Turning a greenhouse gas into green energy

Des gaz à effet de serre transformés en énergie verte

Bien que le dioxyde de carbone soit bel et bien un gaz à effet de serre, l'International Test Centre for CO2 Capture veut en faire une ressource énergétique valable
1 mai 2006
Le réchauffement de la planète est un problème épineux. Les sécheresses et les inondations, la hausse des températures, l’augmentation rapide de la fonte des glaces dans l’Arctique et l’Antarctique, les ouragans, les tornades et les moussons ne sont que quelques-unes de ses manifestations. Plusieurs scientifiques estiment que les changements climatiques extrêmes qui sont à la source de ces phénomènes sont causés par l’augmentation significative des émissions de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone (CO2).
 

Malgré tout, il y a de l’espoir, en particulier du côté de l’International Test Centre for CO2 Capture (ITC) de l’Université de Regina, qui explore des moyens de ralentir la croissance des émissions de gaz à effet de serre provenant de l’activité humaine.

« Le captage et le stockage sont désormais au centre des débats et semblent les meilleures méthodes permettant de réduire le CO2, indique Paitoon Tontiwachwuthikul, directeur de l’ITC. Ce n’est pas une solution définitive, mais ça pourrait résoudre une partie du problème, surtout dans l’Ouest canadien. »

Bien que toutes les parties n’aient pas signé puis ratifié le protocole de Kyoto, le scientifique fait valoir que même les pays qui se sont abstenus, comme les États-Unis et l’Australie, reconnaissent le problème et cherchent à le résoudre à leur façon. L’ITC attire des scientifiques et des chercheurs des secteurs privé et public venus d’Arabie Saoudite, d’Europe, des États-Unis et d’ailleurs dans le monde, et peut compter sur la participation d’une douzaine d’organismes à ses travaux. La majeure partie du travail est effectuée par 10 professeurs et environ 40 adjoints à la recherche, dont des étudiants de troisième cycle, des boursiers postdoctoraux, des ingénieurs et des techniciens.

L’ITC attire des scientifiques et des chercheurs des secteurs privé et public venus d’Arabie Saoudite, d’Europe, des États-Unis et d’ailleurs dans le monde, et peut compter sur la participation d’une douzaine d’organismes à ses travaux. La majeure partie du travail est effectuée par 10 professeurs et environ 40 adjoints à la recherche, dont des étudiants de troisième cycle, des boursiers postdoctoraux, des ingénieurs et des techniciens.

L’ITC se divise actuellement entre deux installations. La première est un laboratoire de l’Université de Regina, qui est équipé d’unités d’absorption et de réacteurs dans lesquels le CO2 entre en réaction avec divers produits chimiques utilisés pour son captage. Ce laboratoire contient aussi du matériel de détection de pointe qui analyse l’interaction de produits chimiques connus sous le nom « d’amines » avec le CO2. Les travaux menés dans ce laboratoire visent surtout le développement de nouvelles technologies de captage du CO2, notamment la mise au point de produits chimiques rentables et efficaces qui pourraient permettre la séparation du CO2 des flux de gaz de combustion comme ceux des chaudières à vapeur industrielles et des centrales thermiques au charbon. « Il existe des produits chimiques qui peuvent réduire l’énergie nécessaire au processus de 20 à 35% », indique le professeur Tontiwachwuthikul.

La deuxième installation de l’ITC est l’immense usine-pilote de la centrale au charbon Boundary Dam de SaskPower, près de Estevan, en Saskatchewan. Là, les chercheurs peuvent utiliser de véritables gaz de combustion afin « d’obtenir une évaluation précise de tous les problèmes reliés à la technologie du captage du CO2 », explique Bob Stobbs, chef de projet du Groupe de production d’énergie de SaskPower.

Alors en quoi, précisément, le captage du CO2 peut-il être à la fois bénéfique pour l’environnement et avantageux pour l’industrie? La réponse se trouve dans la découverte d’une solution économique qui transformerait le charbon en source d’énergie propre. Ainsi, non seulement aurions-nous la possibilité de réduire les émissions de CO2, mais le charbon pourrait devenir une source d’énergie écologique. Selon Stobbs, SaskPower travaille à la mise en œuvre d’un projet qui permettra de commercialiser du charbon sans émissions en 2011, à condition que l’analyse de rentabilité soit concluante et que les approbations réglementaires soient accordées. « En ce moment, tout repose sur des études — personne n’a encore pu expérimenter de manière à déterminer ce qu’il en coûterait vraiment et quel serait le rendement », poursuit Stobbs.

Précisons que le captage du CO2 ne constitue qu’un des termes de l’équation. Une fois qu’on a le gaz, il faut en faire quelque chose. À court terme, cela signifie qu’on devra sans doute recourir au stockage souterrain en profondeur.

