La post-combustion

La post-combustion, technique aujourd’hui la mieux maîtrisée, consiste à extraire le CO₂ dilué dans les fumées de combustion à l’aide d’un solvant chimique qui réagit sélectivement à son contact. Le CO₂ est ensuite séparé du solvant via un processus de régénération thermique de ce dernier. 

Cette technique présente l’avantage de pouvoir s’adapter aux installations existantes. Elle a cependant un coût élevé et représente une consommation d’énergie relativement importante.

La précombustion

L’idée est ici de « décarboner » le combustible avant la combustion. Pour ce faire, on traite le combustible de façon à le transformer en un gaz de synthèse composé essentiellement de monoxyde de carbone et d’hydrogène.

On introduit alors de la vapeur d’eau qui réagit avec le monoxyde de carbone et le convertit en CO₂. Le CO₂ et l’hydrogène sont ensuite séparés grâce à un solvant de type amine. L’hydrogène est utilisé pour produire de l’énergie, sans émission de CO₂.

Cette technique est déjà utilisée à échelle industrielle. Elle est moins énergétivore que la postcombustion mais requiert des équipements spécifiques encore en cours de développement : elle doit donc être prévue dès l’origine et sa fiabilité améliorée.

L'oxycombustion

Dans un schéma de combustion classique, on utilise de l’air. Ce procédé génère d’importants volumes de fumées, dans lesquels le CO₂ est très dilué. Son extraction est alors plus coûteuse. L'oxycombustion, encore au stade de démonstration, génère au contraire des fumées contenant essentiellement du CO₂ et de l’eau, faciles à séparer (par condensation de l’eau).

Le principe ? L’air habituellement utilisé lors de la combustion est remplacé par de l’oxygène pur. Potentiellement plus avantageuse que les autres technologies en termes de coûts comme d’efficacité énergétique, l’oxycombustion présente de plus l’avantage de pouvoir être mise en œuvre sur des installations existantes.

En amont du processus, l’extraction de l’oxygène de l’air devient alors l’étape la plus consommatrice en énergie. Cette étape peut être encore considérablement améliorée grâce à un nouveau procédé, la « boucle chimique ».

Cette technologie consiste à  utiliser un oxyde métallique pour fournir l’oxygène nécessaire à la combustion. Concrètement, La « boucle chimique » est composée de deux réacteurs reliés entre eux. Dans le premier, un métal s’oxyde au contact de l’air. Cet oxyde métallique est injecté dans le second, la chambre de combustion, en présence du combustible.

Le combustible consomme alors l’oxygène porté par le métal et le transforme en un mélange de CO₂ et d’eau, facilement séparables. Le métal ainsi régénéré est réinjecté dans le premier réacteur et un nouveau cycle peut commencer. Cette solution permet de réduire les dépenses énergétiques et les coûts de captage. Elle est cependant encore à un stade de recherche et n’a été testée qu’à échelle réduite, en laboratoire.