Des ingénieurs de l’EPFL proposent une solution d’intégration à l’échelle du système pour le captage du carbone et sa minéralisation dans les secteurs de la production de ciment, de la sidérurgie et de l’incinération des déchets.
Des ingénieurs de l’EPFL de Sion, en Suisse, ont démontré qu’il était possible de parvenir à des émissions «zéro net» et «négatif net» dans des secteurs industriels essentiels en intégrant le captage et la minéralisation du carbone directement dans les procédés industriels. Consacrée à la production de ciment, la sidérurgie et l’incinération des déchets, l’étude, publiée dans la revue Energy and Environmental Science, propose une approche rentable et économe en énergie pour réduire les émissions de CO2 qui contribue à atteindre de manière significative les objectifs climatiques mondiaux.
L’étude présente une solution permettant d’intégrer le captage et la minéralisation du CO2 dans le procédé de production. La réaction de minéralisation convertit définitivement le CO2 en CO3 sous la forme de carbonates, qui représentent une solution de stockage sûre et durable du CO2. Autre avantage écologique, les carbonates peuvent servir de matériau de construction, et les sous-produits de la minéralisation peuvent être intégrés dans la formulation de ciment mélangée. En retour, cela permet d’éviter l’extraction et la fabrication de ressources, et contribue à la réduction des émissions et à l’économie circulaire.
La recherche du Laboratoire de processus industriels et d’ingénierie des systèmes énergétiques (IPESE) est un exemple clair de la façon dont l’intégration des systèmes – le regroupement de procédés industriels auparavant séparés en un seul système – peut réduire considérablement les émissions dans les secteurs clés. Selon le professeur François Marechal, responsable de l’IPESE, ces secteurs ont besoin de capter le CO2 pour atteindre la neutralité carbone.
«. D’après la recherche, la minéralisation permet de parvenir à l’état d’oxydation ultime du carbone, garantit une séquestration sûre et durable, et résout le problème de la recherche de sites géologiques profonds pour la séquestration.
Sarah Holmes, de la Royal Society of Chemistry, s’est exprimée sur l’impact de cette étude. «Cette recherche démontre comment l’industrie pourrait intégrer le captage et le stockage du carbone d’une manière pratique et économiquement réalisable. Elle démontre également le potentiel d’émissions négatives nettes, ce qui ouvre de nouvelles possibilités pour les industries concernées de réduire leur impact sur le changement climatique. Il s’agit d’un bon début pour établir une feuille de route vers un avenir plus vert et plus durable pour la production de ciment, l’incinération des déchets et la fabrication de l’acier.»
Réutilisation des matériaux trouvés à proximité et sur site
Le doctorant Rafael Castro-Amoedo montre comment le fait de tirer parti des grandes quantités de chaleur résiduelle, de résidus solides alcalins et d’émissions de procédés pourrait réduire les coûts de séquestration de 50%. Actuellement, ces secteurs représentent environ 12% de l’ensemble des émissions de l’UE.
L’étude révèle que le CO2 pourrait être séquestré pour un coût marginal de 85 euros maximum par tonne de CO2. Sur le continent européen, cette solution entraînerait une réduction de 860 millions de tonnes de CO2, avec une économie de 107 milliards d’euros par an par rapport au coût social de l’inaction.
Financement
Rafael Castro-Amoedo, Julia Granacher, Mouhannad Abou Daher and François Marechal, “On the role of system integration of carbon capture and mineralization in achieving net-negative emissions in industrial sectors,” Energy and Environmental Science (2023). https://doi.org/10.1039/D3EE01803B
Auteur: Michael David Mitchell
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