Se lancer dans le captage du carbone

24 Oct 2023

Les industries fortement émettrices font l’objet de pressions toujours plus fortes pour réduire considérablement leurs émissions de CO2. Pour les aider à se lancer, GEA propose un portefeuille de produits de captage de carbone, qui met l'accent sur l’efficacité et l’évolutivité.

Le béton s’est révélé un matériau de construction presque parfait au cours des derniers millénaires et est pratiquement omniprésent dans notre environnement façonné par l’homme : du Panthéon de Rome aux plus hauts gratte-ciels du monde. Le béton étant utilisé plus que toute autre substance sur Terre à l’exception de l’eau, son empreinte physique est phénoménale. Malheureusement, on peut en dire autant de son empreinte climatique. Le coupable est le ciment, qui est le principal ingrédient du béton et est utilisé pour lier le sable et les graviers. Compte tenu de la forte chaleur requise et des réactions chimiques impliquées, la production de ciment génère près de 4 milliards de tonnes métriques de CO2 par an, soit près de 8 % des émissions de CO2 mondiales. Si la production de ciment était un pays, elle serait troisième sur la liste des plus gros émetteurs, derrière la Chine et les États-Unis. [1]

Le captage du carbone

Depuis 1980, la production de ciment a été pratiquement multipliée par cinq et la tendance est à la hausse. Sources : U.S. Geological Survey (USGS), VDZ Verein Deutscher Zementwerke e.V.

Consciente de l’impact du ciment, la Global Cement and Concrete Association (GCCA) a lancé son programme 2050 Climate Ambition afin d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Pour y parvenir, la GCCA compte sur une longue liste de mesures concrètes : rendement énergétique, carburants alternatifs, décarbonation des matières premières et des carburants, matériaux innovants et cimenteries conçues de manière plus efficace, pour n’en citer que quelques-unes. Mais le plus gros morceau du puzzle de la neutralité carbone de la GCCA est constitué par les technologies CCUS (le captage, le stockage et la réutilisation du carbone), autrement dit la séparation du CO2 des gaz des cheminées émettrices pour le réutiliser dans des procédés industriels ou l’enfouir en profondeur sous terre à un endroit il ne pourra plus impacter notre atmosphère.

La bonne nouvelle pour l’industrie cimentière et les autres secteurs difficiles à abattre, est que la technologie du captage du carbone n’a rien d’une nouveauté. L’absorption du CO2 par les amines, qui est la méthode de captage de carbone la plus aboutie et la plus répandue de nos jours, est en effet utilisée depuis des décennies dans l’industrie pétrolière et gazière. Équiper une cimenterie avec une installation de captage de carbone demeure cependant une solution coûteuse. Il n’existe pas (encore) d’installations de captage de carbone clés-en-main pour les producteurs de ciment, notamment parce que d’innombrables variables sont impliquées : Quelle est la composition exacte des gaz de combustion de l’usine ? L’usine aura-t-elle besoin d’apports énergétiques supplémentaires et, dans l’affirmative, en quelle quantité ? Quelle est la stabilité du solvant aminé dans ces conditions particulières ? Quel impact les hauts niveaux d’émissions de poussière auront-ils sur la longévité de l’installation ? Quelles sont les options disponibles pour réutiliser le CO2 capturé ?

Les gros émetteurs d’aujourd’hui subissent des pressions croissantes de la part des organismes de réglementation et d’autres acteurs, dont l’objectif est de les amener à agir pour éliminer le CO2. Mais le marché du carbone séquestré n’en est qu’à ses balbutiements et ces pionniers doivent faire face à des investissements initiaux importants et de nombreuses incertitudes.

