Alors que la lutte contre le réchauffement climatique met l’emphase aujourd’hui sur la réduction des émissions de CO2 dans l’atmosphère, le captage de CO2 des émissions industrielles ou même directement dans l’atmosphère se développe. Mais que faire de ce CO2 une fois capté et purifié ? Principalement issu jusque-là des activités de reformage de gaz naturel, le CO2 est historiquement utilisé pour la production d’urée (57%) et pour la récupération assistée de pétrole (34%). Les 10% restants sont majoritairement employés pour des applications dans l’agro-alimentaire et la métallurgie (IEA 2018). Mais avec le déploiement des nouvelles technologies de captage de CO2 à partir de sources plus diluées, de nouvelles voies de valorisation du CO2 émergent avec de nouveaux débouchés pour les industriels. Notre équipe Energie Environnement Mobilité revient sur 5 d’entre eux.
Dans cette application, le CO2 peut être utilisé pour booster la photosynthèse des fruits et légumes cultivés sous serres et améliorer les rendements de production jusqu’à 25 à 30%. Cela a notamment été implémenté par Climeworks en Suisse pour du CO2 issu d’une centrale d’incinération de déchets ménagers.
Au-delà, de la production d’urée, le CO2 peut être capturé par réaction avec des hydroxydes de potassium ou de l’ammonium. Les sels générés par ce mode de capture comme l’ammonium ou le potassium bicarbonates peuvent être valorisés en tant qu’engrais. Cette approche de la valorisation a notamment été implémentée au Luxembourg à l’échelle de pilote par l’entreprise CPPE sur un site de production de clinker de Cimalux.
En réagissant avec une source minérale de calcium ou magnésium, le CO2 peut être minéralisé pour former des agrégats ou des briques ou bien être réinjecté avec le ciment pour être dissout dans le béton. Blue Planet aux Etats-Unis et O.C.O. au Royaume-Uni sont deux des acteurs les plus avancés sur ce segment.
En étant combiné avec de l’hydrogène, le CO2 peut être employé pour la production de méthane, de méthanol, d’essence et de kérosène. Si l’hydrogène est issu d’une production décarbonée, cette voie permet de placer le CO2 au cœur d’une approche de consommation circulaire à faible impact carbone. Cette approche a par exemple été développée par le groupe Hitachi Zosen Inova qui couple la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau à la réduction catalytique du CO2 en méthane. Carbon Engineering au Canada, s’appuie sur le même principe pour valoriser le CO2 directement capturé de l’atmosphère, en cours d’industrialisation depuis 2015.
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A nouveau le CO2 peut se substituer aux ressources fossiles comme source de carbone pour la production de polymères plastiques, en particulier les carbonates de polypropylène (PPC), polycarbonates et polyuréthane dont la production est déjà industrialisée en Chine, au Japon, aux Etats-Unis et en Allemagne par des acteurs majeurs de la chimie comme Asahi Kasei, Bayer, Covestro ou Nanyang Zhongju Tianguan.
Ces nouvelles voies de valorisation du CO2 ne sont cependant pas égales entre elles vis-à-vis de leur coût, qui reste un enjeu prépondérant, mais également vis-à-vis de leur complexité technologique, de la durée d’immobilisation du CO2 et de l’intensité énergétique du procédé. La sélection de la meilleure voie de valorisation devra passer par une étude approfondie du contexte local d’un projet : disponibilités des réactifs, origine du CO2 à disposition, disponibilité d’énergie renouvelable, marchés adressables à proximité,… Vous êtes prêts à vous lancer dans la capture et la valorisation de vos émissions de CO2 ? Nous sommes là pour vous accompagner !
A propos de l’auteur
Arielle, Consultante dans l’équipe Energie, Environnement & Mobilité d’Alcimed en France
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