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Les lauréats du X-Prize utilisent les émissions de CO2 pour fabriquer du béton

by Les Actualites

Lors d’une journée d’avril enneigée en 2016, le gouverneur de l’époque du Wyoming, Matt Mead, a annoncé un concours qui, espérait-il, sauverait l’industrie charbonnière assiégée de l’État. Le but du concours était simple, même si l’atteinte de son objectif ne l’était pas.

L’objectif était de trouver un moyen de transformer les émissions de dioxyde de carbone en produits pouvant être vendus. Le terrain de jeu serait une centrale électrique au charbon à Gillette, Wyo.

Le gagnant du concours du Wyoming partagerait une bourse de 15 millions de dollars avec le gagnant d’un concours similaire dans une centrale électrique au gaz en Alberta. Les demi-finalistes recevraient tous une part d’un prix de 5 millions de dollars.

Des équipes du monde entier ont postulé.

«Nous cherchons un changement de jeu pour le monde», a déclaré Mead, qui a quitté ses fonctions en 2019, à une foule rassemblée à la station Dry Fork à l’extérieur de Gillette.

La réponse qui émergera cinq ans plus tard est peu susceptible d’économiser le charbon, mais elle pourrait jeter les bases de l’écologisation de certaines des industries les plus difficiles à décarboner au monde. XPrize, l’organisation à but non lucratif basée en Californie qui a administré le concours, a annoncé aujourd’hui qu’elle avait choisi deux fabricants de béton vert comme gagnants du grand prix de 15 millions de dollars.

L’annonce a immédiatement démontré la promesse et les limites de l’utilisation du carbone, l’idée que le CO2 les émissions peuvent être transformées en produits comme la fibre de carbone, le béton ou même les nanotubes de carbone. Il a également souligné à quel point le monde de l’énergie a changé en cinq courtes années.

Les équipes gagnantes de l’Alberta et du Wyoming ont démontré des procédés utilisant du dioxyde de carbone pour renforcer le béton et réduire ses émissions de gaz à effet de serre.

CarbonCure Technologies, une startup basée au Canada, a remporté le concours de l’Alberta en montrant qu’elle pouvait injecter du dioxyde de carbone dans les eaux usées du béton et le transformer en un minéral qui renforce le béton.

Le gagnant du Wyoming, UCLA CarbonBuilt, a injecté du CO2 dans le mélange de béton au fur et à mesure qu’il durcit, renforçant le produit final et réduisant son empreinte carbone de plus de 50%.

Le béton est le produit final du ciment, une source massive d’émissions mondiales. Pour fabriquer du ciment, le calcaire et d’autres matériaux argileux sont chauffés dans un four massif et transformés en une substance grumeleuse connue sous le nom de clinker. Cela à son tour est combiné avec du gypse pour fabriquer du ciment.

Le Global Carbon Project estime que le réchauffement du calcaire représentait 4% des émissions totales en 2020. Ce chiffre ne tient pas compte des émissions d’énergie nécessaires pour alimenter ces fours. Il y a aussi ceci: les émissions de ciment augmentent rapidement à mesure que la Chine et d’autres pays se développent rapidement.

«C’est pourquoi il est assez excitant que deux entreprises qui, à mon avis, sont réellement pertinentes pour un énorme marché, pour une énorme industrie, et peuvent vraiment faire une brèche sur le CO2 Les émissions ont émergé de la concurrence parce que c’est là tout le problème: des solutions qui peuvent réellement évoluer et avoir un impact sur le climat », a déclaré Marcius Extavour, directeur exécutif de XPrize pour les opérations de tarification de l’énergie et des ressources.

Bien que les deux finalistes réduisent l’empreinte carbone du béton, ils ne réduisent pas nécessairement les émissions de la production de ciment, ont déclaré des experts. CarbonCure et CarbonBuilt ont besoin d’un CO2 source pour durcir le béton. Ce CO2 pourrait provenir d’une cimenterie, d’une centrale électrique, d’une installation d’éthanol ou potentiellement de l’atmosphère.

David Keith, professeur à l’Université de Harvard qui a fondé la start-up de capture directe de l’air Carbon Engineering, a noté que les émissions de ces installations dépassent largement le marché des produits de carbone. Si les décideurs sont préoccupés par les émissions de ciment, par exemple, ils conviendraient mieux à l’installation d’installations de captage et de séquestration du carbone dans les cimenteries. Pourtant, ces projets seraient coûteux et politiquement difficiles, a-t-il dit.

Il a dit que le concours XPrize était préoccupant parce qu’il réduisait potentiellement la pression politique sur les industries fortement polluantes telles que les producteurs canadiens de charbon et de sables bitumineux. Les entreprises peuvent affirmer qu’elles réduisent leurs émissions, alors que les réductions réelles sont minimes. Le concours XPrize était parrainé par NRG Energy Inc., un service public américain, et la Canadian Oil Sands Innovation Alliance.

«Fondamentalement, nous produisons 40 gigatonnes de CO résiduel2 un an, et nous n’en avons pas besoin de beaucoup. Une vérification de la réalité s’impose “, a déclaré Keith.” Cela sert politiquement de distraction pour s’attaquer réellement au problème. “

D’autres étaient plus optimistes. L’utilisation du carbone peut créer une incitation économique pour les entreprises à réduire leurs émissions, ce qui est particulièrement important dans les secteurs difficiles à verts de l’économie tels que le ciment, a déclaré Julio Friedmann, chercheur principal qui étudie la capture et l’utilisation du carbone au Centre de l’Université de Columbia. sur la politique énergétique mondiale.