Se lancer dans le captage du carbone

S’appuyant sur plus d’un siècle d’expérience dans la conception et l’installation de systèmes de nettoyage de gaz et de réduction d’émissions, GEA développe son propre portefeuille de technologies de captage de carbone, qui englobe la récupération de chaleur, le prétraitement des gaz, un captage du carbone de pointe et une assistance dans le domaine de la réutilisation et du stockage du CO2. Pour Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior du captage de carbone chez GEA, aider l’industrie du ciment et d’autres secteurs difficiles à abattre à mettre en œuvre de manière rapide et économique des solutions de captage de carbone, est une opportunité. « GEA a développé une ligne hautement standardisée de solutions de captage de carbone, conçue pour aider les exploitants d’installations à se lancer dans l’élimination du CO2 », explique F. Ortloff. « Notre savoir-faire dans le domaine du nettoyage des gaz et de la récupération de chaleur, associé à nos capacités en matière d’ingénierie, nous a permis de créer une solution d’élimination de CO2 de bout en bout, qui est à la fois adaptée à l’objectif poursuivi et économique. »

Les clients de GEA peuvent choisir entre quatre installations de captage de carbone de dimensions différentes en fonction de la quantité de chaleur fatale générée par leurs propres installations. « Nous nous concentrons pour le moment sur le rendement au niveau de l’ensemble de l’usine et cherchons donc à tirer au maximum parti de la récupération de chaleur », explique F. Ortloff. « L’avantage pour le client est qu’il peut commencer à capturer son propre CO2 avec un apport énergétique faible, voire nul. Pour une grande usine de ciment ayant des émissions de dioxyde de carbone importantes, la chaleur fatale disponible constitue un bon point de départ, car elle permet en moyenne une réduction neutre en chaleur de 20 % des émissions de CO2. Dans d’autres secteurs, comme celui du verre, une réduction encore supérieure est possible. Une fois que la solution est en place et fonctionne comme désiré, il est toujours possible d’accroître la capacité de l’installation pour éliminer davantage de CO2. »

« GEA a développé une ligne hautement standardisée de solutions de captage de carbone, conçue pour aider les exploitants d’installations à se lancer dans l’élimination du CO2. » - Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA

- Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA

Installation pilote dans la cimenterie PHOENIX Zementwerke

F. Ortloff et son équipe testent actuellement l’installation de captage de carbone de GEA dans le cadre d’un projet pilote d’envergure chez le cimentier PHOENIX Zementwerke à Beckum en Allemagne. « Les pratiques métier durables et la protection du climat font partie intégrante de notre stratégie d’entreprise », explique le Directeur général de PHOENIX Zementwerke,Marcel Gustav Krogbeumker. « Avec une capacité de production de près de 500 000 tonnes métriques par an et des émissions journalières de 1 000 tonnes de CO2 en moyenne, minimiser notre empreinte, c’est faire acte de responsabilité. Nous sommes fiers de notre projet CCS avec GEA, et profitons de l’installation pilote de notre site de Beckum pour nous lancer dans le captage du carbone. Le projet a déjà suscité de nombreux intérêts de la part à la fois du privé et du secteur public », explique M.G. Krogbeumker. « Pour nous, le captage de carbone est une technologie passionnante. Grâce à l’expérience pluridécennale de GEA dans les systèmes de contrôle d’émissions, je suis très optimiste et pense que nous parviendrons à développer une solution qui réduira nos émissions de manière significative. »

Nous sommes fiers de notre projet de captage et stockage de carbone avec GEA et profitons de l’installation pilote de notre site de Beckum pour nous lancer dans le captage du carbone. Le projet a déjà suscité de nombreux intérêts de la part à la fois du privé et du secteur public. » - Marcel Gustav Krogbeumker, Directeur général de PHOENIX Zementwerke

- Marcel Gustav Krogbeumker, Directeur général de PHOENIX Zementwerke

L’installation pilote aide GEA et PHOENIX Zementwerke à peaufiner leur analyse des émissions de l’usine de ciment, en particulier concernant les composants à l’état de trace nocifs qui doivent être éliminés durant le prétraitement des gaz de combustion, et à rassembler des données importantes sur la stabilité du système de solvant aminé pendant la phase de captage du carbone. Selon F. Ortloff, l’installation pilote a déjà permis d’atteindre l’objectif d’efficacité de GEA, qui était d’éliminer 90 % du CO2. « Un taux de captage de carbone encore plus élevé, près de 95 %, est techniquement possible, mais cela requerrait un apport d’énergie supérieur, ce qui impacterait négativement le rendement global en termes de coûts », explique F. Ortloff. « 90 % est l’objectif désirable qui a le plus de sens financièrement parlant. »

