Stockage géologique du CO2 :
une technologie clé pour l’atténuation
du changement climatique
Messages clés des colloques internationaux
du Havre (ADEME) et de Venise (CO2GeoNet), mai 2015
Isabelle Czernichowski-Lauriol
BRGM, Présidente Emérite de l’Association CO2GeoNet
Réseau d’excellence européen sur le stockage géologique de CO2
Catherine Truffert
BRGM, Conseillère auprès de la Direction Scientifique du BRGM
Petit déjeuner AJEC21 « Stockage géologique du CO2 : mythe ou réalité », Paris, 19 mai 2015
Flux de CO2 Terre – Atmosphère
(en milliards de tonnes de carbone par an)
Changement
climatique
Acidification
Emissions mondiales de CO2 anthropique : 8 Gt C /an (ou 30 Gt CO2 /an)
80% lié à l’énergie (combustibles fossiles)
20% lié à l’utilisation des terres (déforestation, pratiques agricoles)
Une boucle vertueuse pour l’environnement :
renvoyons le carbone dans le sous-sol !
Les gisements naturels de CO2 en France
Gisements
naturels de CO2
Eaux carbogazeuses
exploitées (boissons,
thermalisme)
La province carbogazeuse française
Captage et Stockage géologique du CO2
Le CSC s’inscrit à des
degrés divers dans
tous les scénarios
énergétiques à 2050
compatibles avec
l’objectif 2°C (AIE,
Europe, France)
3 étapes :
- Captage (80% des
coûts)
- Transport
- Stockage (repose
sur la disponibilité
de sites adéquats)
Le stockage : la clé de voûte du CSC
>
Par le piégeage dans le sous-sol à l’abri de l’atmosphère,
il offre la possibilité de :
•
•
>
réduire massivement les émissions de CO2 issues des industries
(centrales thermiques, sidérurgie, usines de fabrication de bio-
carburants…)
d’envisager des scénarios à émissions négatives
(« épuration » de l’atmosphère), par exemple si l’utilisation de
la biomasse comme source d’énergie se développe
Le comportement de chaque site est contraint par la
géologie locale
>4
Contribution de différentes technologies à la réduction par
deux des émissions de CO2 du secteur de l’énergie à
l’horizon 2050 et à l’atteinte du scénario 2°C(AIE)
>
From 6DS to 2DS requires a portfolio of technologies and policies
Source : IEA – Energy Technology Perspectives 2015
>
Percentage numbers
represent cumulative
contributions to emissions
reduction relative to 6DS
Le CSC contribue à 13% aux efforts
nécessaires d’ici à 2050
>5
Le déploiement prévisionnel du CSC dans le
scénario 2°C de l’AIE
IEA vision: 120 Gt of CO2 stored by 2050
Goal 1: 2020:
Over 30 large projects are in
operation in power and across a
range of industrial processes,
storing 50Mt CO2 per year.
Goal 2: 2030:
Over 2Gt of CO2 is stored per
year. CCS is routinely used in
power and certain industrial
applications.
Goal 3: 2050:
Over 7Gt of CO2 is stored per
year. CCS is routinely used in all
applicable power and industry.
Source : IEA CCS
Technology Roadmap,
2013
>6
Les projets commerciaux en opération, construction
ou préparation dans le monde Source : Global CCS Institute, 2014
>7
Messages clés – Le stockage de CO2 est une réalité
> Actuellement 12 stockages de CO2 en opération de
dans le monde (USA 7, Canada 2, Europe 2, Amérique du Sud 1) soit
un total de 20Mt CO2 par an
> Quantités de CO2 déjà stockées de l’ordre de 50 Mt
(soit 0,04 % des 120 Gt de CO2 à stocker entre 2015 et 2050)
> En Europe : 16 Mt de CO2 déjà injectées en Norvège
(en aquifère profond) où il existe une taxe sur le CO2
> En Amérique : projets essentiellement liés à la
récupération assistée de pétrole.
> 23 autres projets dans le monde en préparation
(USA 8, Canada 4, Europe 4, Chine 4, Moyen-Orient 2, Australie 1)
>8
Messages clés – Politiques publiques à repenser
avec cohérence (1)
>
>
Le modèle économique du CSC n’est pas encore au rendez-vous
>
Faiblesse du marché EU-ETS, principal outil de la politique
climatique de l’UE.
Puzzle de prix du CO2 au niveau international. 8% des émissions de
GES mondiales couvertes par un système de quotas.
•
•
Révision partielle d’ici 2020 et plus complète d’ici 2030.
Le prix du CO2 est en attente de futures décisions européennes (dont en juin
avec la réserve de stabilité du marché)
>
Besoin de cohérence entre les politiques européennes et nationales.
