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En 2015 se tenait à Paris la COP21. A cette occasion, un accord international historique sur le climat a été validé par l’ensemble des participants. Cet accord fixe un objectif de limitation du réchauffement mondial entre 1,5°C et 2°C d’ici la fin du siècle.

Le réchauffement climatique dû à l’activité humaine, s’explique en grande partie par les rejets de gaz à effet de serre, en particulier de CO2. Chaque année, 30 milliards de tonnes de CO2 sont ainsi rejetés dans l’atmosphère du fait des activités humaines1.

Afin de limiter ces rejets, une première solution consiste à consommer moins d’énergies fossiles (fortement émettrices de CO2) en favorisant des énergies alternatives ou en réduisant notre consommation d’énergie.

Toutefois, une autre solution pourrait consister à agir plus en aval. Il s’agirait alors non plus de jouer sur la réduction de la consommation d’énergies fortement émettrices de CO2, mais de maitriser directement les rejets dans l’atmosphère qu’elle génère. Cette alternative est envisageable grâce à des technologies comme le captage et la séquestration du CO2 : le CCS (de l’anglais Carbon Capture and Storage).

 

Qu’est-ce que le CCS ?

Le CCS est un procédé qui peut être installé sur 3 industries : les centrales électriques, les raffineries et les industries lourdes (production de produits chimiques, métaux). Son processus repose sur 3 étapes : le captage, le transport et le stockage.

  1. Le captage

Il existe 3 principales formes de captages :

  • Le captage par précombustion : il repose sur le mélange, en amont, d’oxygène pur et de fuel qui, au contact de l’eau, forment du CO2 et de l’hydrogène. Le CO2 est alors capté et compressé tandis que l’hydrogène est brûlé dans un réacteur (génération de vapeur d’eau), ou utilisé pour les nouveaux véhicules à hydrogène.
  • Le captage par postcombustion : il extrait le CO2 des fumées de combustion grâce à un solvant et une filtration par surpression et absorption.
  • Le captage par oxycombustion : il utilise de l’oxygène pur pour la combustion, ce qui génère du CO2 et de l’eau. Le CO2 étant plus concentré, il est mieux capté.
  1. Le transport

Le CO2 ainsi capté est transporté par pipe-line, bateau ou camion-citerne, comme du pétrole ou gaz classique.

  1. Le stockage

Pour finir, le stockage du CO2 réside sur le même principe que le stockage gaz et le pétrole à l’état naturel. Il s’agit de stocker le CO2 à l’état liquide (haute pression), dans une roche poreuse, sous une couche de roche imperméable de manière à ce qu’il reste piégé. 

Il existe 3 principales méthodes de stockage. La première et la plus utilisée consiste à réutiliser les nappes de pétrole et de gaz ce qui permet d’une part d’être assuré qu’aucune fuite n’est possible puisque le gaz ou pétrole est resté bloqué plusieurs millions d’années ; d’autre part de chasser et récupérer ce qui reste de gaz ou pétrole dans la nappe lors de l’injection du CO; ce qui amorti le coût de stockage du CO2. La 2ème méthode utilise les veines de charbon non exploitable, propice au stockage ; et la dernière méthode consiste simplement à trouver un endroit géologique approprié qui sera dédié au stockage du CO2.

Quels sont les projets en cours de CCS ?

On compte aujourd’hui 17 installations dites de taille industrielle 2, 3. Chacune d’elle permet de retenir plus de 800 000 tonnes de CO2 par an sur une centrale à charbon, et plus de 400 000 pour les centrales utilisant d’autres combustibles. Ensemble, elles parviennent à traiter 30 millions de tonnes de CO2. Parmi elles, on peut notamment citer :

  • Le site gazier de Sleipner, en mer du Nord, où le captage a été réalisé dès 1996
  • La société Emirates Steel qui a lancé un projet qui permet de capter 800 000 tonnes par an de CO2 émis lors du processus de fabrication de l’acier
  • L’installation CCS de Petra Nova au Texas, plus grande installation appliquée à une centrale thermique à charbon qui a été inaugurée en 2017 et qui permet de capter plus d’1,5 million de tonnes de CO2 4 par an.

20 autres projets de taille industrielle sont actuellement en cours de développement ou de construction, comme le projet de stockage du CO2 dans le plateau continental norvégien, en mer du Nord, et réalisé grâce à un partenariat entre Statoil, Shell et Total. Le projet a été lancé en 2017 5.

Quels sont les actuels freins au développement de cette technologie et comment pourrait-on favoriser son développement ?

Selon le scénario 2DS de l’AIE, le rôle du CCS dans l'effort nécessaire de réduction des émissions de CO2 d’ici 2060 pourrait s’élever à 14% 1. La technologie présente toutefois encore certaines limites et concentre un certain nombre de critiques.