Essai de captage de carbone sur le terrain

Essai de captage de carbone sur le terrain dans la cimenterie de Beckum, Westphalie, Allemagne. En conversation : Marcel Gustav Krogbeumker, Directeur général de Phoenix-Zementwerke (à gauche), Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA (à droite). Image : GEA/Tim Luhmann

Concernant la prochaine étape, M.G. Krogbeumker programme de travailler avec GEA à un concept de CCUS à 360 ° pour le site PHOENIX Zementwerke de Beckum. « Nous évaluerons toutes les données, puis examinerons la possibilité de faire passer l’installation de captage de carbone à l’échelle supérieure », dit-il. « La question est : allons-nous choisir le stockage du carbone, par exemple dans d’anciens gisements de pétrole sous la Mer du Nord ? Ou voulons-nous traiter le CO2 pour le réutiliser ? Et si nous choisissons cette dernière solution, comment pouvons-nous développer l’installation pilote pour qu’elle puisse nettoyer suffisamment le CO2 pour remplir les cahiers des charges stricts des industries chimique et agroalimentaire ? Où et dans quels secteurs pouvons-nous trouver des clients qui achètent du CO2 ? De quel type d’infrastructure avons-nous besoin pour le transport ? Faut-il des gazoducs, remettre en service des installations ferroviaires ou encore utiliser le transport par camion ? C’est pour nous une époque intéressante, passionnante, et je suis sûr que nous pourrons faire de grandes choses avec GEA. »

Que faire avec le CO2

L’utilisation et le stockage du CO2 représentent la dernière étape, cruciale, du procédé de capture du carbone. Le savoir-faire actuel de GEA dans le domaine de l’utilisation du CO2 se concentre dans deux secteurs. Dans le secteur de la brasserie, GEA récupère le CO2 issu du procédé de fermentation, le liquéfie et en extrait l’oxygène, ce qui permet de réutiliser ce CO2 pour la production de boissons. GEA produit aussi des carbonates à partir du CO2 capté, notamment du bicarbonate de sodium, qui est utilisé dans les industries agroalimentaire et pharmaceutique. « Chaque client disposera de différentes options pour utiliser le CO2 qu’il aura capturé », explique F. Ortloff. « Nous examinerons chaque cas pour voir s’il y a un consommateur de CO2 potentiel présent dans le voisinage et déterminer le type de CO2 requis en termes de pureté, d’état physique, de pression et de température. Nous pourrons ensuite préparer le CO2 pour remplir le cahier des charges établi. »

Pour F. Ortloff, la production de méthanol est une autre possibilité pour l’utilisation du CO2 à moyen terme, car cette solution permet de l’utiliser directement en tant que carburant, de le valoriser pour obtenir d’autres substances utilisées dans des carburants, ou dans l’industrie chimique en tant qu’élément de base. Parmi les autres utilisations du CO2 capté, il faut aussi citer la production de plastiques ou même de béton. Une de ces solutions consiste à injecter du CO2 dans du béton, où il subit une minéralisation et est intégré sous forme solide dans le matériau de construction. Mais comme F. Ortloff le précise clairement : même si le marché de l’utilisation du carbone se développe, il est probable que la quantité de CO2 capté dépasse de loin les quantités qui pourront être réutilisées. Cela signifie que les solutions de stockage de carbone capté (CCS) seront essentielles pour concrétiser la promesse à court/moyen terme du captage du CO2 de réduire les émissions de gaz à effet de serre et satisfaire les besoins de notre planète qui se réchauffe.

Le stockage du carbone est un autre exemple d’une technologie largement utilisée dans l’industrie pétrolière et gazeuse qu’il faut faire passer à l’échelle supérieure. Ce qui est certain, c’est que les gouvernements et l’industrie augmentent leurs capacités CCS à une vitesse impressionnante. Selon le Global CSS Institute, 30 installations de CCS étaient en service dans le monde à la fin 2022, 11 supplémentaires étaient en construction à cette même époque et 153 en développement, soit une capacité CCS totale de 244 millions de tonnes métriques par an, 44 % de plus que l’année précédente. Portée par les crédits d’impôt à l’investissement pour le captage, l’utilisation et le stockage du carbone au Canada et les financements fédéraux aux États-Unis (Loi sur la réduction de l’inflation de 2022), l’Amérique du Nord mène la danse dans le développement et le déploiement du CCS. L’Europe les talonne de près. [2] Le Fonds pour l’innovation de l’UE programme d’investir près de 38 milliards d’euros dans les technologies propres en Europe d’ici 2030 et soutient déjà des projets CCS à grande échelle dans de nombreux secteurs, en particulier en relation avec le ciment. Bien que la Chine, qui est le plus gros producteur mondial de ciment, ait été jusque là plus lente à prendre des mesures, elle accroît elle aussi actuellement ses efforts pour développer la technologie CCUS. En juillet 2023, la Chine a ainsi annoncé le lancement de son plus gros projet CCUS à ce jour pour l’industrie cimentière. [3]

