Bioénergie avec captage et stockage de dioxyde de carbone

La bioénergie avec captage et stockage de dioxyde de carbone (BECSC ; aussi connue sous son abréviation anglaise BECCS) est un processus consistant à extraire de l'énergie de la biomasse et à capturer et stocker du carbone, le retirant ainsi de l'atmosphère. L'énergie est extraite par combustion, fermentation, pyrolyse du bois ou d'autres méthodes et convertie en électricité, chaleur, biocarburants... Une partie du carbone contenu dans la biomasse est convertie en ou en biochar, qui peut ensuite être stocké par séquestration géologique ou par épandage, respectivement, ce qui fait de la BECSC une technologie à émissions négatives. Le cinquième rapport d'évaluation du GIEC évalue entre 0 et par an le potentiel d'émissions négatives de la BECSC. En 2019, cinq installations dans le monde étaient en activité et capturaient environ de tonnes de par an. Le déploiement à grande échelle de la BECSC est limité par le coût et la disponibilité de la biomasse. Le carbone des arbres ou des cultures utilisées pour la biomasse provient du dioxyde de carbone (), un gaz à effet de serre, qui est extrait de l’atmosphère lors de leur développement. En l'état, en 2019, la plupart des BECSC stockent une partie du carbone et fournissent de la bioénergie sous forme de biocarburant, tel que l'éthanol. Fournir des biocarburants d'aviation pour réduire l'impact climatique du transport aérien pourrait contribuer à l'atténuation du changement climatique. La bioénergie pourrait aussi être utilisée sous forme d’électricité et ainsi une plus grande proportion du serait stocké par injection dans des formations géologiques. Il existe d'autres formes d'élimination et de stockage du dioxyde de carbone, notamment la reforestation, le biochar, la capture directe du dioxyde de carbone de l'air, la séquestration du dioxyde de carbone dans la biomasse et l'altération forcée permettent de fixer le carbone plus longtemps. vignette|Schéma du flux de carbone dans les différents systèmes énergétiques. Le principal attrait du BECSC réside dans sa capacité à générer des émissions négatives de .

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The presence of gas species other than the target adsorbate in practical conditions causes complications in implementing a sorption-based process because of synergistic or detrimental effects on the sorption mechanism. MgO-based sorbents have attracted massive attention for the pre-combustion CO2 capture, where H2O and CO coexist in emission gas. Although H2O has been reported to greatly enhance CO2 sorption kinetics, CO2 sorption behavior and mechanism under a large quantity of H2O as in the practical condition remain unclear. Furthermore, CO2 sorption behavior in the presence of CO has not been adequately examined. Here, the dynamic CO2 sorption behavior of MgO-based sorbent was understood by coupling the breakthrough experiment under practically relevant conditions with in situ DRIFTS results. At elevated pressures, the sorption performance was considerably enhanced, whereas the influence by temperatures was insignificant. In addition, H2O enhanced CO2 sorption kinetics and initial CO2 sorption on MgO-based sorbent, whereas CO hindered them. In situ DRIFTS analyses for the mechanism study revealed that OH groups generated from H2O dissociation created highly basic sites that promoted the formation of monodentate carbonate, thereby enhancing the initial CO2 sorption. In contrast, CO hampered CO2 sorption through two mechanisms: (1) competitive sorption between CO2 generated from the water-gas shift reaction and CO2 in the feed; (2) interference of the promoted sorption by the molten nitrate salts. This study demonstrated that the practical condition of the pre-combustion CO2 capture significantly alters the CO2 sorption behavior of MgO, thereby providing insights for the ultimate implementation of MgO-based sorbents.

ELSEVIER SCIENCE SA2022

La captage du dioxyde de carbone dans l'air ou captage direct du dioxyde de carbone, en anglais direct air capture (DAC) ou direct air capture and storage (DACCS) est l'extraction du dioxyde de carbone () présent dans l'air ambiant. Cette approche est à distinguer des techniques de captage à la source des émissions industrielles (carbon capture and storage, CCS), où les concentrations de sont bien plus élevées et le besoin en énergie plus faible.

vignette|Planter des arbres est un moyen naturel d'éliminer temporairement le dioxyde de carbone de l'atmosphère. Lélimination du dioxyde de carbone atmosphérique, plus connue sous l'expression anglaise carbon dioxide removal (abrégé en CDR), désigne le captage et la séquestration du dioxyde de carbone () présent dans l'atmosphère par intervention humaine. Elle est également désignée sous le vocable émissions négatives.

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