Un marché croissant du béton vert pourrait inciter à de nouvelles innovations, conduisant à une plus grande efficacité et à des réductions de coûts. Il y a aussi ceci: le gouvernement américain représente 50% du marché intérieur du béton, ce qui donne à Washington une énorme influence sur les émissions de l’industrie. La proposition d’infrastructure du président Biden contient des dispositions appelant à des normes d’achats écologiques.

«Il est utile de considérer cela comme le modèle A ou le modèle T. C’est le premier changement apporté à la recette du béton en 200 ans», a déclaré Friedmann. “Ce n’est pas censé être la totalité de l’espace climatique. C’est censé être une partie des choses difficiles à atténuer.”

Il a ajouté: “Ce n’est pas une bouée de sauvetage pour les sociétés charbonnières. C’est une façon de faire du bien en faisant bien. En fin de compte, des gens comme CO2 l’utilisation non pas parce qu’elle résout le climat, mais parce que vous faites des choses et que vous gagnez de l’argent. … Si nous voulons changer la façon dont nous construisons les choses, nous avons besoin que les entreprises prennent des photos sur le net, et dans ce contexte, cela semble utile. “

Les partisans de l’utilisation du carbone ont reconnu les limites des technologies, notant que les émissions mondiales sont plusieurs fois supérieures à ce que le marché des produits de carbone peut absorber. Mais ils ont fait valoir que l’utilisation peut être une pièce importante du puzzle de l’action climatique, offrant des solutions pour les industries ayant peu d’alternatives vertes.

Une version antérieure de la technologie CarbonCure est déjà installée dans 300 centrales à béton. L’entreprise utilise principalement du CO2 des installations d’éthanol à injecter dans des mélanges de béton et espère réduire 500 millions de tonnes de CO2 chaque année d’ici 2030.

Contrairement à la capture traditionnelle du carbone, où le CO2 est injecté dans un puits de stockage souterrain, transformer le gaz en un minéral présente l’avantage supplémentaire de le stocker en permanence, a déclaré Jennifer Wagner, présidente de CarbonCure.

“Chaque tonne que nous injectons est minéralisée en permanence et ne sera jamais libérée. Je pense donc qu’il y a une nuance à considérer, quelles solutions sont une élimination temporaire et lesquelles sont permanentes”, a-t-elle déclaré. “Nous avons besoin d’une approche de portefeuille pour atteindre nos objectifs climatiques. Il n’y a pas de solution miracle ici. Nous avons besoin de tous les outils dans la boîte à outils.”

CarbonBuilt, une spin-off de la Samueli School of Engineering de l’UCLA, cherchait un moyen d’aider à verdir l’industrie mondiale de la construction en pleine croissance, a déclaré Gaurav Sant, professeur de génie civil et environnemental qui dirige l’Institut pour la gestion du carbone de l’UCLA. L’entreprise cherche maintenant à appliquer sa technologie dans un cadre commercial.

En injectant du CO2 dans le mélange de ciment, l’entreprise réduit efficacement le CO2 l’empreinte de la production de ciment et la création d’un produit plus solide que l’alternative. Le moyen le moins cher de le faire est de localiser la technologie de CarbonBuilt dans une centrale à charbon ou une cimenterie, où elle a accès à la forme de CO la moins chère.2, il a dit.

“L’atmosphère est indépendante de l’endroit où le CO2 vient de. Donc tout CO2 la réduction qui a été réalisée est significative », a-t-il déclaré.« Je pense que notre proposition de valeur est vraiment conditionnée à la façon dont nous prenons une grande pile de production de ciment semblable, ce qui est évidemment fondamental pour le monde dans lequel nous vivons, comment pouvons-nous réduire l’intensité carbone de ce secteur? Et n ° 2, comment essayons-nous d’utiliser n’importe quelle source de CO2 nous pouvons utiliser de manière rentable pour fournir du béton au marché de la construction, ce que nous voulons, non seulement du point de vue de l’ingénierie, mais aussi de la société, et comment nous le ferions au coût le plus bas possible. “

S’il y a un espoir que l’utilisation du carbone puisse aider le ciment vert, les experts ont déclaré que l’avenir était moins brillant pour une industrie comme le charbon. Les émissions du charbon sont tout simplement trop importantes pour être absorbées par des produits comme le béton vert.

Cela fait allusion à l’un des changements fondamentaux dans le monde de l’énergie. Il y a dix ans, l’application du captage du carbone aux centrales au charbon était un objectif commun de l’industrie. C’est ce type de réflexion qui a poussé XPrize à localiser ses concurrents dans une paire de centrales électriques.

Mais une décennie de gaz naturel bon marché et d’énergies renouvelables à faible coût a fondamentalement changé les perspectives du secteur de l’électricité, en particulier en Amérique où de nombreuses centrales au charbon sont en retard dans leur cycle de vie.

«L’énergie électrique est un cas de test important, mais je pense que nous avons toujours su que ces technologies iraient là où elles s’intègrent le mieux. Pour le ciment et le béton, peut-être qu’elles vont à la source du ciment et du béton», a déclaré Extavour. “Je vois vraiment la flexibilité comme une force plutôt que de penser qu’elle doit être ici de cette façon.”

Reproduit de E&E News avec la permission de POLITICO, LLC. Copyright 2021. E&E News fournit des informations essentielles pour les professionnels de l’énergie et de l’environnement.

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