« La capacité de stockage souterrain du CO2 est quasi illimitée, mais il faut que quelqu’un paie pour que quelqu’un d’autre stocke ce CO2 », fait remarquer Stobbs. Certaines pétrolières achètent déjà le CO2 disponible à des fins d’extraction, mais tout repose finalement sur la capacité de capter le CO2 avec efficacité. Que le CO2 serve à la récupération assistée des hydrocarbures ou soit simplement stocké en profondeur, le prix de la tonne reposera sur des échanges de crédits de pollution qui, comme pour le marché boursier, seront établis par l’offre et la demande au niveau mondial.

« Des régions comme la Chine et le Moyen-Orient représentent des marchés très vastes pour cette technologie, indique Paitoon Tontiwachwuthikul. Comme il faudra entre cinq et dix ans avant que la technologie soit vraiment au point, nous devons nous y mettre dès maintenant. »

Retombées

Pour beaucoup, l’expression « charbon propre » est un contresens.

Cependant, Bob Stobbs, chargé de projet du groupe de production énergétique de SaskPower, est convaincu que la technologie du charbon propre permettra d’utiliser une ressource locale abondante de manière économique et écologiquement responsable. Chez nos voisins du Sud, l’U. S. Department of Energy estime que la production d’énergie à partir de charbon, qui représente aujourd’hui 50% du groupe des énergies de transformation, augmentera encore de 7% d’ici 2030.

Une centrale au gaz naturel typique émet environ 40% du CO2 d’une centrale au charbon, ce qui est considéré comme de l’énergie propre. « Mais le charbon propre représenterait une amélioration de près de 100% par rapport au gaz naturel pour ce qui est du contenu de CO2 », indique Stobbs, également directeur général de la Canadian Clean Power Coalition, une alliance qui regroupe des sociétés productrices d’électricité à partir du charbon, des producteurs de charbon et des organismes de recherche du Canada et des États-Unis.

Le concept du charbon propre est extrêmement prometteur du point de vue économique et environnemental. Les ressources charbonnières déjà à notre disposition pourraient durer des centaines d’années. En comparaison, la construction de centrales nucléaires s’avère coûteuse. Quant au gaz naturel, les réserves sont limitées et les prix montent en flèche.

Les nouvelles techniques permettent d’éliminer pratiquement toutes les émissions de dioxyde de soufre (SO2), les oxydes d’azote (NOx), les particules, et même le mercure des centrales au charbon. Grâce aux progrès technologiques prévus, ces centrales pourraient bientôt se révéler la clé d’un tout nouveau modèle d’énergie écologique. Avec une source de CO2 contrôlée, les centrales alimentées au charbon pourraient éventuellement fournir d’autres apports économiques et environnementaux, par exemple la transformation du CO2 en combustibles verts comme l’éthanol, le méthanol et le biodiesel.

« Le CO2 est l’élément qui aura les retombées économiques les plus importantes sur l’exploitation d’une centrale », explique le directeur de l’ITC, Paitoon Tontiwachwuthikul. Pour replacer cette affirmation dans son contexte, soulignons que le coût réel de production de l’énergie électrique est de 10 à 15 cents le kilowattheure. En supposant que le coût total de captage du CO2 serait assumé par le client, on estime que le coût augmenterait de deux à trois cents le kilowatt si on passait au charbon propre. Cette augmentation nominale ne vaut-elle pas la diminution possiblement colossale des émissions de gaz à effet de serre et des polluants?

« C’est un choix de société : sommes-nous prêts à payer quelques cents de plus pour notre énergie, demande le chercheur. L’Europe et le Japon déboursent déjà de cinq à dix cents de plus que nous. Leur économie est-elle en train de s’effondrer? Absolument pas! »

Partenaires

L’International Test Centre for CO2 Capture (ITC) bénéficie de nombreux appuis internationaux dans le secteur privé et le milieu des affaires. Certains partenaires s’intéressent aux découvertes de ses chercheurs, alors que d’autres profitent de ses installations uniques et de son expertise reconnue pour développer leurs propres brevets en matière de captage de CO2. Au nombre des partenaires de l’ITC, figurent :

Universités : l'Université de Regina (établissement principal), l'Université de Waterlo et l'Université de la Colombie-Britannique

Énergie et ingénierie : HTC Purenergy, Babcock and Wilcox (B&W), et Fluor Daniel.

Charbon : Luscar — le plus important producteur de charbon thermique faible en soufre au Canada.

Secteur public : Gouvernement du Canada (Ressources naturelles Canada), Gouvernement de la Saskatchewan (Industrie et Ressources), Gouvernement de l’Alberta (Sciences et Innovations), et Institut de recherche en nouvelles technologies de la terre (Japon)

Pétrole et gaz : Nexen Energy Inc., EnCana, Petróleo Brasileiro S/A, et Saudi ARAMC.

Services d’électricité : SaskPower

E-ON, Royaume-Uni

Pour en savoir plus

Le volet européen du CO2 Capture Project décrit les efforts de huit grandes sociétés internationales d’énergie en vue de réduire les coûts reliés au captage du CO2 à partir des sources de combustion.

Apprenez-en plus au sujet des initiatives en matière de changement climatique en Europe.