Le dioxyde de carbone (CO2) – l’un des principaux gaz à effet de serre à l’origine du changement climatique – pourrait-il également devenir une source d’énergie propre.
Dans la ville montagneuse de Liupanshui, dans la province du Guizhou, au sud-ouest de la Chine, une aciérie offre une réponse possible. Là-bas, la première unité de production d’électricité au CO2 supercritique à l’échelle commerciale, connue sous le nom de Chaotan One, a commencé à fonctionner, utilisant le CO2 dans un nouveau type de système électrique conçu pour améliorer l’efficacité et réduire les émissions.
Le projet attire l’attention car il remet en question l’un des principes les plus anciens de la production d’électricité moderne.
Depuis plus d’un siècle, la plupart des centrales thermiques et nucléaires dépendent de la vapeur pour faire fonctionner leurs turbines et produire de l’électricité. L’eau est chauffée, transformée en vapeur et utilisée pour faire tourner de grands générateurs à turbine. Bien que la technologie soit mature et largement utilisée, une quantité importante de chaleur est perdue au cours du processus.
Chaotan One utilise une approche différente. Au lieu de vapeur, le système utilise du CO2 supercritique, qui est comprimé et chauffé au-delà de son point critique de 31 degrés Celsius et 7,38 mégapascals. Dans cet état, le fluide combine certaines propriétés des gaz et des liquides, lui permettant de s’écouler efficacement tout en conservant une densité élevée.
Dans un système en boucle fermée, le CO2 supercritique circule dans des turbines à grande vitesse pour produire de l’électricité plus efficacement que les systèmes à vapeur conventionnels.
Selon les données du projet, la technologie améliore l’efficacité de la production d’électricité de plus de 85 % par rapport aux systèmes conventionnels à vapeur, tandis que l’empreinte physique de l’équipement est réduite de moitié. Le système capte également la chaleur industrielle résiduelle de l’aciérie qui serait autrement rejetée dans l’atmosphère, la convertissant en plus de 70 millions de kilowattheures d’électricité par an.
Qu’est-ce que cela signifie pour le monde ? Les chercheurs affirment que cette technologie pourrait aider à relever plusieurs défis majeurs auxquels est confronté le secteur énergétique mondial.
L’un est l’efficacité. Les systèmes traditionnels à base de vapeur fonctionnent généralement avec un rendement d’environ 35 à 40 %, tandis que les systèmes au CO2 supercritique pourraient potentiellement augmenter ce chiffre entre 50 et 60 %.
Un autre problème est la consommation d’eau. La production de vapeur conventionnelle nécessite d’énormes quantités d’eau. Cette nouvelle technologie utilise très peu, voire pas du tout, ce qui la rend particulièrement utile dans les régions confrontées à un stress hydrique.
Cette technologie pourrait également améliorer la récupération de la chaleur industrielle. Les industries telles que l’acier, le ciment et la chimie rejettent chaque année de grandes quantités de chaleur résiduelle à moyenne et haute température. Les systèmes au CO2 supercritique peuvent récupérer une partie de cette énergie et la convertir en électricité, réduisant ainsi à la fois la consommation de carburant et les émissions de carbone.
Selon les estimations, si cette technologie était adoptée dans l’industrie sidérurgique chinoise, les économies annuelles de charbon seraient égales à la production d’une grande mine de charbon, tandis que les émissions de carbone pourraient être réduites de plus de 12,8 millions de tonnes par an.
Pour la Chine, Chaotan One représente non seulement une expérience technologique, mais aussi un effort plus large visant à explorer de nouvelles voies pour un développement industriel plus propre.
Ici, le CO2 n’est plus considéré comme un simple déchet industriel. Au lieu de cela, il devient un outil potentiel pour améliorer l’efficacité énergétique des systèmes industriels à faibles émissions de carbone.
(Chen Yitian d’UpGuizhou et Tian Yinxing ont contribué à l’histoire)