« Chaque client disposera de différentes options pour utiliser le CO2 qu’il aura capté », explique F. Ortloff. « Nous examinerons chaque cas pour voir s’il y a un consommateur de CO2 potentiel présent dans le voisinage et déterminer le type de CO2 requis en termes de pureté, d’état physique, de pression et de température. »- Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA

- Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA

Une nouvelle économie du carbone

À l’instar des technologies automobiles alternatives qui requerront de nouvelles infrastructures pour l’électricité et l’hydrogène, l’utilisation et le stockage du carbone capté requerra une nouvelle infrastructure pour transporter le CO2 capturé des sources d’émissions industrielles aux lieux où il sera utilisé ou stocké. Un exemple emblématique est le projet conjoint d’OGE, un gestionnaire de réseau de transport de gaz leader en Europe, et de Tree Energy Solutions, une société spécialisée dans la fourniture d’hydrogène basée en Belgique, qui porte sur la construction d’un gazoduc de 1 000 km pour transporter e transporter un volume de plus 18 millions de tonnes de CO2 par an. Dans ce cas, le CO2 servira de vecteur pour l’hydrogène renouvelable entre diverses installations solaires, éoliennes et hydroélectriques disséminées à travers l’Europe et le « hub d’énergie verte » de Wilhelmshaven, en Allemagne.[4] « Concernant le transport et la séquestration du CO2, le gazoduc et le site de stockage auront aussi leurs spécifications pour le CO2 », dit F. Ortloff. « Le fait que nous puissions fournir la technologie de captage, de purification et de liquéfaction du carbone ‘‘sous un même toit’’ permet à nos clients de satisfaire plus facilement ces exigences. »

Du problème au potentiel

La décarbonation de l’industrie cimentière oblige à trouver de nouvelles utilisations pour le CO<sub>2</sub> et à développer une infrastructure pour le dioxyde de carbone.

La technologie de captage de carbone, qui prend une importance croissante dans la lutte contre le réchauffement planétaire, empruntera beaucoup aux technologies et infrastructures en place dans l’industrie pétrolière et gazière. La technologie CCUS, qui a été perfectionnée au fil des ans dans le but de trouver des combustibles fossiles très rentables, était avant tout un moyen. Aujourd’hui, capter et emprisonner du CO2 inerte  est dans de nombreux cas une fin en soi, et tout cela converge vers un futur dans lequel le CO2 piégé aura du sens sur le double plan environnemental et économique. « C’est passionnant d’imaginer un marché solide pour le carbone capté, avec des cimenteries qui dans le monde entier atteindront un taux d’élimination du CO2 de 90% », dit F. Ortloff. « Pour le moment, les pressions exercées par les organismes de réglementation et d’autres parties prenantes obligent les entreprises à investir dans ces premières étapes vers une nouvelle économie du carbone, et GEA occupe une position de force pour les aider à accélérer cette transition. »

Le captage du carbone pour l’industrie cimentière

Le captage du carbone pour l’industrie cimentière

La production de ciment est responsable de près de 8 % des émissions de CO2 annuelles mondiales. Et, à l’avenir, la demande de ciment devrait continuer à augmenter. GEA peut jouer un rôle significatif dans la décarbonation de l’industrie cimentière, grâce à sa technologie qui capte 90 % de ces émissions de carbone.

Se lancer dans le captage du carbone

24 Oct 2023

Les industries fortement émettrices font l’objet de pressions toujours plus fortes pour réduire considérablement leurs émissions de CO2. Pour les aider à se lancer, GEA propose un portefeuille de produits de captage de carbone, qui met l'accent sur l’efficacité et l’évolutivité.

