Le projet
Introduction
Afin d’éviter d’accroître la concentration des gaz à effet de serre qui augmentent la température moyenne de la Terre et contribuent ainsi au changement climatique, nous devons trouver un moyen d’empêcher les émissions de carbone provenant des industries à forte intensité de CO2 de s’échapper dans l’atmosphère.
L’augmentation et le déploiement rapides de solutions de capture du carbone plus rentables et plus durables constituent un moyen efficace.
La capture du carbone à l’aide de solvants est une technologie importante qui peut être facilement adoptée pour de nombreuses sources d’émission. Cette technologie permet d’atteindre des taux de capture élevés et de fournir du CO2 d’une grande pureté avec une demande d’énergie relativement faible.
Le projet AURORA (financé par le programme de recherche et d’innovation HORIZON EUROPE de l’Union européenne), qui a débuté en janvier 2023, contribuera de manière significative à la décarbonisation de l’industrie en démontrant et en qualifiant une technologie avancée et innovante de capture du CO2 à base de solvants, appelée CESAR1, pour une intégration rentable à grande échelle. La technologie sera démontrée au niveau TRL7-8 (Technology readiness level) dans au moins trois industries à forte intensité de CO2 : le raffinage, le ciment et le recyclage des matériaux, secteurs dans lesquels il n’existe pas encore d’autres solutions pour parvenir à la neutralité climatique.
Bien que ces trois secteurs soient diversifiés en termes de composition et de conditions des gaz de combustion, la transférabilité à d’autres types d’industries est également assurée par cette technologie de captage qui peut être facilement adaptée à d’autres conditions de mise en œuvre.
Nos objectifs
Augmenter le rapport coût-efficacité de 50%
Augmenter la contrôlabilité et la flexibilité
Améliorer les performances environnementales
Assurer la sécurité des chaînes CCUS complètes
Sensibiliser la société au changement climatique et aux technologies d'atténuation
L’expérimentation
Il existe actuellement différentes méthodes de capture du carbone, qui se répartissent en trois catégories : les procédés de précombustion, de postcombustion et d'oxycombustion. La postcombustion étant le moyen le plus facile d'intégrer le piégeage du carbone dans les installations existantes, elle a été largement développée ces dernières années et est bien placée pour un déploiement à grande échelle. Alors que les adsorbants solides et les systèmes membranaires peinent à atteindre l'objectif combiné d'un taux de captage de 90 % et d'une pureté de 95 %, les procédés d'absorption chimique peuvent atteindre des taux de captage du CO2 encore plus élevés que les 90 % actuellement déployés, et même proches de 100 % sans augmenter de manière significative l'apport de chaleur relatif. De plus, la pureté du CO2 produit dans ces systèmes est intrinsèquement élevée (plus de 99 %). Cependant, la technologie basée sur l'absorption doit être améliorée, principalement pour réduire les coûts tout en garantissant l'absence d'impact significatif sur l'environnement.
Par conséquent, afin de traduire rapidement la recherche et l'innovation en impacts et de permettre l'adoption de la CCUS dans les industries à forte intensité de CO2 dans un court laps de temps, les partenaires d'AURORA optimiseront et qualifieront un solvant non propriétaire (CESAR1) et son processus associé, et les amèneront à un niveau à partir duquel des usines premières du genre peuvent être considérées comme la prochaine étape. Cet objectif sera atteint grâce aux innovations suivantes :
Optimisation globale de la composition des solvants, de la conception des procédés, de la surveillance et du contrôle des émissions, et de la gestion des solvants.
Modèles validés pour utilisation dans les simulateurs de processus commerciaux.
Intégration améliorée de la chaleur résiduelle avec capture du carbone pour réduire la demande de chaleur externe et les coûts d'exploitation.
Système de contrôle avancé amélioré et intégré pour réduire les coûts d'exploitation et optimiser les performances.
Ces innovations seront intégrées dans quatre processus de capture optimisés, et divers aspects seront démontrés dans des projets pilotes de taille et de complexité variables. Les partenaires assureront la transférabilité des résultats à d'autres industries à forte intensité de CO2, grâce au large éventail de sources de CO2 et de groupes développés abordés dans le projet, ainsi qu'à la forte implication des parties prenantes. Le projet réalisera également des évaluations complètes de la chaîne CCUS pour ses utilisateurs finaux. Il convient de noter que les utilisateurs finaux sont situés dans deux régions différentes de l'Europe, ce qui offre des conditions différentes pour la mise en œuvre des chaînes de valeur CCUS.
Résultats attendus
Taux de capture de 98%
Coûts de capture réduits d’au moins 47% par rapport au solvant MEA
Impact environnemental négligeable
Transférabilité des résultats à d’autres industries à forte intensité de CO2 assurée.
Système complet et validé pour des installations de captage uniques en leur genre.
Solvant CESAR 1
Le solvant CESAR1 a été nommé d’après le projet CESAR du 7e PC (2008-2011), dans lequel le mélange aqueux de 2-Amino-2-Méthyl-1-Propanol (AMP) et de pipérazine (PZ) a été étudié pour la première fois. Le solvant CESAR1 a surpassé à plusieurs reprises la technologie de référence du solvant MEA lors d’essais pilotes. CESAR1 a une bonne performance énergétique, de faibles taux de dégradation, peut atteindre des taux de capture très élevés et est plus facile à utiliser dans des modes flexibles. Comme la plupart des technologies à base de solvants, CESAR1 présente l’avantage d’être facilement adaptable à presque toutes les sources de gaz de combustion.
CESAR1 a fait l’objet d’essais pilotes approfondis et les partenaires d’AURORA sont convaincus que la technologie peut être déployée commercialement. Toutefois, la technologie doit encore faire l’objet d’une optimisation complète et d’une qualification technologique avant d’être déployée commercialement. AURORA vise à offrir un système complet et validé (niveau de maturité technologique TRL8) facilement exploitable par les acteurs concernés.
Horizon Europe
Horizon Europe est le programme-cadre de l’Union européenne pour la recherche et l’innovation pour la période 2021-2027. Horizon Europe prend le relais d’Horizon 2020, qui s’achève fin 2020.
Ses objectifs généraux sont les suivants :
- renforcer les bases scientifiques et technologiques de l’Union
- stimuler sa compétitivité, y compris celle de son industrie
- concrétiser les priorités politiques stratégiques de l’Union
- contribuer à relever les défis mondiaux, y compris les objectifs du développement durable.
C.C.U.S
Le captage, l’utilisation et le stockage du carbone (CCUS), également appelé captage, utilisation et séquestration du carbone, est un processus qui permet de capter les émissions de dioxyde de carbone provenant de sources telles que les centrales électriques au charbon et de les réutiliser ou de les stocker de manière à ce qu’elles ne se retrouvent pas dans l’atmosphère.