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Séquestrer le CO2 : une solution de transition dans l’attente du développement à grande échelle des ENR
date 20 septembre 2005
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Séquestrer le CO2 : une solution de transition dans l’attente du développement à grande échelle des ENR

Dans le cadre de la lutte contre le réchauffement climatique, la séquestration du CO2 apparaît comme une solution temporaire mais efficace. Plusieurs méthodes font l’objet d’études pour en réduire le coût en vue d’une exploitation à l’horizon 2020.

Les gaz à effet de serre (GES) sont reconnus pour être les grands responsables du réchauffement climatique. Le protocole de Kyoto oblige les pays développés à réduire de 5,2 % en moyenne leurs émissions de GES sur la période 2008-2012. Selon le Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC), il faudrait réduire de plus de moitié les émissions mondiales à l’horizon 2050.

La combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole et gaz) dans les transports, la production d’électricité et l’industrie ainsi que l’habitat, sont les principales sources de rejets de CO2 dans l’atmosphère avec 25 milliards de tonnes à l’échelle mondiale.
La France émet quant à elle environ 560 millions de tonnes équivalents (TEQ) CO2 dont 408 millions de tonnes de CO2 réparties en 2003 comme* : transports 34,6 % ; Industrie 23,7 % ; Résidentiel tertiaire 22,3 % ; Production d’énergie 16,6 % ; Agriculture 2,4 % ; Déchets 0,4 %.

La capture à la source du CO2 des grands sites de production d’électricité et d’industrie lourde pour le piéger dans le sol de manière à enrayer le réchauffement climatique, constitue une voie de recherche qui a été discutée les 15 et 16 septembre dernier à Paris à l’occasion d’un colloque international organisé par l’IFP, l’ADEME et le BRGM**.
Pendant deux jours, quelque 350 participants - chercheurs, industriels, économistes, financiers et décideurs des secteurs publics et privés - venus de plus de 25 pays se sont réunis en quatre sessions plénières afin de dresser un état des lieux et d’examiner les pistes les plus réalistes et les plus prometteuses pour réduire de manière importante les émissions de CO2.

Pour l’IFP, la capture et le stockage du CO2 apparaît comme la seule solution pouvant limiter à grande échelle, ces émissions. Selon l’institut, cette filière offrirait une solution de transition pour l’industrie qui va continuer à utiliser en partie les énergies fossiles, en attendant que des énergies renouvelables puissent progressivement prendre le relais.

Trois voies technologiques sont en compétition :

- La technique de la postcombustion, qui consiste à prélever le CO2 au niveau de la cheminée des usines - La capture postcombustion a pour objectif d’extraire le CO2 dilué dans les fumées de combustion et peut s’intégrer aux installations existantes. Le procédé le plus couramment utilisé est la capture du CO2 par un solvant, en général des amines.

- Le principe de l’oxycombustion, qui utilise de l’oxygène pur comme comburant. Cette technologie n’est pas à proprement parler une capture du CO2. Il s’agit de produire une fumée concentrée à 90% de CO2 en réalisant une combustion à l’oxygène pur. Avec un recyclage d’une partie du CO2 en substitution de l’azote de l’air, l’oxycombustion est adapté à une remise à niveau des installations existantes.

- La technique de précombustion - Avec ce type de procédé, l’objectif est de capture le carbone avant combustion, lors du processus de fabrication du combustible : il est converti en entrée d’installation en gaz de synthèse, un mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène. La technique utilisée est soit le vaporeformage de gaz naturel en présence d’eau soit l’oxydation partielle en présence d’oxygène. Le CO, présent dans le mélange, réagit avec l’eau pour former du CO2 et de l’hydrogène. Le CO2 est alors séparé de l’hydrogène qui peut être utilisé pour produire de l’énergie sans émission de CO2.

Actuellement, ces trois procédés conduisent à des coûts presque identiques, selon l’IFP. Dans le meilleur des cas, le stockage d’une tonne de CO2 revient entre 50 et 70 euros dont 70% sont consacrés à la phase de capture.