Le béton s’est révélé un matériau de construction presque parfait au cours des derniers millénaires et est pratiquement omniprésent dans notre environnement façonné par l’homme : du Panthéon de Rome aux plus hauts gratte-ciels du monde. Le béton étant utilisé plus que toute autre substance sur Terre à l’exception de l’eau, son empreinte physique est phénoménale. Malheureusement, on peut en dire autant de son empreinte climatique. Le coupable est le ciment, qui est le principal ingrédient du béton et est utilisé pour lier le sable et les graviers. Compte tenu de la forte chaleur requise et des réactions chimiques impliquées, la production de ciment génère près de 4 milliards de tonnes métriques de CO2 par an, soit près de 8 % des émissions de CO2 mondiales. Si la production de ciment était un pays, elle serait troisième sur la liste des plus gros émetteurs, derrière la Chine et les États-Unis. [1]

Le captage du carbone

Depuis 1980, la production de ciment a été pratiquement multipliée par cinq et la tendance est à la hausse. Sources : U.S. Geological Survey (USGS), VDZ Verein Deutscher Zementwerke e.V.

Consciente de l’impact du ciment, la Global Cement and Concrete Association (GCCA) a lancé son programme 2050 Climate Ambition afin d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. Pour y parvenir, la GCCA compte sur une longue liste de mesures concrètes : rendement énergétique, carburants alternatifs, décarbonation des matières premières et des carburants, matériaux innovants et cimenteries conçues de manière plus efficace, pour n’en citer que quelques-unes. Mais le plus gros morceau du puzzle de la neutralité carbone de la GCCA est constitué par les technologies CCUS (le captage, le stockage et la réutilisation du carbone), autrement dit la séparation du CO2 des gaz des cheminées émettrices pour le réutiliser dans des procédés industriels ou l’enfouir en profondeur sous terre à un endroit il ne pourra plus impacter notre atmosphère.

If cement production were a country, it would place third on the list of emission heavyweights, behind only China and the U.S.

La bonne nouvelle pour l’industrie cimentière et les autres secteurs difficiles à abattre, est que la technologie du captage du carbone n’a rien d’une nouveauté. L’absorption du CO2 par les amines, qui est la méthode de captage de carbone la plus aboutie et la plus répandue de nos jours, est en effet utilisée depuis des décennies dans l’industrie pétrolière et gazière. Équiper une cimenterie avec une installation de captage de carbone demeure cependant une solution coûteuse. Il n’existe pas (encore) d’installations de captage de carbone clés-en-main pour les producteurs de ciment, notamment parce que d’innombrables variables sont impliquées : Quelle est la composition exacte des gaz de combustion de l’usine ? L’usine aura-t-elle besoin d’apports énergétiques supplémentaires et, dans l’affirmative, en quelle quantité ? Quelle est la stabilité du solvant aminé dans ces conditions particulières ? Quel impact les hauts niveaux d’émissions de poussière auront-ils sur la longévité de l’installation ? Quelles sont les options disponibles pour réutiliser le CO2 capturé ?

Les gros émetteurs d’aujourd’hui subissent des pressions croissantes de la part des organismes de réglementation et d’autres acteurs, dont l’objectif est de les amener à agir pour éliminer le CO2. Mais le marché du carbone séquestré n’en est qu’à ses balbutiements et ces pionniers doivent faire face à des investissements initiaux importants et de nombreuses incertitudes.

Se lancer dans le captage du carbone

S’appuyant sur plus d’un siècle d’expérience dans la conception et l’installation de systèmes de nettoyage de gaz et de réduction d’émissions, GEA développe son propre portefeuille de technologies de captage de carbone, qui englobe la récupération de chaleur, le prétraitement des gaz, un captage du carbone de pointe et une assistance dans le domaine de la réutilisation et du stockage du CO2. Pour Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior du captage de carbone chez GEA, aider l’industrie du ciment et d’autres secteurs difficiles à abattre à mettre en œuvre de manière rapide et économique des solutions de captage de carbone, est une opportunité. « GEA a développé une ligne hautement standardisée de solutions de captage de carbone, conçue pour aider les exploitants d’installations à se lancer dans l’élimination du CO2 », explique F. Ortloff. « Notre savoir-faire dans le domaine du nettoyage des gaz et de la récupération de chaleur, associé à nos capacités en matière d’ingénierie, nous a permis de créer une solution d’élimination de CO2 de bout en bout, qui est à la fois adaptée à l’objectif poursuivi et économique. »

