Électricité au gaz naturel à émissions nulles

Le cycle Allam-Fetvedt : captage du carbone à 100%

Un examen de la technologie de rupture au CO₂ supercritique qui capte toutes les émissions à la source sans pénalité de rendement. Contrairement au captage postcombustion classique, le cycle Allam-Fetvedt produit un CO₂ prêt pour le pipeline comme sous-produit intrinsèque—sans rénovation coûteuse.

~100%
CO₂ capté
~59%
Rendement net
250 MW
Par unité modulaire
Zéro
Émissions de NOx/SOx

Le fonctionnement du cycle Allam-Fetvedt

Le Allam-Fetvedt Cycle, mis au point par 8 Rivers Capital et NET Power, repense en profondeur la production thermique d'électricité. Au lieu d'utiliser la vapeur comme fluide de travail à la manière des centrales conventionnelles, il utilise du supercritical CO₂—du dioxyde de carbone à des températures et des pressions où il se comporte à la fois comme un liquide et comme un gaz.

The process works as follows: Le gaz naturel est brûlé avec de l'oxygène pur (et non de l'air) dans une chambre de combustion à haute pression. Cette oxycombustion ne produit que du CO₂ et de la vapeur d'eau—aucun oxyde d'azote (NOx) ni oxyde de soufre (SOx). Le CO₂ chaud et sous haute pression ainsi obtenu entraîne une turbine spécialisée qui produit de l'électricité.

Après détente dans la turbine, le CO₂ est refroidi et l'eau est condensée. La majeure partie du CO₂ est remise en circulation comme fluide de travail, tandis que l'excédent—correspondant exactement à la teneur en carbone du gaz naturel brûlé—est capté à pipeline pressure, ready for sequestration sans compression additionnelle. Ce captage intrinsèque élimine près de 100% du CO₂ avec une pénalité de rendement minime.

Comparaison des technologies de captage du carbone

TechnologieRendement netTaux de captageMaturitéProfil de coûts
Post-Combustion Capture~50%85-95%CommercialHigh retrofit cost
Pre-Combustion Capture~45%90-95%DemonstrationMedium
Oxy-Combustion~45%95-99%PilotMedium-High
Allam-Fetvedt Cycle~59%~100%Commercial 2026Low (inherent)

Calendrier de développement

2018

Centrale de démonstration de NET Power

Première du genre, l'installation de démonstration thermique de 50 MW de La Porte, au Texas, valide avec succès la technologie du cycle Allam-Fetvedt.

2021

Première synchronisation au réseau

NET Power réalise une première mondiale : de l'électricité à émissions nulles produite à partir de gaz naturel est livrée au réseau électrique du Texas.

2025

Partenariat en Californie

NET Power et Carbon TerraVault signent un protocole d'entente visant à développer jusqu'à 1 GW de capacité électrique à émissions nulles dans le nord de la Californie.

2026

Exploitation commerciale

Les premières centrales NET Power à l'échelle du réseau devraient entrer en exploitation commerciale, chacune produisant jusqu'à 250 MW.

Principaux partenaires technologiques

NET Power

Commercialise la technologie du cycle Allam-Fetvedt. Les premières centrales à l'échelle du réseau sont attendues en 2026, et le carnet de commandes comprend le partenariat californien portant sur une capacité pouvant atteindre 1 GW. Chaque centrale modulaire occupe moins de 20 acres et produit jusqu'à 250 MW.

NYSE : NPWR

8 Rivers Capital

Inventeur du cycle Allam-Fetvedt. Grand concepteur de technologies de décarbonation, avec des projets comme l'installation de captage de carbone du Wyoming menée avec PacifiCorp, actuellement en phase d'ingénierie pré-FEED.

Durham, NC

L'approche de Greco Energy

Sous la direction de Leo Paskalidis, toutes les installations de Greco Energy sont conçues dès l'origine pour intégrer le captage, l'utilisation et le stockage du carbone (CCUS). Nos développements nord-américains intégreront des infrastructures de captage du carbone afin d'atteindre la carboneutralité.

Conception prête pour le CCUSTrajectoire vers la carboneutralitéSouplesse technologique

Le cycle Allam-Fetvedt : questions fréquentes

C'est un cycle de production d'électricité au gaz naturel qui brûle le combustible dans de l'oxygène pur plutôt que dans l'air, en utilisant du CO₂ supercritique comme fluide de travail pour entraîner la turbine. Comme l'azote de l'air est absent de la combustion, l'échappement est essentiellement du CO₂ pur et de l'eau plutôt que des fumées. L'eau est condensée et le CO₂ est remis en circulation, l'excédent quittant la centrale à la pression du pipeline. Le cycle a été mis au point par 8 Rivers et commercialisé par NET Power.

Il ne dilue jamais le CO₂ au départ. Les centrales conventionnelles brûlent le combustible dans l'air, composé à 78% d'azote : le CO₂ ne représente donc que quelques pour cent d'un vaste flux d'échappement et doit ensuite en être séparé chimiquement — c'est cette séparation qui rend le captage postcombustion coûteux et énergivore. L'oxycombustion élimine l'azote dès le départ, si bien que le CO₂ est déjà concentré et sous pression. Il n'y a pas d'épurateur parce qu'il n'y a pas de cheminée.

Il a été construit et exploité. NET Power exploite une installation de démonstration thermique de 50 MW à La Porte, au Texas, allumée pour la première fois en 2018 et devenue en 2021 la première centrale au gaz naturel à émissions nulles à livrer de l'électricité à un réseau. C'est un jalon véritable, mais il s'agit d'une centrale de démonstration — les premières unités à l'échelle du réseau, d'environ 250 MW chacune, sont encore en développement. Éprouvé à l'échelle de la démonstration n'équivaut pas à courant sur le plan commercial.

Environ 59% net, contre à peu près 60–64% pour un cycle combiné moderne de classe H. L'essentiel, c'est que ce 59% inclut déjà le captage. Ajouter un captage postcombustion à un CCGT conventionnel coûte généralement de sept à douze points de rendement : la comparaison juste est donc 59% avec captage contre environ 50% avec captage — et c'est là que se situe réellement l'avantage du cycle.

Il quitte la centrale sous forme d'un flux supercritique à la pression du pipeline et d'une grande pureté, soit exactement la forme que recherchent la séquestration comme la valorisation. C'est aussi la contrainte : le cycle n'a de sens que là où le CO₂ a une destination — un pipeline, un site de séquestration ou un acheteur industriel. Sans cela, on a une centrale qui fabrique un produit sans preneur.

Non. GRECO construit des piles à combustible à oxyde solide en deçà d'environ 20 MW et du cycle combiné au-delà, parce que ces technologies sont éprouvées à l'échelle dont nos campus ont besoin et autorisables dès maintenant. Nous suivons le cycle Allam-Fetvedt comme option prête pour le captage sur de plus grands sites où le transport et le stockage du CO₂ existent, et nous préférons le dire clairement plutôt que de laisser croire à un déploiement que nous n'avons pas réalisé. Ce sont l'échelle et les autorisations qui déterminent la machine, pas la nouveauté.
Ce que GRECO construit aujourd'hui

Prêt pour le captage, c'est une feuille de route. Voici la centrale.

GRECO produit derrière le compteur pour qu'un campus soit mis sous tension en quelques mois au lieu d'attendre des années dans une file de raccordement — des piles à combustible à oxyde solide en deçà d'environ 20 MW, sans combustion et à NOx quasi nuls, du cycle combiné au-delà, et plus de 90% de rendement total une fois la chaleur récupérée et vendue au réseau de chaleur.

Sources et lectures complémentaires