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. »

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]

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. »

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]