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Une énergie charbon plus propre grâce à une combinaison de technologies

Selon des chercheurs de l'UE, l'adaptation d'un ensemble de technologies de capture du gaz carbonique aux centrales électriques à charbon existantes pourrait aider ces usines à réduire leurs émissions et satisfaire à des exigences environnementales strictes.
Une énergie charbon plus propre grâce à une combinaison de technologies
Bénéficiant d'un financement de l'UE, le projet ECO-SCRUB a étudié d'un point de vue technique les méthodes qui permettraient d'adapter les technologies de capture du gaz carbonique de façon à ce que les centrales électriques existantes soient plus efficaces sur les plans environnemental et économique. La capture et le stockage du carbone (CCS) consiste à capturer les émissions de dioxyde de carbone (CO2) produites par les centrales électriques et à les transporter vers un site de stockage, d'où elles ne pourraient pas pénétrer dans l'atmosphère.

«En ce qui concerne les usines brûlant du charbon, deux techniques principales sont envisageables; l'enrichissement en oxygène et un lavage postcombustion avec un solvant», explique Dorian Matts de RWE Npower au Royaume-Uni, coordinateur du projet ECO-SCRUB. Le CO2 peut par exemple être retiré du gaz d'échappement postcombustion en utilisant des solvants régénérables; pour la capture du CO2, le plus courant est la monoéthanolamine (MEA), un solvant amine. Les centrales électriques peuvent également mettre en œuvre de nouvelles procédures pour améliorer leur efficacité.

Ces options destinées à réduire les émissions de CO2 des usines au charbon présentent d'importants problèmes techniques et de coût. «Les technologies disponibles pour fortement réduire ou éliminer le CO2 des gaz de combustion sont chères, ont une forte empreinte écologique et nécessitent beaucoup d'énergie, ce qui réduit sérieusement leur intérêt pour les centrales au charbon», explique M. Matts.

Une solution harmonieuse

Pour traiter ce problème, le projet ECO-SCRUB a cherché à déterminer s'il était techniquement possible de combiner ces deux techniques pour une exploitation plus efficace et durable. L'équipe du projet a commencé par évaluer l'impact sur la combustion du charbon de l'enrichissement en oxygène de l'alimentation en air ainsi que de l'utilisation des actuelles techniques d'épuration pour capturer le CO2. Les chercheurs ont également évalué la recirculation du gaz de combustion, qui peut contribuer à réduire la corrosion et les émissions de CO2.

«Nous avons démontré que le concept est fiable et qu'il présente des avantages en ce qui concerne l'adaptation des centrales à charbon existantes», déclare M. Matts. «Nous avons réussi à déterminer quelles pourraient être les conditions de conception probables, à savoir la quantité d'oxygène à injecter, et à quel endroit; quelle solution actuelle d'amine sélectionner; la quantité de gaz de combustion recyclé, pour éviter une augmentation des émissions de NOx ou des taux de corrosion plus élevés dans l'usine.»

Le projet ECO-SCRUB a également abordé des problèmes relatifs à la capture conventionnelle. Les résultats de ses recherches pourraient être exploités plus largement pour la construction de nouvelles centrales ainsi que par les recherches en cours sur la capture du gaz carbonique. «Si une centrale au charbon survit assez longtemps pour que l'infrastructure de capture et de stockage du gaz carbonique soit mise en place, cette option paraît alors intéressante et crédible pour son adaptation», déclare M. Matts.

«Par exemple, les fabricants européens pourraient développer cette technologie pour adapter les récentes centrales à charbon, partout dans le monde. Cette démarche pourrait en retour aider d'autres pays, comme l'Inde et la Chine, à respecter leurs engagements dans le cadre des accords de Paris.»

Aller de l'avant

La technologie pourrait aider les centrales à combustible fossile à s'adapter à un contexte de plus en plus difficile. Le système d'échange de quotas d'émissions de l'UE (EU ETS) et d'autres mécanismes de taxation du carbone ont durement touché la compétitivité de l'électricité générée à partir du charbon. «Les exigences en rapport avec les polluants provoquant des pluies acides (NOx et SOx) ont également imposé aux centrales à charbon d'importants investissements dans des technologies de purification des gaz de combustion», ajoute M. Matts.

Parvenir à la rentabilité et bénéficier d'un soutien réglementaire devient essentiel pour ce secteur. «Pour pouvoir investir dans la capture du CO2, il est maintenant nécessaire de définir des politiques environnementales claires et stables. Il faut également développer et mettre en œuvre les techniques de transport et de stockage associées au CCS», conclut-il.

Mots-clés

ECO-SCRUB, capture du gaz carbonique, charbon, centrale électrique, émissions, ETS, CCS