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La technologie TERRAOSAVE : une nouvelle opportunité pour la revalorisation du CO2

11 Mai. 20

La valorisation du CO2 se trouve toujours confrontée au problème du coût lié à la stabilité de cette molécule, quelle que soit la voie qui a été choisie pour sa valorisation. Au-delà de cet aspect, la pollution associée aux émissions du CO2 vient généralement aggraver cette situation, surtout si l’investissement dans les installations n’a pour vocation que de valoriser le CO2. Une manière de baisser les coûts serait de mutualiser la valorisation du CO2 avec d’autres aspects de traitement des fumées, comme le recyclage de la chaleur fatale associée, d’une part, et le lavage de ces fumées d’autres part.

Installation sur une Chaufferie Gaz de 80 MW

La technologie TERRAOSAVE est utilisée depuis 2015 pour capter la chaleur fatale des fumées issues de chaufferies gaz, de chaufferies biomasses où de process industriels. Le même système est également utilisé pour laver les fumées : TERRAOSAVE capte plusieurs types de pollutions comme les particules fines, les acides, les SOx, les NOx et, plus récemment, les composés organiques volatils en lieu et place des oxydateurs thermiques, très gourmands en consommation de gaz. Le CO2 est naturellement capté lorsque l’eau présente dans TERRAOSAVE a un PH basique.

Dans ces conditions, quelle valeur ajoutée pourrait apporter la technologie TERRAOSAVE à la valorisation du CO2 ?

La valeur ajoutée la plus immédiate est la réduction des coûts de lavage des fumées liée à la taille très compacte du système TERRAOSAVE. Ce coût se trouvera fortement réduit, si l’industriel dispose d’un exutoire utilisant la chaleur des fumées car cette récupération de chaleur et le traitement des fumées seront réalisés par la même installation.

Dans le cas où la voie de valorisation du CO2 serait sa minéralisation, en produisant du bicarbonate de sodium ou du bicarbonate de calcium, cette opération pourrait être associée aux deux premières (récupération de chaleur et lavage des fumées). En effet, l’aspect remarquable de la technologie TERRAOSAVE est la possibilité d’utiliser des produits en suspension comme de la chaux par exemple même si celle-ci est mélangée à des produits annexes.
Ce principe de minéralisation de CO2 par un déchet basique est adapté à tout type de déchets qu’il soit liquide ou solide. Naturellement, cette carbonatation conduira à un produit de haute qualité si la solution basique est initialement de haute qualité.

Cette approche 3-en-1 pourrait encore être complétée par un autre apport ouvrant la voie à une valorisation économiquement acceptable du CO2. Cette quatrième opération consiste à réaliser l’opération de « Power to Gaz ». Plusieurs schémas sont possibles, dont l’électrolyse de la solution de bicarbonate permettant d’isoler le CO2 en état gazeux tout en produisant de l’hydrogène et de la soude. La réaction du captage du CO2 s’écrit de la façon suivante si le pH de la solution aqueuse dépasse 11 :

2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O

La régénération de la Soude par électrolyse s’accompagne de la séparation du CO2.

Na2CO3 (aq) + 2H2O (l) + électricité -> 2NaOH(aq) + H2 (g) + (CO2(g)+1/2O2(g))

L’hydrogène est naturellement séparé du CO2 et de l’oxygène. D’autres scenarii ont été envisagés et peuvent également être explorés. Il est bien connu que l’électrolyse de Na2CO3 est moins efficace que celle de l’eau, mais son association aux autres opérations simultanées pourrait être intéressante. Nous projetons de réaliser un démonstrateur d’ici 2022 pour valider la pertinence économique de l’opération dans sa globalité.

Une autre voie de réduction des coûts serait de remplacer les laveurs classiques, de captage par les amines par exemple, par la technologie TERRAOSAVE. La compacité de TERRAOSAVE réduirait fortement l’encombrement et les coûts de génie civil habituellement très importants. Cette voie sera bientôt explorée en collaboration avec les acteurs de ce domaine.

Enfin, la voie de revalorisation du CO2 dans les serres agricoles est aussi prometteuse, dès lors que les conditions de sécurité et d’efficacité sont réunies :

  • La proximité de la serre et de la source de CO2
  • L’assainissement des fumées avant leur envoi dans la serre (absence de SOx, de NOx et de métaux lourds)
  • La déshumidification des fumées avant leur envoi dans la serre.

La technologie TERRAOSAVE permet de répondre à ces trois points, sachant qu’en plus elle permet de capter la chaleur des fumées afin qu’elle soit utilisée pour chauffer la serre.

En conclusion, la technologie TERRAOSAVE ouvre de nouvelles perspectives pour valoriser le CO2 des fumées, même dans le cas où celles-ci sont fortement polluées. Nous allons démontrer que la technologie TERRAOSAVE permettrait de valoriser le CO2 à grande échelle en respectant les contraintes économiques.

Renseignements :
Pr. Jaouad Zemmouri
Laboratoire PhLAM, Université de Lille
Starklab Sas
jz@terrao-exchanger.com

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