Première mondiale : Projet sCO2 de valorisation des déchets
Première mondiale : Le projet de production d’énergie à partir de déchets thermiques au CO2 supercritique en Chine devient opérationnel
Dans la province du Guizhou, au sud-ouest de la Chine, le groupe Shougang Shuicheng a récemment relié à son réseau électrique un deuxième générateur d’énergie à dioxyde de carbone supercritique (sCO2) d’une puissance de 15 mégawatts. Cette avancée marque l’achèvement de la mise en service du projet « Chaotan One », le premier projet de démonstration à échelle commerciale de génération d’électricité à partir de chaleur résiduelle utilisant du dioxyde de carbone supercritique au monde.
Le premier générateur avait déjà commencé son exploitation commerciale en décembre 2025. Depuis son lancement, cette technologie a prouvé sa fiabilité, s’introduisant dans le processus de production d’acier pendant plus de six mois et transformant en continu la chaleur résiduelle de l’industrie en électricité propre. Cette méthode représente une rupture avec le système traditionnel qui repose sur la transformation de l’eau en vapeur pour générer de l’électricité, une pratique qui existe depuis plus d’un siècle.
Dans la salle de contrôle du projet, une multitude d’écrans affichent en temps réel les données de fonctionnement, notamment la température et la pression des systèmes. Meng Wei, directeur adjoint du département d’ingénierie des équipements chez Shougang Shuicheng, a présenté les performances du projet depuis le début des opérations : « Un seul générateur a produit plus de 32,85 millions de kilowattheures d’électricité en six mois, consommés intégralement par l’usine sidérurgique. Une fois les deux unités pleinement opérationnelles en août, nous prévoyons une production de 15 millions de kilowattheures d’électricité chaque mois. »
La société avait précédemment installé un système de récupération de chaleur résiduelle basé sur la vapeur en 2010, mais celui-ci ne produisait qu’une quantité limitée d’électricité avec une efficacité de récupération de chaleur insatisfaisante, rendant ainsi nécessaire une mise à niveau technologique. En parallèle, l’Institut de l’énergie nucléaire de Chine, affilié à la China National Nuclear Corporation, cherchait à commercialiser sa technologie de génération d’énergie à partir de dioxyde de carbone supercritique. De plus, le groupe Jigang, basé dans la province du Shandong, avait développé des compétences solides en construction et exploitation de projets après sa restructuration.
L’harmonie des besoins de ces trois entités a donc permis d’initier ce projet de démonstration à échelle commerciale dans la ville de Liupanshui. Contrairement aux systèmes classiques qui prévoient un passage de l’eau à la vapeur, le projet « Chaotan One » utilise le dioxyde de carbone comme fluide de travail pour le transfert d’énergie. Meng Wei a expliqué que le processus traditionnel entraîne des pertes énergétiques considérables dues à la condensation de la vapeur.
Le dioxyde de carbone passe à un état supercritique à environ 31 degrés Celsius et 73 atmosphères de pression, ce qui combine la haute densité d’un liquide avec la faible viscosité d’un gaz. Ce processus réduit significativement les pertes énergétiques lors de la production d’électricité. Les chercheurs ont surmonté plus de 200 obstacles techniques, développant toutes les technologies en interne et maintenant le contrôle national sur le projet. Plus de six mois d’opérations commerciales sur site ont rapidement renforcé la maturité technologique de ce système innovant.
Les données du projet indiquent que la production d’électricité atteint 36 kilowattheures par tonne de minerai aggloméré, soit environ le double des systèmes de récupération de chaleur résiduelle avancés conventionnels utilisés dans l’industrie sidérurgique. L’efficacité de conversion thermique-électrique est supérieure de 75 % à celle des systèmes traditionnels basés sur la vapeur.
Cette technologie convient particulièrement au terrain montagneux du Guizhou. Par rapport aux unités de production à vapeur conventionnelles, ce système occupe moins de la moitié de la surface au sol, élimine le besoin de grandes tours de refroidissement et ne nécessite que deux à trois opérateurs pour l’entretien quotidien. Selon Yang Luguang, responsable des opérations chez Jigang Group, « le système a démontré une réponse rapide, une grande flexibilité opérationnelle et une facilité d’utilisation » durant sa phase de fonctionnement initial.
Pour le producteur d’acier, les avantages sont immédiatement perceptibles, notamment une réduction des coûts d’électricité. Meng a estimé que le prix de l’électricité achetée au réseau s’élève à environ 0,65 yuan (environ 0,1 dollar) par kilowattheure, tandis que l’électricité générée par le « Chaotan One » à partir de chaleur résiduelle coûte environ 0,5 yuan par kilowattheure. À pleine capacité, le projet permettrait d’économiser des milliers de yuans chaque jour sur les dépenses énergétiques.
Avec une production annuelle de 5,6 millions de tonnes de minerai aggloméré, le projet pourrait se traduire par une réduction de plus de 50 000 tonnes d’émissions de dioxyde de carbone par an une fois pleinement opérationnel. Yang a également souligné l’intérêt croissant d’autres entreprises pour explorer des collaborations potentielles avec le projet. La technologie de récupération des déchets thermiques de moyenne et haute température, au-dessus de 300 degrés Celsius, est particulièrement adaptée aux industries consommateurs d’énergie. Elle pourrait également être intégrée à des systèmes de production d’énergie solaire concentrée et de stockage d’énergie à sel fondu, offrant ainsi des perspectives d’application industrielle plus larges.
