La capture du carbone peut-elle permettre d'éliminer 99+% du CO2 des centrales électriques et industrielles ?

Les études scientifiques sur le changement climatique ont abouti à une conclusion qui donne à réfléchir. Il ne suffira pas de réduire considérablement les émissions de dioxyde de carbone. D'ici la seconde moitié de ce siècle, tous les émissions de CO₂ devront être éliminées du système énergétique.

Cette exigence signifie que le captage de 90% des émissions de CO₂ des centrales électriques et des installations industrielles ne sera pas suffisant. La quasi-totalité du CO₂ doit être capturée et à un coût abordable. Le captage et le stockage du carbone (CSC) sont-ils à la hauteur de cette tâche difficile ? En bref, la réponse est oui.

Une étude de 2019 publiée par l'Agence internationale de l'énergie (AIE) conclut que le captage à 90 % n'est pas un plafond, mais "une limite artificielle" qui est une "référence historique, fondée à l'origine sur les aspects économiques du captage." L'étude conclut que le captage de 99,1% de CO₂ sur les centrales à gaz et de 99,7% sur les centrales à charbon n'augmente le coût de l'électricité que de 7% par rapport au captage de 90%. Le captage de 99+% du CO₂ d'une centrale rend ses émissions de CO₂ essentiellement nulles. En d'autres termes, la concentration de CO₂ présente dans les gaz de combustion correspond à celle de l'air ambiant, aux concentrations atmosphériques actuelles de CO₂ de 410 ppm.

La technologie de captage fait des progrès considérables vers ces taux de captage neutres nets. Il y a trois ans, la centrale Parish de NRG au Texas a installé la capture du carbone sur une partie de la centrale de 240 MW. Le projet, appelé Petra Nova, a été conçu pour capturer 90 % du CO₂ à un taux nominal de 4776 tonnes métriques de CO₂ par jour. Le projet a été construit dans les délais et le budget impartis. Le DOE publiera un rapport sur les performances opérationnelles de l'usine dans le courant de l'année. Entre-temps, CATF a engagé un consultant pour examiner les données d'émissions horaires que l'usine a soumises à l'EPA en 2017-2018. Nous avons constaté que l'usine était plutôt performante, capturant au taux cible pendant de longues périodes. Les données ont montré que la centrale cogène (qui fournit la vapeur à l'équipement de capture) et l'équipement de capture pouvaient être mis en route rapidement. Comme on peut s'y attendre avec une première application, les données ont également montré des périodes où l'équipement de capture n'était pas disponible, et les futures usines devront réduire la fréquence des temps d'arrêt.

Le succès de Petra Nova entraîne des améliorations dans les projets futurs :

• Les prochaines centrales coûteront moins cher à construire -Mitsubishi Heavy Industries (MHI) a fourni l'équipement de capture utilisé à Petra Nova. MHI affirme que la prochaine usine sera 30 % moins chère que Petra Nova sur la base de ce qu'ils ont appris. Cette réduction des coûts s'explique en partie par l'utilisation d'un nouveau solvant plus performant, ce qui permet d'obtenir des équipements plus efficaces et une meilleure intégration.
• Next Plants will target higher CO₂ capture rates-En septembre, le DOE a accordé des financements pour des études d'ingénierie sur la technologie de capture des centrales à charbon et à gaz. L'une d'entre elles, l'unité de 816 MW de la centrale Prairie State dans l'Illinois, sera conçue pour capter 95 % du CO₂ que la centrale émet.

Petra Nova illustre le pouvoir de "l'apprentissage par la pratique". Plus de projets signifient plus de progrès en termes de performance et de coût. Avec un nombre suffisant de nouveaux projets, des progrès tels que des taux de captage de 99+% seront la norme pour les installations industrielles et les centrales électriques du pays.

Nous savons par expérience à quel point "l'apprentissage par la pratique" peut être puissant. Deux décennies de réglementation fédérale sur le dioxyde de soufre ont permis d'installer des épurateurs, de réduire les coûts de 50 % et de faire passer l'élimination du soufre d'un peu plus de 70 % à bien plus de 95 %. Les coûts de l'énergie éolienne ont baissé ces dernières années, les incitations fédérales et étatiques ayant favorisé le développement de projets éoliens. L'augmentation du nombre de projets de CSC dépendra toutefois de l'adoption par le Congrès de politiques plus vigoureuses qui rendent les nouveaux projets de captage rentables. Les mêmes réductions de coûts peuvent se produire avec le captage du carbone si le Congrès en a la volonté politique.