Capture du CO2 : procéder par étapes (MIT)

La mise en place de procédés de captage et de stockage du dioxyde de carbone (CCS) pour les centrales au charbon pourrait ne pas être viable : des chercheurs du MIT pensent que le coût trop élevé des solutions existantes handicape leur mise en application aux Etats-Unis. Selon eux, une mise en oeuvre progressive permettrait de faciliter le développement d’une nouvelle génération de centrales.

Une étude du MIT suggère qu’une étape intermédiaire de captation du dioxyde de carbone, qui ne serait que partielle, est seule à même de rendre viable cette évolution technologique. Elle permettrait surtout, selon les deux chercheurs à l’origine de l’étude, de poursuivre la construction de centrales à charbon pour répondre aux besoins croissants en électricité à bas coût, tout en réduisant les émissions de la filière.

Plutôt que de chercher à capturer la totalité des émissions de CO2, les centrales pourraient se contenter d’une fraction significative, ce qui limiterait à la fois les coûts d’adaptation des centrales et la perte d’efficacité.

"Notre approche de ‘capture partielle’, est susceptible de réduire les émissions de CO2 d’une centrale au charbon, jusqu’à les rendre équivalentes à celles d’une centrale au gaz" explique Ashleigh Hildebrand, diplomée en chimie de l’ingénierie au MIT. "Les politiques mises en oeuvre telles que les normes de performances californiennes en matière d’émissions de CO2 pourraient être atteintes grâce à des installations au charbon utilisant la capture partielle, plutôt que de compter uniquement sur le gaz naturel, qui est de plus en plus importé et soumis à la volatilité des prix", explique-t-elle.

Le charbon fournit actuellement plus de la moitié de l’électricité produite aux Etats Unis. Alors que plusieurs Etats ont mis en place une réglementation pour limiter les émissions de CO2, personne ne veut pour le moment, être le "premier" à tester le procédé CCS, la capture et le stockage du CO2, explique-t-elle. Les centrales équipées de ce dispositif ont un coût initial de 30 à 60% supérieur et ont un efficacité réduite, ce qui devrait faire augmenter le prix du kilowattheure et donc limiter le nombre d’heures d’utilisation. D’autant plus que la technologie CCS n’a pas encore fait ses preuves à grande échelle.

Pour Howard Herzog, co-auteur de l’étude, appeler à capturer la totalité du dioxyde de carbone émis par une centrale est une "politique de l’inaction, une politique qui ne permettra de progresser ni vers de nouvelles centrales à charbon, ni vers la technologie CCS". Selon lui, il est nécessaire de procéder par étapes.

La promotion d’une capture complète (définie en fait par 90% des émissions totales), repose sur l’idée que 90% du CO2 capturé devrait réduire le coût de la tonne de CO2 supprimée. Ce, grâce aux économies d’échelle. Pour les deux chercheurs, rien n’est moins sûr. Pour parvenir à cette conclusion, ils ont modélisé les changements technologiques et les coûts qu’implique la capture du CO2, pour des fractions allant de zéro à 90%.

La capture complète du carbone est réalisée par des dispositifs installés en série, qui absorbent le CO2, le libèrent et le compressent. La capture complète nécessite ainsi deux ou trois séries. Si le modèle des chercheurs confirme que le coût par tonne de CO2 supprimée diminue parallèlement à la quantité de CO2 capturée, lorsque l’on ajoute une deuxième série de dispositifs, le coût de la tonne augmente, pour redescendre ensuite rapidement. Par conséquent, le coût de la tonne pour un niveau de capture de 60% est comparable à celui d’une capture à 90%.

Puisqu’il n’existe pas d’économie d’échelle pour une capture à 90%, les entreprises pourraient limiter leur objectif de capture, réduire significativement leur capital investissement, et réduire la perte d’efficacité.

Une capture partielle permettrait de poursuivre la production d’électricité à bas coût qu’offre le charbon, tout en réduisant son impact en termes de CO2. Cette solution permettrait surtout de démontrer la viabilité de la capture des émissions en limitant les risques financiers, tout en fournissant un premier cadre avant un déploiement à grande échelle.