Les clients de GEA peuvent choisir entre quatre installations de captage de carbone de dimensions différentes en fonction de la quantité de chaleur fatale générée par leurs propres installations. « Nous nous concentrons pour le moment sur le rendement au niveau de l’ensemble de l’usine et cherchons donc à tirer au maximum parti de la récupération de chaleur », explique F. Ortloff. « L’avantage pour le client est qu’il peut commencer à capturer son propre CO2 avec un apport énergétique faible, voire nul. Pour une grande usine de ciment ayant des émissions de dioxyde de carbone importantes, la chaleur fatale disponible constitue un bon point de départ, car elle permet en moyenne une réduction neutre en chaleur de 20 % des émissions de CO2. Dans d’autres secteurs, comme celui du verre, une réduction encore supérieure est possible. Une fois que la solution est en place et fonctionne comme désiré, il est toujours possible d’accroître la capacité de l’installation pour éliminer davantage de CO2. »

« GEA a développé une ligne hautement standardisée de solutions de captage de carbone, conçue pour aider les exploitants d’installations à se lancer dans l’élimination du CO2. » - Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA

- Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA

Installation pilote dans la cimenterie PHOENIX Zementwerke

F. Ortloff et son équipe testent actuellement l’installation de captage de carbone de GEA dans le cadre d’un projet pilote d’envergure chez le cimentier PHOENIX Zementwerke à Beckum en Allemagne. « Les pratiques métier durables et la protection du climat font partie intégrante de notre stratégie d’entreprise », explique le Directeur général de PHOENIX Zementwerke,Marcel Gustav Krogbeumker. « Avec une capacité de production de près de 500 000 tonnes métriques par an et des émissions journalières de 1 000 tonnes de CO2 en moyenne, minimiser notre empreinte, c’est faire acte de responsabilité. Nous sommes fiers de notre projet CCS avec GEA, et profitons de l’installation pilote de notre site de Beckum pour nous lancer dans le captage du carbone. Le projet a déjà suscité de nombreux intérêts de la part à la fois du privé et du secteur public », explique M.G. Krogbeumker. « Pour nous, le captage de carbone est une technologie passionnante. Grâce à l’expérience pluridécennale de GEA dans les systèmes de contrôle d’émissions, je suis très optimiste et pense que nous parviendrons à développer une solution qui réduira nos émissions de manière significative. »

Nous sommes fiers de notre projet de captage et stockage de carbone avec GEA et profitons de l’installation pilote de notre site de Beckum pour nous lancer dans le captage du carbone. Le projet a déjà suscité de nombreux intérêts de la part à la fois du privé et du secteur public. » - Marcel Gustav Krogbeumker, Directeur général de PHOENIX Zementwerke

- Marcel Gustav Krogbeumker, Directeur général de PHOENIX Zementwerke

L’installation pilote aide GEA et PHOENIX Zementwerke à peaufiner leur analyse des émissions de l’usine de ciment, en particulier concernant les composants à l’état de trace nocifs qui doivent être éliminés durant le prétraitement des gaz de combustion, et à rassembler des données importantes sur la stabilité du système de solvant aminé pendant la phase de captage du carbone. Selon F. Ortloff, l’installation pilote a déjà permis d’atteindre l’objectif d’efficacité de GEA, qui était d’éliminer 90 % du CO2. « Un taux de captage de carbone encore plus élevé, près de 95 %, est techniquement possible, mais cela requerrait un apport d’énergie supérieur, ce qui impacterait négativement le rendement global en termes de coûts », explique F. Ortloff. « 90 % est l’objectif désirable qui a le plus de sens financièrement parlant. »

Essai de captage de carbone sur le terrain

Essai de captage de carbone sur le terrain dans la cimenterie de Beckum, Westphalie, Allemagne. En conversation : Marcel Gustav Krogbeumker, Directeur général de Phoenix-Zementwerke (à gauche), Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA (à droite). Image : GEA/Tim Luhmann

