Une entreprise d'élimination de dioxyde de carbone au Canada expérimente les moyens de traiter les déchets minières pour capturer et stocker plus de CO2
Nickel West en Australie est l'une des nombreuses mines qui pourraient utiliser les micro-ondes pour stocker le CO2 dans les déchets
L'exploitation minière génère des milliards de tonnes de roches de déchets chaque année. Si ces tas de roches inutilisés peuvent être conçues pour réagir avec du dioxyde de carbone, ils pourraient aider à éliminer de grandes quantités de gaz à effet de serre de l'atmosphère. Cependant, les méthodes de courant nécessitent des combustibles fossiles de brûlure pour cuire les roches à haute température. Une start-up d'élimination du carbone a maintenant trouvé le micro-ondes que de telles roches pourraient les faire réagir avec le CO2 en utilisant moins d'énergie.
«C'est comme le pop-corn au micro-ondes», explique Sean Lowrie chez ARCA au Canada, qui développe la technologie. Au lieu de chauffer la roche entière, les micro-ondes ne chauffent que certaines molécules – un peu comme la façon dont un micro-ondes de cuisine saute du maïs en chauffant l'eau à l'intérieur d'un noyau.
Un nombre croissant d'entreprises utilisent des roches pour éliminer le CO2 de l'atmosphère afin de compenser les émissions des combustibles fossiles brûlants. Certains de ces projets d'altération de roche améliorés ont répandu la roche volcanique écrasée dans les fermes où il minéralise le CO2 tel qu'il se dissout; D'autres injectent du CO2 dans des roches similaires sous terre. Un certain nombre d'entreprises, dont l'ARCA, visent à utiliser les résidus de mines à l'extraction de métaux comme le nickel et le chrome.
Ces métaux se produisent souvent dans des minerais pleins de minéraux serpentins, riches en magnésium qui réagit avec le CO2. Selon une analyse de l'ARCA, il y a actuellement environ 28 milliards de tonnes de ces résidus dans le monde, avec 3 milliards de tonnes supplémentaires produites chaque année. Ils estiment que les résidus existants pourraient stocker jusqu'à 8,7 milliards de tonnes de CO2, l'équivalent d'environ deux ans d'émissions américaines.
Mais ces roches serpentines ne réagissent pas rapidement à la pression et à la température normales à la surface. Le chauffage des rochers à des températures élevées les rend plus réactifs, ce qui accélère leur capacité à minéraliser rapidement le CO2. Mais cela nécessite généralement des combustibles fossiles brûlants pour générer la chaleur.
L'utilisation de micro-ondes pour chauffer la roche pourrait plutôt offrir quelques avantages, explique Peter Scheuermann à ARCA. Plutôt que de brûler des carburants pour générer de la chaleur, le processus pourrait être alimenté par l'électricité propre et utiliser moins d'énergie que de traiter directement les roches avec de la chaleur. Cela ne prendrait pas non plus de temps pour traiter les rochers. Cela signifie qu'il pourrait être plus facile pour les sociétés minières d'ajouter une étape de micro-ondes à mesure qu'elles traitent les résidus, bien que cela puisse également fonctionner comme un système autonome, dit-il.
Selon un dossier de brevet de la société, Scheurmann et ses collègues d'ARCA ont trouvé du serpentin zappant avec des micro-ondes pendant plusieurs minutes améliorant sa réactivité au CO2, provoquant le changement chimique à une température plus basse et en utilisant moins d'énergie que les traitements thermiques.
«En donnant l'énergie rocheuse, vous rompez des liaisons dans sa structure et libérant du magnésium» pour réagir avec le CO2, explique Scheuermann. Ils montrent également que la serpentine traitée réagit avec le CO2 beaucoup plus que la roche non traitée, minéraliser le gaz plus rapidement.
«L'amélioration qu'ils montrent ici semble très dramatique», explique Rafael Santos à l'Université de Guelph au Canada, qui a examiné le dossier des brevets. Cependant, il dit qu'il est difficile de dire à partir du document uniquement combien de serpentine est traité par les micro-ondes, et comment ces résultats se traduiraient par un cadre réaliste.
Scheurmann n'a pas offert de nombres plus spécifiques sur la quantité qu'ils s'attendent à ce que le traitement micro-ondes modifierait la quantité de CO2 qui pourrait être capturée avec de la serpentine, mais dit « c'est une augmentation drastique. C'est une augmentation de l'ordre de la magnitude à la fois à la vitesse et à la capacité ».
La société n'a testé que l'approche dans le laboratoire et n'a encore livré aucune des près de 700 tonnes de déménagements de CO2 qu'elle a vendues jusqu'à présent. Mais Scheurmann dit qu'une version à l'échelle impliquerait de nourrir les rochers à travers une goulotte ou sur un tapis roulant où ils passeraient à travers un champ micro-ondes avant d'être déposés sur un site de stockage de résidence. La société a également développé un rover autonome qui peut faire circuler les résidus pour maximiser l'exposition à l'air. Une fois la réaction terminée, une nouvelle couche de résidus serait déposée.
«Avec ce prétraitement avec des micro-ondes, vous débloquez beaucoup plus de potentiel pour le stockage du CO2», explique Quin Miller au Pacific Northwest National Laboratory dans l'État de Washington. «C'est excitant.» Il dit que le traitement pourrait également aider à extraire plus de nickel, un métal clé dans les batteries, de la roche.
