Et s'il était possible d'aspirer tous les polluants nocifs de l'air pour qu'ils ne soient pas une telle nuisance? Et s'il était également possible de reconvertir ces polluants atmosphériques en combustibles fossiles, ou éventuellement en biocarburants respectueux de l'environnement? Eh bien, nous pourrions alors nous préoccuper beaucoup moins du smog, des maladies respiratoires et des effets que des concentrations élevées de ces gaz ont sur la planète.
C'est la base de Carbon Capture, un concept relativement nouveau où le dioxyde de carbone est capté à des sources ponctuelles - telles que des usines, des usines de gaz naturel, des usines de combustible, des grandes villes ou tout autre endroit où l'on sait que de grandes concentrations de CO² se trouvent . Ce CO² peut ensuite être stocké pour une utilisation future, converti en biocarburants, ou simplement réintroduit dans la Terre afin qu'il n'entre pas dans l'atmosphère.
La description:
Comme de nombreux autres développements récents, la capture du carbone fait partie d'un nouvel ensemble de procédures qui sont collectivement appelées géo-ingénierie. Le but de ces procédures est de modifier le climat pour contrer les effets du réchauffement climatique, généralement en ciblant l'un des principaux gaz à effet de serre. La technologie existe depuis un certain temps, mais ce n'est que ces dernières années qu'elle a également été proposée comme moyen de lutter contre le changement climatique.
Actuellement, la capture du carbone est le plus souvent utilisée dans les usines qui dépendent de la combustion de combustibles fossiles pour produire de l'électricité. Ce processus est effectué de l'une des trois manières de base - post-combustion, pré-combustion et combustion oxy-combustible. La post-combustion consiste à éliminer le CO2 après la combustion du combustible fossile et sa conversion en gaz de combustion, qui se compose de CO2, de vapeur d'eau, de dioxyde de soufre et d'oxyde d'azote.
Lorsque les gaz traversent une cheminée ou une cheminée, le CO² est capté par un «filtre» qui se compose en fait de solvants utilisés pour absorber le CO2 et la vapeur d'eau. Cette technique est efficace dans la mesure où de tels filtres peuvent être montés ultérieurement sur des centrales plus anciennes, évitant ainsi la nécessité d'une révision coûteuse de la centrale.
Avantages et défis:
Jusqu'à présent, les résultats de ces procédés ont été encourageants - avec la possibilité d'éliminer jusqu'à 90% du CO² des émissions (selon le type d'installation et la méthode utilisée). Cependant, certains craignent que certains de ces processus n'augmentent le coût global et la consommation d'énergie des centrales électriques.
Selon le rapport 2005 du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), les coûts supplémentaires varient de 24 à 40% pour les centrales au charbon, de 11 à 22% pour les centrales au gaz naturel et de 14 à 25% pour le cycle combiné de gazéification au charbon. systèmes. La consommation d'énergie supplémentaire crée également plus d'émissions.
De plus, bien que les opérations CC soient capables de réduire considérablement le CO², elles peuvent ajouter d'autres polluants dans l'air. Les quantités de types de polluants dépendent de la technologie et vont des oxydes d'ammoniac et d'azote (NO et NO²) aux oxydes de soufre et aux oxydes de soufre (SO, SO², SO³, S²O, S²O³, etc.). Cependant, les chercheurs développent de nouvelles techniques qui, espèrent-ils, réduiront à la fois les coûts et la consommation et ne généreront pas de polluants supplémentaires.
Exemples:
Un bon exemple du processus de capture du carbone est le projet Petro Nova, une centrale électrique au charbon au Texas. Cette usine a commencé à être mise à niveau par le Département américain de l'énergie (DOE) en 2014 pour accueillir la plus grande opération de capture de carbone post-combustion au monde.
Composé de filtres qui captureraient les émissions et d'infrastructures qui les replaceraient dans la Terre, le DOE estime que cette opération sera capable de capter 1,4 million de tonnes de CO2 qui auparavant aurait été relâché dans l'air.