Concernant la prochaine étape, M.G. Krogbeumker programme de travailler avec GEA à un concept de CCUS à 360 ° pour le site PHOENIX Zementwerke de Beckum. « Nous évaluerons toutes les données, puis examinerons la possibilité de faire passer l’installation de captage de carbone à l’échelle supérieure », dit-il. « La question est : allons-nous choisir le stockage du carbone, par exemple dans d’anciens gisements de pétrole sous la Mer du Nord ? Ou voulons-nous traiter le CO2 pour le réutiliser ? Et si nous choisissons cette dernière solution, comment pouvons-nous développer l’installation pilote pour qu’elle puisse nettoyer suffisamment le CO2 pour remplir les cahiers des charges stricts des industries chimique et agroalimentaire ? Où et dans quels secteurs pouvons-nous trouver des clients qui achètent du CO2 ? De quel type d’infrastructure avons-nous besoin pour le transport ? Faut-il des gazoducs, remettre en service des installations ferroviaires ou encore utiliser le transport par camion ? C’est pour nous une époque intéressante, passionnante, et je suis sûr que nous pourrons faire de grandes choses avec GEA. »

Que faire avec le CO2

L’utilisation et le stockage du CO2 représentent la dernière étape, cruciale, du procédé de capture du carbone. Le savoir-faire actuel de GEA dans le domaine de l’utilisation du CO2 se concentre dans deux secteurs. Dans le secteur de la brasserie, GEA récupère le CO2 issu du procédé de fermentation, le liquéfie et en extrait l’oxygène, ce qui permet de réutiliser ce CO2 pour la production de boissons. GEA produit aussi des carbonates à partir du CO2 capté, notamment du bicarbonate de sodium, qui est utilisé dans les industries agroalimentaire et pharmaceutique. « Chaque client disposera de différentes options pour utiliser le CO2 qu’il aura capturé », explique F. Ortloff. « Nous examinerons chaque cas pour voir s’il y a un consommateur de CO2 potentiel présent dans le voisinage et déterminer le type de CO2 requis en termes de pureté, d’état physique, de pression et de température. Nous pourrons ensuite préparer le CO2 pour remplir le cahier des charges établi. »

Pour F. Ortloff, la production de méthanol est une autre possibilité pour l’utilisation du CO2 à moyen terme, car cette solution permet de l’utiliser directement en tant que carburant, de le valoriser pour obtenir d’autres substances utilisées dans des carburants, ou dans l’industrie chimique en tant qu’élément de base. Parmi les autres utilisations du CO2 capté, il faut aussi citer la production de plastiques ou même de béton. Une de ces solutions consiste à injecter du CO2 dans du béton, où il subit une minéralisation et est intégré sous forme solide dans le matériau de construction. Mais comme F. Ortloff le précise clairement : même si le marché de l’utilisation du carbone se développe, il est probable que la quantité de CO2 capté dépasse de loin les quantités qui pourront être réutilisées. Cela signifie que les solutions de stockage de carbone capté (CCS) seront essentielles pour concrétiser la promesse à court/moyen terme du captage du CO2 de réduire les émissions de gaz à effet de serre et satisfaire les besoins de notre planète qui se réchauffe.

Le stockage du carbone est un autre exemple d’une technologie largement utilisée dans l’industrie pétrolière et gazeuse qu’il faut faire passer à l’échelle supérieure. Ce qui est certain, c’est que les gouvernements et l’industrie augmentent leurs capacités CCS à une vitesse impressionnante. Selon le Global CSS Institute, 30 installations de CCS étaient en service dans le monde à la fin 2022, 11 supplémentaires étaient en construction à cette même époque et 153 en développement, soit une capacité CCS totale de 244 millions de tonnes métriques par an, 44 % de plus que l’année précédente. Portée par les crédits d’impôt à l’investissement pour le captage, l’utilisation et le stockage du carbone au Canada et les financements fédéraux aux États-Unis (Loi sur la réduction de l’inflation de 2022), l’Amérique du Nord mène la danse dans le développement et le déploiement du CCS. L’Europe les talonne de près. [2] Le Fonds pour l’innovation de l’UE programme d’investir près de 38 milliards d’euros dans les technologies propres en Europe d’ici 2030 et soutient déjà des projets CCS à grande échelle dans de nombreux secteurs, en particulier en relation avec le ciment. Bien que la Chine, qui est le plus gros producteur mondial de ciment, ait été jusque là plus lente à prendre des mesures, elle accroît elle aussi actuellement ses efforts pour développer la technologie CCUS. En juillet 2023, la Chine a ainsi annoncé le lancement de son plus gros projet CCUS à ce jour pour l’industrie cimentière. [3]

