Dossier : Le captage et stockage de CO₂

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Décryptages

Les projets de captage-stockage dans le monde

Les experts internationaux accordent une grande importance au captage-stockage du CO2 en tant que moyen à long terme pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES), et donc limiter la hausse de la température de la planète. Mais les applications industrielles du captage-stockage de CO2 sont encore infimes par rapport aux objectifs envisagés.

Les projets dans le monde
Installation d'un réservoir de CO2 sur le site d'une usine du groupe énergétique Vattenfall, en Allemagne. ©AFP PHOTO DDP - MICHAEL URBAN

Selon les dernières projections de l’Agence internationale de l’énergie (AIEL'AIE (IEA en anglais) est une agence autonome au sein de l'OCDE, créée en 1974 lors du premier choc pétrolier...), le captage-stockage de CO2Dioxyde de carbone. Avec la vapeur d'eau, c’est le principal gaz à effet de serre (GES) de l'atmosphère terrestre... (CSC) pourrait contribuer à hauteur de 13 % à la réduction globale des émissions de CO2 d’origine fossile au niveau mondial à l’horizon 2050. Il serait alors le troisième levier le plus efficace, après l’efficacité énergétiqueEn économie, l'efficacité énergétique désigne les efforts déployés pour réduire la consommation d'énergie d'un système... (38 %) et le développement des énergies renouvelablesOn appelle énergie renouvelable une source d'énergie dont le renouvellement naturel est immédiat ou très rapide... (30 %).1

Plus de 30 milliards de tonnes : le volume de CO2 dû aux activités humaines aujourd'hui rejeté chaque année, du fait de la combustion des énergies fossiles

Un défi puisque l’on part aujourd’hui de pratiquement zéro : 30 millions de tonnes de CO2 sont captées, grâce à une vingtaine d’installations recensées dans le monde en 2015. Une cinquantaine sont en préparation, mais un nombre équivalent ont été abandonnées ou suspendues en raison de difficultés diverses. Les États-Unis, l’Europe, la Chine, le Canada sont les pays les plus avancés dans ce secteur.2

Les projets de taille industrielle

Une opération de captage-stockage de CO2 est considérée de taille industrielle lorsqu’elle permet de retenir plus de 800 000 tonnes de CO2 par an.

Aujourd’hui la plupart des opérations de captage de CO2 sont utilisées pour améliorer la production des champs pétroliers. 

Le CO2 est injecté dans les puitsDésigne la cavité cylindrique creusée dans le sous-sol par un forage... d’extraction des hydrocarburesLes hydrocarbures sont des composés chimiques dont les molécules sont constituées d'atomes de carbone et d'hydrogène... pour en augmenter la production (Voir le dossier : « Production des hydrocarbures »). L’année 2014 a marqué l’ouverture du premier système de captage-stockage de CO2 appliqué à une grande centrale à charbon. Dans la province du Saskatchewan au Canada, 90 % du CO2 émis par une des quatre unités de la centrale est capté et vendu à une entreprise pétrolière, qui l'utilise, après un transport de 200 km par pipelineCanalisations destinées à transporter du gaz sur de longues distances (sur terre ou au fond de la mer)., pour améliorer la production de pétrolePétrole non raffiné. de gisementsUn gisement est une accumulation de matière première (pétrole, gaz, charbon, uranium, minerai métallique, substance utile…)... en exploitation. Mais pour réaliser le captage, un tiers de l’énergie de la centrale est utilisé. La puissanceEn physique, la puissance représente la quantité d'énergie fournie par un système par unité de temps... de la centrale passe ainsi de 165 MW à 110 MW. La vente du CO2 permet de compenser en partie le manque à gagner. 

Une opération de captage-stockage de CO2 est considérée de taille industrielle lorsqu’elle permet de retenir plus de 800 000 tonnes de CO2  par an.

Cette application est également possible à partir des installations industrielles comme les cimenteries ou les aciéries. À Abu Dhabi, la société Emirates Steel a lancé un projet, qui sera opérationnel en 2016, pour capter 90 % du CO2 émis lors du processus de fabrication de l’acier, le comprimer et l’envoyer vers un champ pétrolier à 50 km pour faciliter l’extraction des hydrocarbures.

Le captage du CO2 est également réalisé à partir de la production du gaz naturel. En effet le méthane produit contient parfois une part de CO2, gênante pour la liquéfactionLa liquéfaction désigne l'un des changements d'état de la matière, de l'état gazeux vers l'état liquide... ou la commercialisation. C’est le cas sur le site gazier de Sleipner, en mer du Nord, où chaque année depuis 1996, un million de tonnes de CO2 est séparé du gaz produit et réinjecté à 1 000 m de profondeur. 

Les pilotes de captage-stockage de CO2

Les pilotes industriels sont des installations plus petites, qui captent moins de 50 000 tonnes par an. Une vingtaine était en opération dans le monde début 2015.

En France, un pilote a été conduit par Total sur le site gazier de Lacq, près de Pau3. De 2010 à 2013, la première phase du projet a consisté en la séparation de CO2 du gaz et l’injection de 50 000 tonnes dans un ancien réservoir de gaz en fin d’exploitation. De 2013 à 2016, la seconde phase est consacrée au monitoring du réservoir, pour vérifier qu’il n’aura pas d’impact à long terme sur l’environnement (Voir l’infographie : « Le projet pilote de Total à Lacq »). 

Les études sur le captage-stockage de CO2

Les études conduites dans le monde portent à la fois sur les technologies et sur les estimations des capacités de stockage, un point essentiel pour identifier les sites utilisables. L’étude France Nord, conduite par les plus grands acteurs français du secteur, a notamment eu pour objet d’évaluer le potentiel du Bassin parisien. Les résultats ont montré que la plupart des études réalisées auparavant tendaient à surestimer ce potentiel. L’étude a permis de tirer des enseignements précieux sur la méthodologie pour établir une cartographie des sites potentiels et les conditions auxquelles ils doivent répondre, notamment en matière de résistance à la pression. 

 

Sources : 

(1) Source AIE

(2) Carte interactive des projets réalisée par le MIT

(3) Le pilote industriel de Lacq