La chasse au CO2

Il est techniquement possible de séparer le dioxyde de carbone (CO2) libéré lors de l'exploitation ou de la combustion de carburants fossiles et de le stocker à long terme dans des formations géologiques prévues à cet effet. Mais pour que cela devienne possible à grande échelle, nous avons besoin de technologies à la fois novatrices et abordables et nous devons en savoir davantage sur les conséquences à long terme du stockage du CO2. Une nouvelle initiative de recherche européenne à laquelle ExxonMobil participe aussi de façon active, vise notamment l'acquisition d'informations relatives à la fiabilité des réservoirs souterrains.

TEXTE ANTON BUYS | PHOTOS EXXONMOBIL ET STEFAN DEWICKERE | ILLUSTRATION B-GRAPHIC

Il existe, de façon sommaire, trois manières de réduire les émissions de dioxyde de carbone. La première, et la plus efficace, consiste à économiser l'énergie. La deuxième prône le remplacement des carburants fossiles par des sources d'énergie renouvelables alternatives telles que le vent, le soleil et les biocarburants. La troisième consiste à prévenir les émissions de CO2 dues aux grandes sources de pollution telles que les centrales électriques alimentées au charbon et à les capter puis les entreposer dans des réservoirs spécialement prévus à cet effet (internationalement connus sous le terme CCS ou Carbon Capture & Storage). Une variante commerciale consiste à livrer le CO2 ainsi produit aux acheteurs intéressés, par exemple le secteur de l'horticulture en serre ou les producteurs d'engrais chimiques.

A première vue, le captage et le stockage ou la réutilisation utile du CO2 constituent une option attrayante, le monde pourrait d'une part continuer à faire appel aux stocks de carburants fossiles pour couvrir ses besoins énergétiques croissants et l'on pourrait d'autre part réduire de façon sensible les émissions nocives. Le problème, c'est que la plupart des technologies permettant d'isoler efficacement le CO2 à partir des gaz de combus tion en sont encore à leurs tout débuts et que l'on ne sait que bien peu de choses sur le "comportement" du CO2 stocké à long terme.

Comment fonctionne le CCS? | Le CCS comporte trois étapes. Le CO2 généré par la combustion doit tout d'abord être séparé et comprimé, puis être transporté par pipeline ou par bateau et enfin être injecté dans des formations géologiques étanches au gaz prévues à cet effet. Cela n'est actuellement le cas nulle part à l'échelle industrielle, parce que les investissements que cela implique sont tout simplement énormes et que l'on se pose encore pas mal de questions, à juste titre d'ailleurs, sur la fiabilité et les effets environnementaux du stockage de ce CO2.

Une étude a été récemment lancée dans le cadre européen afin d'analyser les effets à long terme du stockage du CO2 dans de grands réservoirs souterrains. Ce projet CO2ReMoVe, puisque c'est sa dénomination officielle, est placé sous les auspices de la direction générale Recherche de la Commission européenne. Il a pour but d'obtenir des informations supplémentaires sur les risques liés au stockage du CO2 et d'élaborer des normes scientifiques afin de pouvoir étudier l'impact du stockage de CO2 de façon à la fois précise et objective. Le projet CO2ReMoVe regroupe au total 29 partenaires, un consortium composé d'entreprises industrielles et d'institutions telles que l'Agence internationale de l'énergie ainsi qu'un certain nombre d'instituts de recherche nationaux et aca démiques. L'Union européenne finance cette initiative à concurrence de huit millions d'euros, les autres partenaires prenant sept millions d'euros à leur compte. On trouve parmi ces derniers ExxonMobil, qui soutient financièrement ce programme en versant plus d'un million d'euros et qui met en outre à disposition toutes les connaissances et toute l'expérience qui font que cette entreprise est considérée ces dernières années comme l'un des grands pionniers dans ce domaine. C'est l'organisme néerlandais de la Recherche scientifique appliquée, la TNO, qui coordonne l'évolution de ce projet CO2ReMoVe.

Les éventuels problèmes environnementaux | Etant donné que le CO2 est libéré en grande quantité à l'air libre, une personne non avertie serait en droit de se demander quels peuvent bien être les problèmes écologiques, aigus ou non, liés à la fuite éventuelle d'un CO2 préalablement enseveli.
Emile Elewaut nous apporte la réponse. Il est géologue, travaille pour la TNO à Utrecht et a déjà été directement impliqué, en tant que coordinateur de projet, dans les préparatifs du CO2ReMoVe. "Si l'on stocke du CO2 à proximité d'un endroit où coulent des eaux souterraines, les choses risquent de déraper. Dès que le dioxyde de carbone entre en réaction avec de l'eau, on assiste en effet à l'apparition d'acides, ce qu'il convient bien entendu d'éviter. Nous voulons en outre être absolument certains que le CO2 ainsi stocké restera longtemps là où il est et qu'il n'y aura aucune fuite, faute de quoi tous ces efforts n'auront servi à rien. C'est ce type de risques que nous devons absolument maîtriser, si le CCS veut avoir des chances de réussir. C'est la raison pour laquelle nous avons lancé ce projet CO2ReMoVe, de façon à suivre de très près la fiabilité des différents types de réservoirs sur plusieurs années."

