Projet CASTOR : optimiser la récupération par postcombustion

Initié en 2004, le projet CASTOR réunit 30 partenaires (organismes de R&D, compagnies pétrolières et gazières, producteurs d'énergie et industriels du secteur), originaires de 11 pays européens. Il est coordonné par un organisme de recherche, l'Institut français du pétrole.

Son dispositif pilote, installé au Danemark dans une centrale électrique à charbon, est le premier de ce type et reste le plus grand au monde. Il repose sur la technique de postcombustion (on extrait le CO₂ des fumées de combustion à l’aide d’un solvant).

CASTOR a démontré qu’il était possible d’atteindre un taux de récupération du CO₂
de 90 %. L’installation est capable de capturer une tonne de dioxyde de carbone par heure, pour un coût estimé à 35 euros par tonne de CO₂. Objectifs atteints !

L’équipe du projet s’est également penchée sur la problématique du stockage, en travaillant sur les questions de capacité, de sécurité et d’acceptabilité environnementale. Elle a mené des études théoriques et a notamment progressé sur la manière d’empêcher les fuites de CO₂ par les puits, les roches et les failles.

Projet Weyburn : étudier le stockage du CO₂ dans un réservoir pétrolier

En 2000, une opération de récupération de pétrole par injection de CO₂ a démarré dans le champ pétrolier de Weyburn. En 2001, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) en a profité pour lancer un programme de recherche international. Ce projet, baptisé "AIE Weyburn CO₂ Monitoring and Storage Project"¹, vise à déterminer le degré de sécurité avec lequel le CO₂ peut être stocké dans un réservoir pétrolier. Il mobilise une quinzaine d'industriels nord-américains (dont Chevron, Shell Canada et Schlumberger) et 5 agences gouvernementales canadiennes et américaines.²

Le CO₂ utilisé provient d’une unité de gazéification de charbon située dans le Dakota du Nord aux États-Unis. Il est acheminé jusqu'à Weyburn par un pipeline transfrontalier de 330 kilomètres conçu spécialement pour ce transport.³

Le programme prévoit d’injecter 1,8 million de tonnes de CO₂ par an pendant 15 ans.
Il permettra ainsi de stocker définitivement 20 millions de tonnes de CO₂ tout en produisant 130 millions de barils de pétrole de plus qu’avec des méthodes traditionnelles.

L'Union européenne participe au financement du projet de recherche Weyburn. Le Danemark,
la France, l'Italie et le Royaume-Uni collaborent avec les équipes de recherche canadiennes et américaines. L'expérience acquise dans ce domaine sera déterminante pour l'avenir du stockage géologique dans les réservoirs d'hydrocarbures.

Pilote de Lacq : démontrer l’utilisation industrielle de l'oxycombustion

Inauguré en janvier 2010, ce projet, mené par Total sur le site de Lacq en Aquitaine (France),
va permettre de tester une chaîne complète de captage, transport et  stockage géologique de CO₂ industriel.

Le gaz, émis par l’une des chaudières de l’usine de Lacq, est capté par oxycombustion
(dans la chaudière, on remplace l'air par de l'oxygène pur. On obtient des fumées
moins abondantes et très concentrées en CO₂). Il est ensuite acheminé par pipeline jusqu'au site de stockage géologique de Rousse à 27 kilomètres de Lacq, puis injecté à 4 500 mètres
de profondeur dans cet ancien gisement de gaz. Celui-ci fera l'objet d'une surveillance particulière, avec des capteurs répartis à la surface et en fond de puits pour mesurer l'injection, la pression, la température et la concentration de CO₂.⁴

Au cours des deux prochaines années, ce sont environ 120 000 tonnes de dioxyde de carbone qui seront captées et piégées.

Grâce à cette installation, Total espère atteindre trois objectifs principaux :

   •    améliorer la maîtrise de la filière de l'oxycombustion ;

   •    réduire significativement les coûts du captage par rapport aux procédés existants
et en améliorer l’efficacité énergétique ;

   •    maîtriser une chaîne industrielle complète de captage/transport/stockage ;

   •    développer une méthodologie et des outils de surveillance afin de démontrer à plus large échelle la fiabilité et la pérennité du stockage à long terme du CO₂.

120 000 tonnes de  CO₂ captées à Lacq
en 2 ans équivalent au CO₂ rejeté
par 40 000 voitures sur la même période.

Autres projets autour du stockage

Le projet France Nord – soutenu par l'ADEME (Agence française de l'environnement
et de la maîtrise de l'énergie) et coordonné par Total, associé à plusieurs industriels
et organismes de recherche français et européens – permettra d'étudier et de tester,
à une petite échelle, la capacité des aquifères salins profonds du centre-nord
de la France à stocker les émissions industrielles de CO₂.

Le projet Sleipner s’intéresse au stockage du CO₂ dans les aquifères salins. Depuis 1996,
le pétrolier norvégien Statoil injecte ainsi tous les ans un million de tonnes de CO₂ dans un aquifère sous le fond de la Mer du Nord.

Le site gazier d'In Salah, opéré par la compagnie BP en Algérie, permet lui aussi d’étudier le stockage dans un aquifère salin, mais cette fois sur terre : tous les ans, 1,2 million de tonnes de CO₂, extraites du gaz naturel puisé sur le site, sont réinjectées dans un aquifère souterrain.

Enfin, le projet européen Recopol (Réduction des émissions de CO₂ par stockage dans un bassin houiller en Pologne) étudie le stockage du CO₂ dans des veines de charbon de Silésie. Pour réaliser ce projet, un consortium international a été créé, formé par des instituts de recherche, des universités, des compagnies pétrolières et gazières européennes (notamment, Gaz de France, Air Liquide et Gazonor).⁵

D’autres projets ont été lancés sur les différentes étapes du captage-stockage géologique de CO₂, comme le réseau CO2NET, le programme européen Inca-CO2, le projet ENCAP… Et plusieurs installations pilotes devraient être mises en place rapidement, un peu partout en Europe et en Amérique du Nord. Et ce, pour étudier la stabilité des formations géologiques utilisées comme stockage ou pour valider les technologies utilisables.

Le captage et le stockage du CO₂ est-il la solution
au réchauffement climatique ?

Vrai et faux. Le captage du CO₂ ne réduit pas les émissions de gaz à effet de serre, il empêche juste leur rejet dans l’atmosphère. Et même si les capacités de stockage sont très importantes, si nous ne changeons pas notre façon de produire et de consommer de l’énergie, elles arriveront à saturation un jour ou l’autre et le problème du CO₂ se posera alors de nouveau.
Les défenseurs du captage-stockage de CO₂ répondent à cela qu’il n’existe pas de solution miracle et unique mais que le CSC s’inscrit dans une action
plus générale et fait partie du panel de solutions à mettre en place pour lutter contre le réchauffement climatique.

[1]Source : Petroleum Technology Research Center
[2]Source : Petroleum Technology Research Center
[3]Source : Le Club CO2
[4]Source : Communiqués de presse de l'ADEME et de Total
[5]Source : The RECOPOL project