Économie Circulaire du Carbone

Les émissions de CO₂ en France en 2018 étaient d'environ 310 Mt (1). Elles viennent de la combustion d'énergies fossiles pour la production d'électricité, la production de chaleur, le transport, et l'industrie (chimie, métallurgie, cimenterie…).

Avec le développement des énergies électriques décarbonées, les émissions de certains secteurs seront réduites à moyen-long terme. Mais pour d'autres, comme la chimie ou certains modes ou besoins de transport, l'utilisation de molécules carbonées sera indispensable, notamment pour des raisons de densité énergétique des combustibles.

L'enjeu est alors de produire ces molécules avec un carbone recyclé ou renouvelable, donc sans accumulation supplémentaire de CO₂ dans l'atmosphère, c'est l'objet de la thématique de la fermeture du cycle du carbone. 

Deux sources de carbone complémentaires permettent la synthèse de ces molécules carbonées :

• Le CO₂ issu d'un captage atmosphérique ou sur des fumées industrielles, qui combiné avec de l'hydrogène produit par électrolyse, peut être ensuite converti en gaz ou liquide. 

• Les bioressources (biomasse agricole et forestière, microalgues, déchets) ayant absorbé le CO₂ atmosphérique par photosynthèse. Ces ressources peuvent être converties par themoconversion en syngaz riche en H₂ et CO suivi d’une synthèse en molécules carbonées gazeuses ou liquides. Pour améliorer les rendements carbone, le syngaz peut être enrichi en H₂ issu d’électrolyse. 
  

Le CEA-Liten focalise ses travaux de recherche sur 3 technologies clés de ces chaines de conversion: 

• L'électrolyse haute température pour produire de l'hydrogène vert (voir la page Vecteur Hydrogène)
  
• Le développement des technologies de thermoconversion par :
  

• liquéfaction hydrothermale et de gazéification en eau supercritique pour la conversion de bioressources humides ou liquides en énergie.
  
• torréfaction et gazéification de bioressources peu humides en bioproduits et énergie. 
• Il dispose d'équipements pilotes uniques en France dans le but du passage à l'échelle de ces technologies.
• Les réacteurs pour des unités de conversion catalytique d'un mélange gazeux (H₂+CO₂ et H₂+CO+CO₂) en molécules d'intérêt pour les carburants et la chimie : méthane, méthanol, oléfines, fuel de synthèse.