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Piéger le CO2, une solution au réchauffement ? Oui mais...

Le stockage géologique de CO2 peut être vu comme une des solutions clés pour limiter les rejets de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Et ainsi lutter contre le réchauffement du globe. Faute d’une réelle volonté politique, la technique peine à se développer.

Le site de Sleipner en mer du NordLe site de Sleipner en mer du Nord (Norvège) est la première opération de stockage géologique du COsub>2 à des fins environnementales. Le gaz est injecté dans le plus grand aquifère local, à environ 1 000 m sous le fond de la mer.
© Terje S.Knudsen / StatoilHydro

Alors que vient d’être inauguré le plus grand site d’essai de stockage de CO2 au monde, au Centre Technologique de Mongstad en Norvège, on peut se demander s’il est vraiment pertinent d’employer cette méthode pour espérer sauver le climat. Nous émettons chaque année plus de 30 milliards de tonnes de ce gaz à effet de serre dans l'atmosphère conduisant, comme le reconnaît unanimement la communauté scientifique, au changement climatique. Pour évaluer cette progression, les scientifiques utilisent une mesure, les ppm/an (1). Avec un accroissement de près de 2 ppm/an, la concentration de CO2 dans l'atmosphère terrestre atteint déjà 390 ppm alors que nous ne devons pas franchir la barre fatidique des 450. Au-delà le dérèglement est inévitable ! Et au rythme où nous allons, nous y serons déjà en 2030 !
"Si l’on veut parvenir à limiter le réchauffement climatique à 2°C d’ici à la fin du siècle, le stockage de CO2 est une mesure indispensable", annonce sans ambage François Kalaydjian, directeur adjoint du Centre de résultats ressources à l’IFPEN, (Institut français du pétrole, énergies nouvelles).

Il est plus particulièrement en charge des programmes de « captage et stockage géologique » du CO2 (ou appelé également CCS pour Carbon dioxide Capture and Storage). 

2" width="628" height="381" />Le CO2 peut être injecté dans les aquifères profonds. Les différents types de stockage sont situés dans : les gisements épuisés ou en fin d'exploitation, des veines de charbon profondes inexploitées.
© BRGM/im@gé

La technique d‘enfouissement du principal gaz à effet de serre est l’une des solutions parmi une batterie d’autres pour limiter les émissions. C’est en 1996, sur le site de production de gaz naturel de Sleipner en Norvège, que la méthode a été utilisée pour la première fois, avec pour objectif avoué de réduire les émissions de CO2 dans l’atmosphère. Mais avant de servir la cause environnementale, le captage de CO2 et son enfouissement géologique avait été régulièrement utilisé par l’industrie pétrolière et gazière. L'injection du CO2 est en effet utilisée dans... la production du pétrole. “L’envoi de CO2 dans le sous-sol est un moyen de récupérer les hydrocarbures car il se comporte comme un solvant, explique François Kalaydjian. Il nettoie ainsi la roche du pétrole qu'elle contient. Cela permet d’accroître le taux de récupération du pétrole. Aux Etats-Unis, près de 500 000 barils sont produits annuellement par injection de CO2. Cela se pratique depuis des décennies.”
De même, la séparation du CO2 est pratiquée par les compagnies gazières comme mode de traitement des gaz acides. Car jusqu’à 40% des réserves actuelles de gaz sont mélangés à ces gaz dont fait partie le CO2. Or pour être commercialisé et transporté, le gaz de ville doit contenir à tout prix moins de 2,5 % de CO2. Il faut donc en réduire la teneur et l’extraire des gaz exploités. La CCS n’a donc rien de nouveau !

Le gisement offshore de Sleipner situé en mer du Nord
, à 200 kilomètres des côtes, n’est donc pas une première d’un point de vue technique. L'objectif de la compagnie opératrice est également financier. Car c’est pour éviter d’être taxé par le gouvernement pour cause de rejet que Statoil, la compagnie pétrolière qui gère le site, s’est mise à stocker le CO2. Une réalité qui limite la portée strictement environnementale de l’initiative. “Au lieu de payer 40 euros la tonne de CO2 rejetée, ils payent deux fois moins cher en le stockant”, précise François Kalaydjian. Depuis 1996, c'est donc 1 million de tonnes de CO2 par an qui sont stockés à 1000 mètres sous le fond de la mer dans un aquifère, une nappe d’eau souterraine profonde. Une goutte d’eau il est vrai par rapport aux 40 milliards de tonnes produits chaque année...

Stock co2 plateformeLe site de Sleipner.


