LA SEQUESTRATION DU CO 2

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1 LA SEQUESTRATION DU CO 2 La séquestration géologique du CO 2 est l une des solutions pour réduire les émissions de CO 2 énergétiques et industrielles. C est un enjeu significatif notamment face au développement prévisible de la production d énergie à partir du charbon, même si son potentiel de réduction des émissions de CO 2 est environ de 20%. Son principe consiste à capter le CO 2 à son point d'émission (centrale électrique, cimenteries, aciérie ), de le concentrer et le transporter vers un site géologique adéquat pour son stockage. Après avoir présenté les techniques de séquestration, de transport et de stockage nous en évoquerons les inconvénients. La séquestration avant émission : Le problème principal de la récupération du CO 2 issu des effluents gazeux est en général sa faible concentration pouvant varier, dans les fumées et selon le type de procédé, de quelques pour cents à environ 20 %. Plusieurs techniques sont possibles pour piéger le CO 2 émis par une combustion : - La capture post combustion. Il s agit soit d améliorer les technologies existantes de lavages par solvant employées pour le traitement du gaz naturel en particulier, soit de mettre au point d autres types de technologies : refroidissement et condensation, membranes de séparation, adsorption. Ces technologies ont l avantage d être adaptées aux installations existantes sans modification du procédé de fabrication mais elles doivent fonctionner avec de grands volumes de fumées à basse pression et faible concentration de CO 2 ce qui constitue des conditions peu favorables. De plus, elles nécessitent l installation d équipements encombrants, coûteux et fortement consommateurs d énergie - La décarbonisation ou pré-combustion (combustion d'hydrogène produit par vaporeformage et capture du CO 2 ) Les techniques de «pré-combustion» prévoient le captage du carbone en amont des installations avant toute combustion. Il s agit de transformer le combustible fossile en hydrogène, en isolant au passage le CO 2 1. Il s agit toutefois d une technologie complexe dont le rendement global est encore médiocre. Des progrès technologiques sont nécessaires pour améliorer les rendements à chaque étape du traitement en amont de la combustion et pour mettre au point des turbines spécifiques adaptées à la combustion hydrogène. 1 Le combustible est transformé en gaz de synthèse, constitué par un mélange de CO et d hydrogène par vaporéformage en présence d eau ou par oxydation partielle en présence d oxygène. Puis le CO présent dans le mélange réagit avec l eau pour former du CO 2 et de l hydrogène. Le CO 2 est alors séparé de l hydrogène dans de bonnes conditions et l hydrogène peut être utilisé pour produire de l énergie sans émission de CO 2.

2 - L'oxycombustion (combustion à l'oxygène). Ces techniques ne traitent pas directement le problème mais le simplifient. L idée consiste à utiliser de l oxygène et non plus de l air en tant que comburant principal de l installation. Ceci permet d élever considérablement la concentration de CO 2 dans les fumées et d améliorer ainsi sensiblement l efficacité des techniques appartenant à la première catégorie Le transport : Le mode de transport du CO 2 le plus pratique reste le transport par gazoducs. On peut aussi transporter le CO 2 sous forme liquide grâce à des navires. Le stockage : Plusieurs options sont envisageables pour le stockage du CO 2 : - Les gisements de Pétrole et de Gaz naturel épuisés représentent un potentiel de stockage estimé entre 500 et milliards de tonnes (Gt) de CO 2, pour un coût de stockage estimé à quelques euros par tonne de CO 2. Ceux-ci présentent a priori de nombreux avantages : le milieu géologique est relativement bien connu, son étanchéité a d une certaine manière déjà été éprouvée et, dans le cas des gisements de pétrole, il est possible de rentabiliser partiellement l opération d injection grâce à l augmentation induite de la production de pétrole. Mais il n y a pas de gisements d hydrocarbures exploités partout et les volumes de stockage disponibles ne sont pas toujours à la hauteur des besoins de stockage sur le long terme. - L injection en nappe aquifère saline : la fourchette est encore plus large - de 320 à Gt de CO 2 - cette solution est expérimentée depuis plusieurs années sur le site de Sleipner en Mer du Nord Norvégienne, où un million de tonnes de CO 2 sont injectées annuellement. Le stockage géologique pose certes des problèmes complexes, en particulier pour garantir la fiabilité des stockages sur le très long terme et pour apprécier son impact environnemental. Néanmoins, ce mode d action est prometteur: sa crédibilité s appuie sur l existence depuis plusieurs millions d années de gisements naturels de CO 2 (on en trouve par exemple dans le sud de la France). Elle est renforcée par la réalisation d expériences de démonstration à grande échelle sur plusieurs sites à travers le monde. Les capacités mondiales de stockage de CO 2 dans ces aquifères profonds seraient de 400 à milliards de tonnes. - Les veines de charbon non exploitables. Cette technique permet de récupérer et de valoriser du méthane en surface et de rendre ce procédé plus attrayant économiquement. La capacité mondiale de stockage de CO 2 dans les mines de

3 charbon non exploitables serait de l ordre de 150 milliards de tonnes mais elle n est pas encore garantie. En effet, la faisabilité de cette solution doit être confirmée pour savoir si la faible perméabilité de ce type de formation, bien plus faible que pour les gisements d hydrocarbures ou les aquifères adaptées au stockage de CO 2 est compatible avec la nécessité d injecter d importants volumes de CO 2 sans avoir à multiplier les puits d injection. - Le stockage au fonds des océans, un temps envisagé, a été abandonné par la plupart des pays, à l exception notoire du Japon. Il comporte trop d incertitudes quand au devenir des gaz et aux conséquences sur l écosystème. Source : IFP Source : Jean Marc Jancovici

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5 Les inconvénients de la séquestration du CO2 : Malgré les exemples de mise en place, cette technique est encore expérimentale. De plus, il faut équiper l'intégralité des sources d'émission éligibles ce qui est long. Ce processus de collecte et stockage est énergétivore, et requiert jusqu à 30 % d énergie en plus, ce qui le rend coûteux. Si aucun sous-produit n est valorisé, le coût additionnel est actuellement de l ordre de 50 par tonne de CO 2 évitée, donc, l utilisation des combustibles fossiles avec séquestration coûtera nécessairement plus cher que sans, du moins tant que les émissions de CO 2 ne seront pas taxées! Enfin, seules les sources "concentrées" de CO 2 sont éligibles ce qui représente la moitié des émissions de CO 2 provenant de l'énergie. Sources : prosp.htm&gauche=/energie/prospect/me_pros.htm&droite=/energie/prospect/textes/seq uestration.htm $FILE/IFP-AlexandreRojey-LaSequestrationDeCO2.pdf