L’enjeu principal pour que le stockage soit déployé à grande échelle consiste à diminuer la consommation énergétique de ces techniques. Ainsi, dans le cadre du projet européen Castor, la postcombustion va être expérimentée au Danemark en 2006 pour tenter de ramener le coût de capture en dessous de 30 euros. Castor traite les problématiques de capture et de stockage et valide ses recommandations grâce à la mise en place de site de tests pilotes.

Comme la capture du CO2 n’est praticable que dans les centrales électriques thermiques, cimenteries, raffineries ou les unités sidérurgiques où sa production est concentrée, la présidente de l’ADEME, Michèle Pappalardo a précisé que 483 des 877 milliards de tonnes de CO2 rejetés d’ici à 2050 seraient capturables, citant une étude du Club Innovation et Prospective. Elle rappelle toutefois qu’il s’agit d’une réponse technologique de transition car le stockage ne doit pas devenir un alibi pour échapper aux économies d’énergie et aux mesures contraignantes de réductions d’émissions.

D’autre part des questions se posent pour la présidente de l’ADEME puisque le stockage du carbone ne fait pas partie du protocole de Kyoto : a qui appartiendra-le CO2 piégé ? Comment sera-t-il comptabilisé dans les puits nationaux de CO2 ? Sera-t-il éligible aux mécanismes de droits à polluer ? Sera-t-il considéré comme un déchet ?
Pour l’ADEME, de nombreux points restent encore à résoudre au niveau du processus de capture en lui-même (comment séparer le CO2 des autres gaz) ainsi qu’au niveau du stockage du CO2 (comment garantir une étanchéité complète).

Des problèmes juridiques sont aussi soulevés par le stockage du CO2. En effet, l’injection de CO2 dans le sous-sol concerne plusieurs textes législatifs ou réglementaires. Les pouvoirs publics ont d’ailleurs confié au Conseil général des Mines une mission sur la nécessaire évolution juridique qu’impose le stockage souterrain du carbone.

Un rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) présenté par les experts lors du colloque, reconnaît que ces technologies sont un moyen de solutionner en partie la problématique du changement climatique. Fin septembre, le Groupe d’experts rendra public un rapport recensant les connaissances sur la capture et la séquestration de CO2.

De plus, les intervenants à la conférence estiment que l’enfouissement du CO2 n’interviendra pas avant 2020. Pourtant, le recensement des sites de stockage a déjà commencé et concerne les gisements de pétrole et de gaz éteints, les veines de charbon dont l’exploitation est terminée et les aquifères profonds (formations géologiques où se logent les nappes d’eau). Le BRGM se concentre son activité sur ce dernier type de site. Le bureau qui participe ) plusieurs programmes de recherche internationaux sur le sujet, considère que les formations géologiques souterraines du bassin parisien pourraient accueillir plusieurs centaines d’années d’émissions françaises.

Mais pour certains, ces techniques ne sont qu’un moyen de prolonger l’exploitation des énergies fossiles et pour l’IDDRI (Institut du développement durable et des relations internationales) cette technique ne sera pas adaptée à des pays comme la Chine et l’Inde.
La Chine va devenir le premier émetteur mondial de CO2 vers 2030, selon l’Agence internationale de l’énergie. L’Inde deviendrait le troisième.
Selon l’étude publiée par l’IDDRI, ces pays auront un énorme besoin de stockage mais beaucoup moins de sites appropriés pour réaliser ces opérations.

C.Seghier

*Sources CITEPA.
**L’Institut français du pétrole (IFP), l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) et le Bureau des recherches géologiques et minières (BRGM).


Pour en savoir plus :

Depuis 2001, l’ADEME finance des recherches sur la capture, le transport, le stockage du carbone. En cinq ans, l’agence a ainsi investi 1,7 million d’euros sur ces sujets.

