L’oxy-carburant est la combustion de carburant avec de l’oxygène pur au lieu du mélange d’oxygène, d’azote et de dioxyde de carbone dans l’air. Lorsque le carburant est brûlé en utilisant de l’oxygène pur, toute teneur en dioxyde de carbone peut être stockée sans qu’il soit nécessaire d’éliminer l’azote, ce qui est une étape critique dans la purification des déchets dans les centrales électriques. Les gaz libérés par les centrales électriques sont constitués à 75 % d’azote, qui doit être éliminé de toute vapeur de dioxyde de carbone. L’application la plus prometteuse concerne les centrales électriques au charbon, mais les applications de turbines à gaz, de production d’oxygène et de soudage peuvent également en bénéficier.
Les centrales électriques au charbon peuvent être reconfigurées pour brûler de l’oxy-combustible sans changer la conception de la chaudière, bien que la température de combustion soit élevée pour la plupart des chaudières. Le processus de combustion oxy-combustible produit du charbon avec une température de combustion beaucoup plus élevée, mais cela peut être contrôlé en mélangeant de l’oxygène avec de la vapeur ou des gaz de combustion provenant d’autres processus de l’usine. L’azote n’est présent dans la chaudière qu’à de faibles niveaux, et peu d’azote ou d’oxyde nitrique est produit pour contaminer l’air.
Les gaz de combustion résultant de la combustion de combustibles fossiles avec de l’oxy-combustible sont exempts d’azote. Le dioxyde de carbone et l’eau sont les principaux composants du gaz, qui peuvent être concentrés en flux de dioxyde de carbone presque pur. L’avantage est que le gaz restant peut être comprimé, séché et purifié beaucoup plus rapidement et à moindre coût que les méthodes traditionnelles avant d’être transféré vers le stockage.
Le cycle de la turbine à gaz est amélioré grâce à l’utilisation d’oxy-combustible, mais comme les aubes de turbine à gaz ne tolèrent pas bien les températures élevées, les turbines nécessitent une refonte pour fonctionner avec du combustible oxygéné. Les gaz de combustion à haute température qui sortent d’une turbine modifiée rendent le cycle de vapeur plus efficace. Le soudage et le coupage oxy-combustible offrent également aux soudeurs un meilleur contrôle sur la quantité de chaleur générée, de sorte que la température d’une zone de soudage peut être maintenue à des niveaux sûrs. La taille et la forme des cordons de soudure sont plus facilement contrôlées, et les changements nécessaires pour utiliser l’oxy-combustible dans le soudage sont plutôt simples.
Les applications complètes de l’oxy-combustible sont encore en cours de développement. La technologie a été testée aux États-Unis, au Canada, en Europe et au Japon, et la complexité et les risques moindres de la technologie sont attrayants. La demande de centrales au charbon à combustion propre et d’installations de production d’électricité plus sûres pour l’environnement pourrait déclencher une forte augmentation des systèmes de carburant à base d’oxygène à mesure que la technologie progresse. La production d’oxygène et sa séparation de l’air à moindre coût que les méthodes cryogéniques pourraient également être possibles.