Procédé d'hydrométhanation (©Great Point Energy)
La gazéification du charbon est un procédé qui transforme le charbon solide en gaz de synthèse, ou syngas, en le chauffant à haute température en présence de vapeur d'eau et d'une quantité contrôlée d'oxygène. Ce processus permet de convertir le carbone du charbon en un mélange de gaz, principalement composé d'hydrogène, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone, qui peut ensuite être utilisé pour produire de l'électricité, des carburants ou des produits chimiques.
La gazéification offre une alternative plus propre à la combustion directe du charbon, réduisant les émissions de polluants atmosphériques et de CO2 tout en améliorant l'efficacité énergétique.
La société américaine Great Point Energy a développé un procédé, dit « bluegas », lui permettant de transformer efficacement du charbon en gaz. Celui-ci pourrait contribuer à satisfaire la demande en gaz à des coûts compétitifs.
Une réaction chimique : l’hydrométhanation
Située dans le Massachussetts, l’entreprise Great Point Energy a déjà expérimenté sur des installations pilotes son procédé, basé sur le principe de l’hydrométhanation catalytique. Celui-ci consiste globalement à faire réagir des combustibles carbonés (tels que le charbon) avec un catalyseur, en présence de vapeur d’eau et d’oxygène afin de produire du méthane (CH4).
Concrètement, le charbon et le catalyseur sont insérés dans un gazéifieur où ils sont maintenus en contact et « fluidifiés » grâce à l’injection de vapeur d’eau pressurisée et d’oxygène. Les multiples réactions entre le carbone, la vapeur d’eau, l’oxygène et leurs produits intermédiaires, le monoxyde de carbone et l’hydrogène, produisent avec catalyseur du méthane et du gaz carbonique, suivant l’équation :
2 C +2 H2O + catalyseur à CH4 + CO2 + catalyseur
A première vue, ce procédé pourrait s’apparenter à une réaction simple de gazéification mais grâce à son catalyseur, il permet d’obtenir du méthane et non du syngas (gaz de synthèse), mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène obtenu dans une gazéification classique.
Un intérêt énergétique et économique
Le catalyseur utilisé par Great Point Energy est récupéré et réutilisé dans le gazéifieur où il permet de réduire la température globale exigée par les réactions chimiques de méthanation. Les coûts des installations peuvent ainsi être abaissés par l’emploi de matériaux moins réfractaires. Le procédé « bluegas » prévoit également une unité de récupération des impuretés et du CO2 qui peut être valorisée ultérieurement, notamment pour la récupération assistée du pétrole.
La production de gaz à partir de charbon n’est pas en soi innovante (le charbon contient d’ailleurs naturellement du méthane, composant principal du grisou tant craint par les mineurs). Great Point Energy estime toutefois se démarquer en termes de coûts de production : la société affirme que le gaz produit par ses unités d’hydro-méthanation sera moins cher que le GNL ou le gaz naturel actuellement importé (il n’est pas fait mention des gaz de schiste par l’entreprise). Cet avantage s’expliquerait par le coût très peu élevé du charbon et par la compétitivité de son procédé.
En outre, les réserves prouvées de charbon dans le monde sont bien plus importantes que celles des autres énergies fossiles et sont mieux réparties. A fin 2011, elles atteignaient près 861 milliards de tonnes (près de 150 ans de consommation actuelle), dont 27,6% sont situées dans le sol américain.
De nombreux pays disposant de réserves de charbon importantes et souhaitant améliorer leur indépendance énergétique, pourraient s’intéresser à ce procédé. En mai dernier, la société chinoise Wanxiang a investi 1,25 milliard de dollars dans un projet d’unité de production de gaz commercialisé par Great Point Energy. Celle-ci est censée débuter son activité en 2015 et produire à terme 30 millions de m3 de gaz, soit l’équivalent de 9 mois de la consommation française actuelle.