Créé par l’ADEME en 2002, avec le BRGM et l’IFP, le Club CO2 est un lieu d’échanges, d’information et d’initiatives entre ses membres dans le domaine des études, de la recherche et du développement technologique en matière de capture et de stockage du CO2.
Il est présidé par François Moisan, Directeur Scientifique et Directeur de la Stratégie et de la Recherche de l’ADEME. Ses Membres sont Air Liquide, ALSTOM, Arcelor, BRGM, CNRS et IPGP, EDF, Gaz de France, Géostock, INERIS, IFP, Lafarge, Sarp Industries (Onyx), Schlumberger, TOTAL et l’ADEME.
Le Club se réunit deux fois par an et deux groupes de travail ont été constitués : l’un travaille sur le thème de la capture et du transport et l’autre sur le thème du stockage géologique. Les Ministères (Recherche, Industrie, MEDD) sont invités à participer aux réunions.
Ce Club n’est d’ailleurs pas seulement un lieu de discussions. Ses membres ont aussi été associés à l’élaboration de l’appel à projets sur les recherches en matière de capture et stockage du CO2 lancé récemment par l’Agence Nationale de la Recherche.

L’IFP est partie prenante dans de nombreux autres projets européens liés au CO2 : Recopol (injection du CO2 dans des veines de charbon), ICBM (récupération de méthane par injection de CO2 dans les veines de charbon), SACS (ré-injection de CO2 en provenance d’un gisement de gaz dans un aquifère salin), NGCAS (stockage dans un gisement d’hydrocarbures en Mer du Nord), ENCAP (production d’hydrogène et capture du CO2 en précombustion). Enfin, l’IFP coordonne le projet INCA-CO2 qui vise à positionner, sur le plan international, le savoir-faire européen dans le domaine.

A l’échelle internationale, l’IFP est présent dans les programmes de recherche CLSF (forum créé sur initiative américaine visant à promouvoir la filière) et GHG (programme de l’AIE).

A l’instar de nombreux projets conduits dans le secteur pétrolier, l’IFP, dans le domaine du CO2, est à l’initiative de travaux de recherche menés en partenariats avec d’autres acteurs, notamment industriels, dans le cadre de JIPs (Joint Industry Projects). Les recherches prévues dans ces JIPs concernent essentiellement le comportement du CO2 lorsqu’il est injecté ou stocké dans des formations géologiques.

Depuis 2004 et pour une durée de cinq ans, environ, le BRGM participe au réseau d’excellence CO2GEONET (6ème PCRD), coordonné par le British Geological Survey, sur la séquestration géologique du C02 qui a pour objectif de renforcer l’intégration et la coordination des équipes de recherche. Ce réseau comprend 13 organismes européens de recherche dont l’expertise est reconnue au plan international.
Site : http://www.co2geonet.com

Depuis 2004, le BRGM participe aux travaux du CSLF (Carbon Sequestration Leadership Forum) qui a pour objectifs de promouvoir le développement de technologies performantes et économes pour la séparation, la capture, le transport et le stockage du CO2, de disséminer ces technologies au plan international et de favoriser le développement du concept. Cette organisation, créée par les Etats-Unis, dont les membres actuels sont les suivants : Afrique du Sud, Allemagne, Australie, Brésil, Canada, Chine, Colombie, France, Grande-Bretagne, Inde, Italie, Japon, Mexique, Norvège, Russie, Etats-Unis et la Commission Européenne.

Depuis 2005, le BRGM participe au projet européen IncaCO2 qui rassemble, autour de l’IFP, 6 centres de recherches européens (France - BRGM-, Angleterre, Danemark,Norvège, Hollande et Italie) ainsi que 4 partenaires industriels Alstom, BP, Statoil et Vattenfall (1er groupe suédois d’électricité) L’objectif d’Inca CO2 est de constituer une structure de coopération, de concertation et d’échanges sur laquelle s’appuiera la Commission européenne dans ses négociations internationales comme avec le CSLF (Carbon Sequestration Leadership Forum).

Actu-environnement
19/09/2005