"Le captage du CO2 représente la partie la plus complexe et la plus coûteuse du CCS. J'estime dès lors qu'il faudra encore un peu de temps avant que les centrales électriques nécessaires ne puissent être construites de façon rentable. Il est d'ores et déjà techniquement possible de stocker le CO2 mais nous devons tout d'abord, comme je l'ai déjà dit, comportera dans de telles circonstances à court et plus long terme. S'il s'avère possible de stocker du CO2 quelque part dans une zone habitée, il faut évidemment être absolument certain que cela ne présente aucun danger. Et si l'on veut que le stockage de CO2 soit intégré au système de traitement des émissions, comme le souhaiterait la Commission européenne, il faut être certain que le CO2 ne sera pas à nouveau rejeté dans l'atmosphère dans les siècles à venir."

< Emile Elewaut, TNO: "Le captage du CO2 représente la partie la plus complexe et la plus coûteuse du CCS." >

De l'énergie en plus, des déchets en moins | Cette étude sera menée dans les cinq années à venir dans divers endroits, à l'intérieur et à l'extérieur de l'UE. Il s'agit plus précisément du cluster Sleipner dans la partie norvégienne de la Plate-forme continentale, du gisement de gaz naturel Snøhvit de la Mer de Barentsz, du projet d'exploitation In Salah en Algérie et d'un lieu de stockage souterrain de gaz naturel dans la ville allemande de Ketzin. Emile Elewaut: "Nous captons et injectons actuellement du CO2 dans tous ces endroits, ce qui est l'idéal dans le cadre de cette étude. En fait, ce genre de projets CCS n'a en soi que peu de choses à voir avec la question climatique mais davantage avec la qualité du produit, dans la mesure où le pourcentage de CO2 du gaz naturel est soumis à une valeur maximale. Le gaz de Sleipner en constitue un bon exemple. La quantité de CO2 contenue dans le gaz naturel produit ne peut pas excéder les 2,5 % alors que l'on y trouve entre 4 et 10 %. Pour pouvoir répondre aux conditions de vente, le gaz extrait est pompé vers une plateforme distincte où l'on retire le dioxyde de carbone avant de le réinjecter au fond de la Mer du Nord. Je trouve qu'il s'agit vraiment là d'une situation gagnant – gagnant: on en tire de l'énergie et on y met des déchets.

Les différents types de réservoirs | Le meilleur potentiel en vue du stockage de CO2 à grande échelle est offert par les aquifères salins des strates inférieures tels qu'on en trouve à Sleipner, à Snøhvit et à Ketzin. Au niveau mondial, la capacité de ces réservoirs est estimée à plus de 10.000 milliards de tonnes de CO2, ce qui est comparable à ce qui sera rejeté dans l'atmosphère dans les siècles à venir par l'activité humaine. Les réservoirs d'hydrocar bures vides ou sur le point de se vider représentent quant à eux un peu moins de 1000 milliards de tonnes et l'on pourrait encore stocker 40 milliards de tonnes supplémentaires dans les couches non exploitables de charbon. Tous ces types de réservoirs présentent des avantages et des inconvénients. Les aquifères salins affichent une capacité énorme mais l'on ne sait pas encore, faute de données historiques en matière de recherche, dans quelle mesure ils sont fiables à long terme. Les réservoirs d'hydrocarbures ont déjà prouvé leur fiabilité (le gaz reste en effet là où il se trouve), les lieux sont bien connus et le processus de séparation et de stockage reste relativement bon marché. L'inconvénient est qu'ils se situent généra lement loin des sources d'émission. Les veines de charbon se trouvent certes sou vent à proximité des sources d'émis sions de CO2 mais il n'est par contre guère aisé d'y injecter du CO2 en raison de la faible pénétrabilité du charbon.

Best practices | Il faudra donc encore que les choses évoluent avant que la séparation et le stockage du dioxyde de carbone ne contribuent de façon substantielle à la réduction des émissions, mais cette évolution a d'ores et déjà commencé. Emile Elewaut: "Tout commence par de bonnes idées. En matière de stockage de CO2 à grande échelle dans des structures géologiques, nous pouvons déjà bénéficier des connaissances en notre possession, notamment et avant tout grâce aux activités des sociétés pétrolières. Le projet CO2ReMoVe, tout comme les autres initiatives dans ce domaine, devra apporter la preuve que le CCS est une solution sûre et fiable. Le but final de notre programme est de recommander un ensemble de best practices.