Ainsi en premier lieu, le prix de la technologie est souvent présenté comme important. Ainsi en France, son coût est évalué entre 43 et 90 €/t de CO2, dont une grande partie est consacrée à la capture (40 à 60 €/t). Le coût du transport est estimé entre 2 et 20 €/t, quand le coût du stockage varie entre 0,5 et 10 €/t. L’application de cette technologie étant limité aux grosses infrastructures émettrices de CO2 (logement et transport étant exclu du périmètre car présentant des émissions trop diffuses), l'industrie des hydrocarbures estime que seules environ 10 % des émissions mondiales de CO2 pourraient faire l'objet d'un stockage à des coûts raisonnables.

Toutefois, la trajectoire prévue par la loi finance de 2018 fixe à 44,6 €/tonne le montant de la taxe carbone, ce qui pourrait permettre la rentabilité financière de cette technologie. Les mécanismes fiscaux mis en place semblent donc permettre un contournement de la problématique de coût élevé de la technologie CCS9.

Cependant, en plus d’être couteuse, la technologie est également gourmande en énergie. En effet, installer un système de captage de CO2 sur une centrale à charbon, ferait augmenter la consommation de celle-ci de 25%. En plus utiliser davantage de matières premières, ce phénomène a également pour conséquence de faire augmenter le volume d’émission de polluants tels que les NOx et les SOx, qu’il faut également traiter.

Enfin, le nombre de sites se prêtant à un stockage intéressant du CO2 reste encore incertain.

 

Le CCS, une technologie clivante

Les avis restent divisés sur l’utilisation de cette technologie, notamment au sein même des ONG et écologistes10. Les principales critiques concernant cette technologie sont que :

  • Le CCS reste une solution trop peu certaine qui peut servir de prétexte à la pérennisation de l’usage massif des énergies fossiles, sans chercher à éviter leur gaspillage ou à développer un mode de vie durable de l’Homme
  • Cette solution ne règle pas le problème des émissions en dehors des grands sites industriels et notamment celles en provenance des transports (secteur en expansion)

En revanche les spécialistes s’accordent sur le fait que des fuites de CO2 sont possibles lorsque le site n’est pas complètement étanche. Le CO2 demeure un gaz acide, et stocké en grande quantité en un seul endroit, il peut avoir des conséquences sur l’environnement (homme, eau, faune, flore, etc.). Le risque de fuites ou micro-fuites n’étant pas à exclure, des études sur les sites de stockage doivent être menées avant tout lancement de tout projet.

Enfin, selon l’Académie des sciences américaine, la séquestration de CO2 pourrait engendrer des risques sismiques11.

En dépit de ces réserves, le CSS demeure un levier important de réduction de gaz à effet de serre. Il constitue d’ailleurs le 3ème levier dans le scénario 2DS de l’AIE, derrière l’efficacité énergétique et le développement des énergies renouvelables.

 

Auteur : 

Anton Magnifique, Consultant 

 

Sources :

[1] https://www.planete-energies.com/fr/medias/decryptages/les-projets-de-captage-stockage-dans-le-monde

[2] https://www.globalccsinstitute.com/

[3] https://www.globalccsinstitute.com/projects/large-scale-ccs-projects

[4] https://www.nrg.com/case-studies/petra-nova.html

[5] https://www.usinenouvelle.com/article/total-s-allie-a-statoil-et-shell-dans-le-plus-grand-projet-potentiel-de-stockage-de-co2-au-monde.N594688

[6] https://www.lesechos.fr/22/09/2014/lesechos.fr/0203794661839_antoine-frerot-----l-europe-a-beaucoup-d-atouts-pour-developper-les-bonnes-solutions--.htm

[7] https://www.usinenouvelle.com/article/total-va-consacrer-10-de-sa-r-d-a-la-capture-et-au-stockage-du-carbone.N493484

[8] https://www.lesechos.fr/01/06/2015/lesechos.fr/021104229758_six-petroliers-demandent-un-prix---ambitieux---du-carbone.htm

[9] https://www.lesechos.fr/27/07/2017/LesEchos/22495-007-ECH_budget-2018---le-gouvernement-fixera-la-trajectoire-des-baisses-d-impots-sur-trois-a-cinq-ans.htm

[10] https://www.doc-developpement-durable.org/file/Agriculture/articles-Wikipedia/S%C3%A9questration-g%C3%A9ologique-du-dioxyde-de-carbone_Wikipedia-Fr.pdf

[11] https://www.lemonde.fr/planete/article/2013/11/05/enfouir-le-co2-peut-il-faire-trembler-la-terre_3508047_3244.html

 

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