En cas de précombustion, le CO² est piégé avant même la combustion du combustible fossile. Ici, le charbon, le pétrole ou le gaz naturel sont chauffés dans de l'oxygène pur, résultant en un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène. Ce mélange est ensuite traité dans un pot catalytique avec de la vapeur, qui produit alors plus d'hydrogène et de dioxyde de carbone.
Ces gaz sont ensuite introduits dans des flacons où ils sont traités avec de l'amine (qui se lie au CO² mais pas à l'hydrogène); le mélange est ensuite chauffé, faisant monter le CO² où il peut être collecté. Dans le processus final (combustion oxy-combustible), le combustible fossile est brûlé dans l'oxygène, résultant en un mélange gazeux de vapeur et de CO². La vapeur et le dioxyde de carbone sont séparés par refroidissement et compression du flux gazeux, et une fois séparés, le CO² est éliminé.
D'autres efforts de capture du carbone comprennent la construction de structures urbaines avec des installations spéciales pour extraire le CO² de l'air. La Torre de Especialidades à Mexico en est un exemple: un hôpital entouré d'une façade de 2 500 m² composée de Prosolve370e. Conçue par la firme berlinoise Elegant Embellishments, cette façade de forme spéciale est capable de canaliser l'air à travers ses treillis et s'appuie sur des processus chimiques pour filtrer le smog.
Les tours Phoenix de Chine - un projet prévu pour une série de tours à Wuhan, en Chine (qui sera également la plus haute du monde) - devraient également être équipées d'une opération de capture du carbone. Dans le cadre de la vision des concepteurs de créer un bâtiment à la fois incroyablement haut et durable, ceux-ci comprennent des revêtements spéciaux à l'extérieur des structures qui tireront le CO² de l'air local de la ville.
Ensuite, il y a l'idée des «arbres artificiels», qui a été avancée par le professeur Klaus Lackner du Département de génie de la terre et de l'environnement de l'Université Columbia. Composés de frondes en plastique recouvertes d'une résine contenant de la carbonatation du sodium - qui, combinés au dioxyde de carbone, crée du bicarbonate de sodium (alias bicarbonate de soude) - ces «arbres» consomment du CO² de la même manière que les vrais arbres.
Version rentable de la même technologie utilisée pour nettoyer le CO² de l'air dans les sous-marins et les navettes spatiales, les frondes sont ensuite nettoyées à l'eau qui, combinée au bicarbonate de sodium, donne une solution facilement convertible en biocarburant.
Dans tous les cas, le processus de capture du carbone se résume à trouver des moyens d'éliminer les polluants nocifs de l'air pour réduire l'empreinte de l'humanité. Le stockage et la réutilisation entrent également dans l'équation dans l'espoir de donner plus de temps aux chercheurs pour développer des sources d'énergie alternatives.
Nous avons écrit de nombreux articles intéressants sur la capture du carbone ici à Space Magazine. Voici ce qu'est le dioxyde de carbone?, Qu'est-ce qui cause la pollution de l'air?, Et si nous brûlons tout?, Veille sur le réchauffement climatique: comment le dioxyde de carbone saigne sur la Terre et le monde doit viser des émissions de carbone presque nulles.
Pour plus d'informations sur le fonctionnement de Carbon Capture, assurez-vous de regarder cette vidéo de Carbon Capture and Storage Organization:
Si vous souhaitez plus d'informations sur la Terre, consultez le Guide d'exploration du système solaire de la NASA sur Terre. Et voici un lien vers l'observatoire de la Terre de la NASA.
Nous avons également des épisodes d'Astronomy Cast sur la planète Terre et le changement climatique. Écoutez ici, épisode 51: Terre, épisode 308: changement climatique.
Sources:
- Wikipédia - Capture et stockage du carbone
- Carbon Capture Storage Association - Qu'est-ce que le CCS?
- Green Facts - Capture et stockage du CO²
- Global CCS Institute - Qu'est-ce que le CCS?