© Oyvind Hagen / Statoil

01.Le transport

Peut-on imaginer de généraliser la méthode ? Avant d’être stocké, le gaz doit d’abord être capté puis transporté jusqu’au site d’enfouissement. Le captage s’opère directement à la source, dans les fumées émises par les installations industrielles. Actuellement, les méthodes de séparation des gaz sont efficaces mais très onéreuses. Ce poste ne pèse pas moins de 70 % du coût total de la chaîne de captage-transport-stockage. Il est dû au fait que l’opération n’est pas spontanée : elle nécessite une dépense d’énergie. “Dans le cas d’une centrale thermique par exemple, si l’on souhaite capter le CO2 rejeté, une part du rendement de la centrale doit nécessairement être dédiée au captage, explique François Kalaydjian. Mais iI faut éviter que le captage ne renchérisse trop le coût de production d’électricité ou d’énergie. Il doit être mis en regard des coûts (estimés bien plus importants) qu'il faudrait engager pour remédier aux dégâts causés par le changement climatique.” Après le captage, le CO2 est comprimé pour être plus facilement transporté par navires ou pipelines.

stock co2 desertIn Salah, l’un des rares sites de stockage de CO2 opérationnels.


© Jon Gaute Espevold / Statoil
La situation la plus pratique pour généraliser le procédé consisterait donc, dans la mesure du possible, à regrouper production et stockage sur un seul et même site. C’est le cas à Sleipner. Une fois capté, le CO2 peut ensuite être stocké directement dans d'anciens gisements de gaz naturel ou de pétrole, dans des aquifères salins (impropres à la consommation) ou encore, dans des veines de charbon inexploitées. Aujourd’hui, l’essentiel des efforts de recherche se tourne donc vers la réduction du coût de captage et d'autre part vers la sécurisation du stockage. Dans les deux cas, on ne fera pas l’économie d’une amélioration impérative des techniques existantes.

02. Conjoncture

Le site de Sleipner en mer du NordLe site de Sleipner en mer du Nord (Norvège) est la première opération de stockage géologique du COsub>2 à des fins environnementales. Le gaz est injecté dans le plus grand aquifère local, à environ 1 000 m sous le fond de la mer.
© Terje S.Knudsen / StatoilHydro

 Mais tout cela a évidemment un coût. "Et compte-tenu du contexte actuel de crise économique, l’engagement dans la lutte contre le réchauffement climatique semble difficile à amorcer, d’autant que le retour sur investissement n’est pas immédiat”, commente François Kalaydjian. Pour le chercheur, même si la part des énergies renouvelables doit croître, celles-ci ne remplaceront pas de si tôt les énergies fossiles. Et à l’horizon 2050, le bouquet énergétique s'appuiera encore pour l’essentiel sur les énergies fossiles : “Il est impossible de faire l’économie du CCS, même si de nombreux enjeux techniques et financiers restent à relever”, admet-il.
Et le pendant de l’acceptation économique est l’acceptation sociétale, ce qui signifie réduire les risques. En particulier les fuites de CO2 dans l’atmosphère, depuis les zones de stockage, et les réactions d'acidification de la roche au contact du gaz. “ll existe beaucoup de techniques de remédiation aux fuites de CO2 et de minimisation de l'acidité, par injection de produits basifiants, rassure Philippe Gouze, géologue à l’université de Montpellier. Toute activité industrielle est risquée. Mais les technologies sont connues. On stocke bien du méthane pour le gaz de ville”.

Même si des projets voient le jour, les coûts liés à la méthode sont encore beaucoup trop importants pour qu’elle se généralise dans des dizaines de sites sur la planète. Pour cela, les gouvernements doivent s’impliquer financièrement. Et cela nécessiterait surtout de multiplier les sites de stockage. Car comme le souligne Philippe Gouze, “Il faudrait 10 000 fois Sleipner pour que l’impact sur le réchauffement climatique soit mesurable !"

Stock co2 dessinNe plus simplement aller chercher les gaz. Mais savoir aussi les enfouir...


© Alligator film /BUG / Statoil

Un foisonnement de projets pas encore très aboutis

On compte peu de sites de stockage réellement opérationnels dans le monde : Sleipner et Snohvit en mer du Nord, In-Salah dans le Sahara algérien et Weyburn au Canada. La plupart des projets sont plutôt en cours de mise en œuvre, comme Lacq-Rousse en France, Otway en Australie, Ketzin en Allemagne ou encore Hontomin en Espagne.

 


(1) ppm : partie par million, unité de mesure utilisée pour mesurer le pourcentage de CO2 dans l’atmosphère.

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