de carbone est utilisée aux États-Unis depuis les années 1930. Par exemple, le dioxyde de carbone est capturé par des réactions chimiques dans les cheminées des centrales et usines électriques, puis libérées en chauffant les produits chimiques. Le dioxyde de carbone est ensuite pressurisé pour devenir un liquide et pompé à travers les pipelines aux emplacements de stockage. Les emplacements de stockage comprennent le gravier souterrain, les aquifères salins et les anciens champs d'huile.
Depuis des décennies, les compagnies pétrolières perçoivent le dioxyde de carbone sous terre dans le sud-ouest du Colorado, et elles transporteront de grandes quantités de dioxyde de carbone à travers des pipelines vers des champs pétroliers dans l'ouest du Tennessee. En injectant le dioxyde de carbone, l'huile vieillie peut être utilisée pour produire plus d'huile, et la plupart du dioxyde de carbone sera stocké en permanence dans le Tennessee.
Au Missouri, une nouvelle centrale à charbon à gazéification commencera à collecter le dioxyde de carbone en 2015 et le transportera dans des champs pétroliers du sud du Missouri via un pipeline de près de 100 kilomètres. La centrale sera également la première usine des États-Unis à mettre en œuvre la capture et le stockage du carbone. Le projet utilise des gaz à effet de serre produits par la combustion de combustibles fossiles pour aider à produire plus de combustibles fossiles. Bien que ce mouvement soit loin d'une solution idéale au changement climatique, une amélioration de la récupération d'huile peut prouver que la capture et la technologie de stockage du dioxyde de carbone sont un outil important pour lutter contre le changement climatique.
"Les combustibles fossiles ne disparaissent pas de sitôt", a déclaré John Thompson, directeur du projet de transition des carburants fossiles au groupe de travail à but non lucratif Clean Air. "Si nous voulons arrêter le réchauffement climatique, nous devons trouver un moyen d'utiliser des combustibles fossiles sans émettre de dioxyde de carbone. Actuellement, seule la capture et le stockage du carbone peuvent le faire." Le plus grand défi est l'échelle et les puits de pétrole vieillissant ont une énorme demande de dioxyde de carbone. Thompson prédit que la récupération améliorée du pétrole nécessitera éventuellement 33 milliards de tonnes de dioxyde de carbone, ce qui équivaut à des décennies d'émissions de dioxyde de carbone de toutes les centrales électriques aux États-Unis.
Chris Jones, ingénieur chimique au Georgia Institute of Technology, a déclaré: "À court terme, nous pouvons utiliser plus de combustibles fossiles pour développer la technologie de capture et de stockage du carbone. Mais ce processus est nécessaire, et nous devons continuer à développer cette technologie à travers ce processus et rendre cette technologie plus mature et efficace." Mais Jones a également souligné que la capture et le stockage du carbone ne consistent pas seulement à enterrer le dioxyde de carbone profond sous terre. L'ensemble du processus conduira à l'utilisation continue des combustibles fossiles. De plus, le pompage de liquides à haute pression dans le sol peut entraîner le risque de tremblements de terre artificiels, et il existe également le risque de fuite accidentelle de dioxyde de carbone. Parce qu'il n'y a aucun moyen de prouver que le dioxyde de carbone capturé et stocké ne fuira pas. Par exemple, il y a un village en Afrique avec un lac. Après que le dioxyde de carbone au fond du lac s'est divulgué, tous les gens et les animaux du village ont suffoqué à mort et tout le village a disparu.
La valeur de la technologie du carbone ne peut être ignorée
Actuellement, le coût est le principal obstacle à la mise en œuvre de la technologie de capture et de stockage du carbone, et une récupération améliorée du pétrole est le principal domaine de la mise en œuvre généralisée de cette technologie et de la réduction de son coût. À l'échelle mondiale, les émissions de dioxyde de carbone dépassent 35 milliards de tonnes par an, qui proviennent presque toutes du charbon, du pétrole et du gaz naturel. Selon l'Agence internationale de l'énergie, afin d'atteindre l'objectif de limiter le réchauffement climatique à 2 degrés Celsius, plus de 100 projets de capture et de stockage de carbone devront être construits d'ici 2020, réduisant 270 millions de tonnes de dioxyde de carbone par an. Cependant, il n'y a actuellement que 60 projets planifiés ou proposés, dont seulement 21 projets ont commencé la construction ou l'exploitation. Il existe 34 projets de capture et de stockage de carbone planifiés ou opérationnels en dehors de l'Amérique du Nord, dont la plupart sont situés en Asie et en Australie. Selon le Global Carbon Capture and Storage Institute, l'opposition publique aux projets de capture et de stockage du carbone dans des pays européens tels que l'Allemagne a conduit à une baisse du nombre de projets en Europe de 14 projets prévus en 2011 à 5 projets prévus en 2014.
