L'essor du dioxyde de carbone en tant que matière première renouvelable pour le carbone
Il existe déjà une capacité de production de plus de 1,3 million de tonnes de produits à base de CO2, qui devrait au moins quadrupler d'ici à 2030.
Nouveau rapport sur l'utilisation duCO2 pour les produits chimiques, les carburants avancés, les polymères, les protéines et les minéraux par nova-Institute - Un aperçu approfondi et complet de l'évolution des technologies, des tendances et du marché en pleine croissance de la transformation et de l'utilisation duCO2.
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Graphique Utilisation du dioxyde de carbone et énergies renouvelables
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Graphiques sur l'utilisation du CO₂ pour les produits chimiques et les polymères
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Pour la première fois, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, dans son 6e rapport d'évaluation publié en 2022 (GIEC 2022), reconnaît le captage et l'utilisation du carbone (CCU) comme l'une des solutions permettant d'atténuer le changement climatique. Plusieurs scénarios futurs pour une industrie chimique nette zéro en 2050 montrent qu'entre 10 et 30 % de la demande de carbone incorporé proviendra de l'utilisation duCO2 (Kähler et al. 2023).
Le potentiel de l'UCC a également été reconnu par plusieurs marques mondiales qui élargissent déjà leur portefeuille de matières premières. La coopération tout au long de la chaîne de valeur est essentielle pour garantir un bon équilibre entre les coûts et les avantages. En Europe, les investissements et les perspectives d'utilisation duCO2 sont largement sapés par un manque de soutien politique. En revanche, nous observons des politiques de soutien en Chine ainsi qu'aux États-Unis avec la loi sur la réduction de l'inflation. Les États-Unis soutiennent l'utilisation duCO2 pour les carburants et les produits chimiques à partir de la capture de l'air et de sources ponctuelles, y compris les usines commerciales (de la Garza 2022). De telles politiques intelligentes sont nécessaires pour combler le fossé entre aujourd'hui et 2050 afin que les entreprises restent compétitives dans la transformation durable.
Heureusement, le monde universitaire et l'industrie n'ont pas attendu pour développer et mettre en œuvre de manière intensive les technologies CCU. Plusieurs technologies mises en œuvre avec succès sont aujourd'hui utilisées commercialement, et beaucoup d'autres sont au stade du laboratoire et du projet pilote. Actuellement, leCO2 et d'autres gaz riches en C1 comme le monoxyde de carbone (CO) sont capturés à partir de sources ponctuelles fossiles et biogènes, mais les projets de capture directe de l'air (DAC) se multiplient également. À partir de là, leCO2 peut être converti par des voies chimiques, biotechnologiques et électrochimiques en produits chimiques, en carburants avancés, en polymères, en protéines ou en minéraux.
La conversion chimique conventionnelle duCO2 est utilisée commercialement depuis des décennies pour produire des produits chimiques tels que l'acide salicylique, l'urée, l'éthylène et le carbonate de propylène. LeCO2 peut également être utilisé directement dans des applications telles que la récupération assistée du pétrole, les extincteurs ou comme accélérateur de croissance des plantes dans les serres. De nouvelles voies chimiques se concentrent sur la transformation duCO2, la plus prometteuse à l'heure actuelle étant l'hydrogénation duCO2 en méthane ou en méthanol. Le premier peut être injecté dans le réseau de gaz naturel et contribuer à la stratégie de réduction de la dépendance vis-à-vis des fournisseurs de gaz naturel, tandis que le second peut être facilement et très efficacement utilisé comme carburant pour le secteur des transports ou comme élément constitutif de produits chimiques.
La technologie Fischer-Tropsch pour la production de carburants synthétiques et de produits chimiques suscite également un intérêt considérable. Il s'agit d'une technologie centenaire principalement utilisée pour la gazéification et l'utilisation du charbon. Combinée à du gaz de synthèseà base de CO2, elle peut produire des hydrocarbures durablesà base de CO2 tels que le kérosène, le diesel et le naphta, ainsi que des cires. Le kérosèneà base de CO2, principal carburant aéronautique durable (SAF), connaît une forte activité. Des polycarbonates, des polyuréthanes (PU) et des polyéthylènes (PE)à base de CO2 sont également disponibles sur le marché. Enfin, leCO2 peut également être minéralisé en carbonate pour les matériaux de construction : ces technologies sur le marché utilisent le processus de carbonatation pour produire des produits de substitution pour l'industrie du ciment.
Les voies de conversion biotechnologique les plus remarquablesbasées sur le CO2 produisent du méthane et de l'éthanol. Ce dernier est produit à l'échelle commerciale et est utilisé comme carburant et dans l'industrie chimique (par exemple pour l'éthylène glycol) et l'industrie des polymères (polyéthylène). En outre, des polymères biodégradables appelés polyhydroxyalcanoates (PHA) peuvent être produits par fermentation gazeuse et sont disponibles dans le commerce, et plusieurs autres installations pilotes sont en service pour la production de produits chimiques et de protéines par fermentation gazeuse. Les voies électrochimiques les plus avancées permettent de convertir leCO2 en CO (ou gaz de synthèse), en méthanol, en acide formique ou en éthylène. De nombreuses installations pilotes fonctionnent et la production de CO (ou de gaz de synthèse) par cette voie sera bientôt mise en œuvre dans une installation commerciale, combinée à la technologie Fischer-Tropsch pour la production d'une large gamme d'hydrocarbures.
La capacité de production totale actuelle de nouveaux produitsà base de CO2 est d'environ 1,3 million de tonnes par an en 2022. La capacité de production en 2022 est dominée par la production de polycarbonates aromatiquesà base de CO2, d'éthanol à partir de CO/CO2 capturé, de polycarbonate aliphatique et de méthanol. D'ici 2030, la capacité de production de produitsà base deCO2 devrait dépasser les 6 Mt/a. Une forte croissance dynamique est observée pour les projets de méthanol, les usines de méthane, l'éthanol et les hydrocarbures - ces derniers en particulier pour le secteur de l'aviation.
Les produits à base de CCU ont des émissions de gaz à effet de serre (GES) inférieures à celles des produits comparables à base de combustibles fossiles, si toute l'énergie utilisée pour capturer et convertir leCO2 provient de sources renouvelables et de l'hydrogène vert. Aujourd'hui déjà, de nombreuses technologies permettent de réduire les émissions de gaz à effet de serre jusqu'à 90 % par rapport aux technologies à base de combustibles fossiles.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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