Décryptages
Les projets de captage-stockage dans le monde
Les experts internationaux accordent une grande importance au captage-stockage du dioxyde de carbone (CO2) en tant que moyen à long terme pour réduire à zéro les émissions nettes de gaz à effet de serre avant 2100. Mais le chemin à parcourir est très long : le volume actuellement traité par des projets CCS devra être multiplié par plus de 300 si l’on veut atteindre les objectifs de 2050 !
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... ) mise beaucoup sur 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... (CCS selon le sigle anglais). Elle estime, dans son scénario 2DS, qui permettrait de limiter à 2° C le réchauffement de la Planète d’ici 2100, que cette technique pourrait contribuer à hauteur de 14 % à la réduction globale des émissions de CO2 d’origine fossile d’ici 2060. 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... (40 %) et le développement des énergies renouvelable (35 %). Le défi est donc de construire dans les décennies à venir une industrie puissante qui sera de taille comparable à celle de l’industrie du pétrolePétrole non raffiné. et du gaz aujourd’hui.
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
Mais, dans son dernier rapport1, l’AIE souligne que, pour être sur le chemin de ce résultat, le rythme de développement du CCS devrait être considérablement accéléré. En 2017, le volume d’émissions traité par les 17 grandes installations dans le monde est de 30 millions de tonnes par an (30 MtCO2/an) alors que l’objectif fixé pour 2050 est d’environ 10 milliards de tonnes de CO2 par an (10 GtCO2/an).
L’AIE, qui est l’agence des pays industrialisés de l’Organisation de Coopération et de Développement Economique (OCDE)L’OCDE a été fondée en 1960. Sa mission est de promouvoir les politiques en vue d'améliorer le bien-être économique et social... , a d’ailleurs lancé un appel aux gouvernements membres car elle estime que leur leadership est essentiel pour donner cette impulsion.
Les projets de taille industrielle
Une opération de CCS est considérée de taille industrielle lorsqu’elle permet de retenir plus de 800 000 tonnes de dioxyde de carbone par an.
Ces opérations s’appliquent dans différents secteurs.
- Dès 1996, le captage a été réalisé sur le site gazier de Sleipner, en mer du Nord. En effet le gaz naturel extrait 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. Celle-ci est alors séparée du gaz naturel et réinjectée dans le sous-sol. Selon l’AIE, 17 millions de tonnes ont été ainsi réinjectées depuis 1996 dans une nappe aquifèreUn aquifère est une formation géologique (ou une roche) réservoir contenant une nappe d'eau souterraine... sous la mer.
- En 2014, le captage a été appliqué sur la centrale à charbon de Boundary Dam, dans la province du Saskatchewan au Canada. Le CO2 est réinjecté dans des puitsDésigne la cavité cylindrique creusée dans le sous-sol par un forage... de pétrole proches pour en augmenter le potentiel de production (Enhanced oil recovery – EOR – ou Récupération assistéeLa récupération assistée des hydrocarbures désigne toutes les méthodes permettant d'améliorer la production initiale par déplétion naturelle... de pétrole). Cette réutilisation du CO2 est intéressante pour assurer la rentabilité des opérations. En effet, pour réaliser le captage, un tiers de l’énergie de la centrale est généralement utilisé. La revente du CO2 permet de compenser en partie le manque à gagner. Cependant, cette pratique de l’EOR ne permettra pas, selon les experts, de stocker plus de 10 % des quantités nécessaires.
- En 2015, l’Arabie saoudite a engagé une récupération de CO2 dans ses unités de traitement du gaz naturel liquéfié à Uthmaniyah.
- À partir de 2016, des opérations ont été réalisées à partir d’installations industrielles fortement émettrices, comme les cimenteries ou les aciéries. À Abu Dhabi, la société Emirates Steel a lancé un projet qui permet de capter par an 800 000 tonnes de CO2 émis lors du processus de fabrication de l’acier. Celui-ci est comprimé et envoyé vers un champ pétrolier à 50 km. Pour la première fois dans le domaine de la bioénergie, un projet près de Chicago, aux États-Unis, applique cette technique à une usine de transformation de maïs en éthanol.
- Début 2017, la plus grande installation appliquée à une centrale thermique à charbon a été inaugurée au Texas. L’opération Texas Petra Nova2 permet de capter plus d’1,5 MtCO2 émise annuellement par cette centrale. Le dioxyde de carboneAvec la vapeur d'eau, c’est le principal gaz à effet de serre (GES) de l'atmosphère terrestre... est là aussi injecté dans les puits de pétrole proches du gisementUn gisement est une accumulation de matière première (pétrole, gaz, charbon, uranium, minerai métallique, substance utile…)... de West Ranch. Selon les promoteurs du projet, la production du pétrole pourrait être multipliée par 50 (de 300 à 15 000 barils par jour) grâce à la pression plus forte assurée par l’injection du CO2. (Voir le dossier : « Les enjeux de la production des hydrocarbures »).
Le Global CCS Institute fournit une base de données régulièrement actualisée sur toutes les installations de captage-stockage, grandes ou petites3. L’Amérique du Nord est en pointe grâce à l’EOR qui aide à rentabiliser les opérations. L’Europe a été en tête de la recherche, mais ne progresse plus, tandis que les pays du Golfe commencent à développer leurs projets.
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.
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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 Pau4. 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 a été 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 »).
Au Japon, le projet-pilote Tomakomai5 a commencé en avril 2016 pour étudier la faisabilité d’un stockage sous la mer du Japon.
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 (en anglais uniquement)
(2) Texas Petra Nova (en anglais uniquement)
(3) Base de données (en anglais uniquement)
(5) Projet Tomakomai (en anglais uniquement)
Décryptage mis à jour le 15 février 2018