« Chaque client disposera de différentes options pour utiliser le CO2 qu’il aura capté », explique F. Ortloff. « Nous examinerons chaque cas pour voir s’il y a un consommateur de CO2 potentiel présent dans le voisinage et déterminer le type de CO2 requis en termes de pureté, d’état physique, de pression et de température. »- Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA

- Dr. Felix Ortloff, Directeur Senior, Solutions de captage de carbone, GEA

Une nouvelle économie du carbone

À l’instar des technologies automobiles alternatives qui requerront de nouvelles infrastructures pour l’électricité et l’hydrogène, l’utilisation et le stockage du carbone capté requerra une nouvelle infrastructure pour transporter le CO2 capturé des sources d’émissions industrielles aux lieux où il sera utilisé ou stocké. Un exemple emblématique est le projet conjoint d’OGE, un gestionnaire de réseau de transport de gaz leader en Europe, et de Tree Energy Solutions, une société spécialisée dans la fourniture d’hydrogène basée en Belgique, qui porte sur la construction d’un gazoduc de 1 000 km pour transporter e transporter un volume de plus 18 millions de tonnes de CO2 par an. Dans ce cas, le CO2 servira de vecteur pour l’hydrogène renouvelable entre diverses installations solaires, éoliennes et hydroélectriques disséminées à travers l’Europe et le « hub d’énergie verte » de Wilhelmshaven, en Allemagne.[4] « Concernant le transport et la séquestration du CO2, le gazoduc et le site de stockage auront aussi leurs spécifications pour le CO2 », dit F. Ortloff. « Le fait que nous puissions fournir la technologie de captage, de purification et de liquéfaction du carbone ‘‘sous un même toit’’ permet à nos clients de satisfaire plus facilement ces exigences. »

Du problème au potentiel

La décarbonation de l’industrie cimentière oblige à trouver de nouvelles utilisations pour le CO<sub>2</sub> et à développer une infrastructure pour le dioxyde de carbone.

La technologie de captage de carbone, qui prend une importance croissante dans la lutte contre le réchauffement planétaire, empruntera beaucoup aux technologies et infrastructures en place dans l’industrie pétrolière et gazière. La technologie CCUS, qui a été perfectionnée au fil des ans dans le but de trouver des combustibles fossiles très rentables, était avant tout un moyen. Aujourd’hui, capter et emprisonner du CO2 inerte  est dans de nombreux cas une fin en soi, et tout cela converge vers un futur dans lequel le CO2 piégé aura du sens sur le double plan environnemental et économique. « C’est passionnant d’imaginer un marché solide pour le carbone capté, avec des cimenteries qui dans le monde entier atteindront un taux d’élimination du CO2 de 90% », dit F. Ortloff. « Pour le moment, les pressions exercées par les organismes de réglementation et d’autres parties prenantes obligent les entreprises à investir dans ces premières étapes vers une nouvelle économie du carbone, et GEA occupe une position de force pour les aider à accélérer cette transition. »

Le captage du carbone pour l’industrie cimentière

Le captage du carbone pour l’industrie cimentière

La production de ciment est responsable de près de 8 % des émissions de CO2 annuelles mondiales. Et, à l’avenir, la demande de ciment devrait continuer à augmenter. GEA peut jouer un rôle significatif dans la décarbonation de l’industrie cimentière, grâce à sa technologie qui capte 90 % de ces émissions de carbone.
Recevez l’actualité de GEA

Restez au courant des innovations et des activités de GEA en vous inscrivant aux actualités de GEA.

Contactez-nous.

Nous sommes là pour vous aider ! Nous avons besoin de quelques renseignements pour pouvoir répondre à votre demande