Deux transitions difficiles à mener en parallèle : décarbonisation,
marchés de l'énergie ouverts et concurrentiels
>
Traiter équitablement toutes les technologies bas carbone – laisser
jouer le marché – les subventions pour les ENR biaisent le marché.
>9
Messages clés – Politiques publiques à repenser
avec cohérence (2)
>
Courbe d'apprentissage des technologies (réduction des couts et
des délais) : des efforts robustes de R&D associés à pilotes et
démonstrateurs font baisser plus rapidement les couts et les
délais de mise sur le marché
>
Nécessité d’un plan stratégique de développement du stockage
de CO2 et des infrastructures de transport associées
>
Procéder par étapes : suffisamment de capacités de stockage
pour les deux prochaines décades. Démarrer là où çà s’y prête le
mieux. Ouvrira la porte à de nouvelles perspectives
>
L’industrie du stockage de CO2 sera grande, comparable à celle
des hydrocarbures
> 10
Messages clés – R&D, pilotes et démonstrateurs à
développer
> Cibler notamment les aquifères profonds – les réservoirs
pétroliers ne suffiront pas
> Injectivité et capacité de stockage
> Atlas des potentiels de stockage
> Envisager réservoirs de différentes tailles : grands
stockages mono-sites, stockages multi-sites ou réservoirs
superposés
> Réduire les délais des processus de caractérisation/
exploration de sites et de demande de permis
> Grand besoin d’expériences de terrain (pilotes ,
démonstrateurs) : « learning by doing ». Permettront de
mieux préparer la suite.
> 11
Messages clés - Recherches sur le stockage de CO2
>
>
>
Réduire les incertitudes inhérentes à la géologie locale : capacité
de stockage, injectivité, intégrité
Stratégies d’injection pour maitriser les pressions et accélérer les
processus de piégeage
Techniques et stratégies de monitoring et de modélisation
(meilleure résolution, temps réel, moins cher, à toute profondeur et longue
échelle de temps)
>
>
Maitrise des risques pour l’homme et l’environnement
Synergies / Complémentarités / Conflits
•
•
•
•
avec d’autres usages du sous-sol (eau, HC, geothermie, stockage
d’énergie…)
avec des technologies capturant le CO2 atmosphérique (émissions
négatives)
avec l’utilisation du CO2
grands stockages centralisés, petits stockages distribués, stockages
temporaires avec reproduction du CO2
> 12
La recherche sur de nouvelles voies d’utilisation du
CO2 capté – un complément au stockage géologique
>
>
En 2008 : Utilisation industrielle
classique de CO2 (naturel et sous-produit
de la production d’engrais) au niveau
mondial = 153,5 Mt, soit 0,5 % des
émissions de CO2 anthropiques
mondiales annuelles (30 Gt)
Recherche de technologies de rupture
qui permettraient d’ouvrir des
applications à grande échelle sur du
CO2 capté :
•
•
•
>
Utilisation mondiale du CO2 en 2008 (cf rapport ADEME, 2010)
Power-to-Gas (H2, CH4), etc.
Synthèse méthanol, carbonate de sodium,
acide formique (cf rapport ADEME 2014)
Microalgues, etc.
Bénéfices climatiques, économiques
et environnementaux difficiles à
trouver ?
On ne pourra valoriser que 2 à 4% des émissions de CO2, contre 0,5% actuellement
Le CO2 évité n’est pas le CO2 valorisé. Seul 50 à 60% de CO2 évité par rapport au CO2 valorisé
La valorisation du CO2 ne résoudra pas le problème climatique
Mais possibilités de marchés de niche, où le CO2 est vu comme une valeur et non une pénalité
> 13
Un nouveau dynamisme sur le CSCV/CCUS
>
Le rôle important du CCS vient d’être réaffirmé
•
•
•
Paquet européen Énergie-Climat 2030 : réduction des GES d’au moins 40% en
2030 par rapport à 1990 (précédent objectif = -20% en 2020)
SET Plan Integrated Roadmap
5ème rapport du GIEC
>
Création d’un fond d’innovation NER400, prolongeant le NER300, pour
l’aide au financement de la démonstration de technologies bas carbone,
dont toujours le CCS et les ENR
>
Evaluation en 2014 de la Directive européenne sur le stockage de CO2,
5 ans après sa mise en oeuvre.
•
•
>
>
>
Pas de révision nécessaire pour l’instant.
Recommandations pour l’élaboration de politiques adaptées
Réforme en cours du système européen ETS d'échange de quotas
Autres mécanismes réglementaires ou incitatifs à l’étude (normes
d’émissions EPS, taxes, …)
Accord mondial sur le climat à la COP-21 à Paris fin 2015 ?
> 14