Environ deux tiers des émissions totales de CO₂ de l’industrie cimentière proviennent de la calcination du carbonate de calcium (CaCO₃ --> CaO + CO₂), sous forme d’émissions de CO₂ liées aux matières premières. Le tiers restant des émissions de CO₂ est généré par la fourniture de l’énergie thermique nécessaire à la calcination et à la cuisson du clinker de ciment dans le cadre du processus de combustion. Alors que les émissions de CO₂ liées aux combustibles ont pu être réduites ces dernières années grâce à l’utilisation de combustibles alternatifs contenant une forte proportion de matières biogènes, les émissions de CO₂ liées aux matières premières sont, quant à elles, largement inévitables. Cela est dû à la transformation minéralogique indispensable du CaCO₃ en CaO (et CO₂).

Dans le procédé conventionnel de fabrication du ciment, l’oxygène nécessaire à la combustion des combustibles est fourni par l’air ambiant introduit dans l’installation. Étant donné que l’air ambiant ne contient qu’environ 21 % d’oxygène, un volume de gaz relativement important doit être acheminé à travers l’installation.

Les gaz d’échappement d’un four conventionnel contiennent donc au maximum environ 25 % de CO₂.

Le procédé Pure Oxyfuel utilisé à Mergelstetten (de « oxy » pour oxygène et « fuel » pour combustible), conçu par l’entreprise thyssenkrupp Polysius, est un procédé de cuisson du clinker dans lequel de l’oxygène pur est injecté dans le four à la place de l’air. Cela permet de produire la chaleur nécessaire à la combustion des combustibles primaires et alternatifs sans apport d’azote provenant de l’air. Grâce à cette méthode, la teneur en CO₂ des gaz de combustion dans le four est portée à environ 90 %, ce qui augmente considérablement le potentiel de captage du CO₂. L’objectif est de capter de manière rentable 100 % des émissions de CO₂ d’une cimenterie. Le projet vise également à créer les conditions nécessaires au déploiement à grande échelle des technologies de captage du CO₂ dans l’industrie cimentière. Le captage permet ensuite l’utilisation ou le stockage du CO₂ (CCU – utilisation du carbone capté, CCS – stockage du carbone capté).

Qu’est-ce que le CCU ?
Le CCU (Carbon Capture and Utilization – captage et utilisation du carbone) consiste à capter le CO₂ puis à le réutiliser comme matière de base ou matière première pour fabriquer de nouveaux produits. Parmi les exemples d’utilisation du CO₂ figurent son emploi dans l’industrie agroalimentaire (par exemple comme gaz carbonique dans les boissons gazeuses), dans la fabrication d’engrais, dans la production de carburants synthétiques ou encore pour la décarbonation du béton recyclé.

Qu’est-ce que le CCS ?
Le CCS (Carbon Capture and Storage – captage et stockage du carbone) désigne le stockage permanent et sécurisé du CO₂ capté dans des formations géologiques appropriées. Par exemple, dans d’anciens gisements de pétrole et de gaz situés sous la mer du Nord.