Metstor — captage & stockage du CO2

Le CO2 en chiffres

Metstor — 2011-04-13T16:28:17Z

Ce tableau présente quelques ordres de grandeur, afin que le lecteur puisse se rendre compte des quantités mises en jeu.

Quelques ordres de grandeurs d'émissions de CO₂
30	Gt/an	émissions dues aux activités humaines

369	Mt/an	émissions en équivalents CO₂ de la France en 2007
156,5	Mt/an	quotas affectés à la France dans le PNAQ I (2005-2007)
132	Mt/an	quotas affectés à la France dans le PNAQ II (2008-2012)

30,9	Mt/an	émissions en 2008 de la plus grande installation européenne (centrale thermique de Bełchatów, Pologne)
9,3	Mt/an	émissions en 2009 de la plus grande installation française (aciérie de Grande-Synthe)
2,5	Mt/an	émissions en 2009 de la centrale thermique de Provence (Gardanne-Meyreuil)
1	Mt/an	injection annuelle du plus grand site de stockage européen (Sleipner, Norvège)
1	Mt/an	injection annuelle du plus grand site de stockage à terre (Ain Salah, Algérie)

6	t/an	émissions moyennes d'un Français en 2007

Une page wikipédia détaille en outre les centrales thermiques les plus émettrices de CO₂ en Europe.

Les émissions de CO₂ dues à la production française d'électricité sont visibles en temps réel sur le site du RTE.

In Salah

Metstor — 2011-04-13T13:03:27Z

- Redirections

Fermeture du site

Metstor — 2011-01-13T09:53:55Z

Le projet Metstor s'est achevé à la fin 2010, conformément à la Convention liant les intervenants.

Depuis cette date, il n'est plus mis à jour. Cependant, nous restons à votre écoute.

En guise de conclusion (temporaire ?), voici les derniers articles parus sur le site :

Accidentologie du CO2

Metstor — 2011-01-13T09:53:49Z

L'étude des accidents dus au CO₂ montre que ce produit peut être dangereux en cas de rejet massif. Elle montre aussi que le contexte des accidents passés n'est pas comparable au stockage du CSC.

Quelques accidents majeurs dus à des rejets de CO₂ (hors contexte de stockage géologique de CO₂) sont recensés. Citons notamment le cas des lacs stratifiés : les strates inférieures des lacs méromictiques peuvent accumuler et dissoudre du CO₂ d'origine profonde sur des périodes de plusieurs décennies, voire plusieurs siècles. Le risque dommage résultant d'une exposition aux effets d'un phénomène dangereux. Dans le contexte propre au « risque technologique », le risque est, pour un accident donné, la combinaison de la probabilité d'occurrence d'un événement redouté/final considéré (incident ou accident) et de la gravité de ses conséquences sur des éléments vulnérables."> présenté par cette configuration est qu'une perturbation de l'équilibre entraîne le dégazage brutal du CO₂ du lac et le largage dans l'atmosphère d'un panache de CO₂ gazeux de volume considérable.

Deux tels accidents sont connus : accident du lac Monoun (Cameroun, 15 août 1984) et accident du lac Nyos (en réalité lac Lwi, Cameroun, 21 août 1986), qui ont engendré de très fortes concentrations de CO₂ dans l'atmosphère, provoquant la mort de respectivement 37 et 1700 personnes.

Ces accidents mettent en évidence les impacts d'une émission massive de CO₂ sur l'environnement. En revanche, la situation est trop différente du contexte du CSC pour apporter des éléments intéressants dans le cadre de l'évaluation de l'impact.

Un retour d'expérience des accidents liés au CO₂ en domaine industriel peut être consulté sur l'article « Analyse préliminaire de risques (transport et injection) ».

Effets du CO2 sur l'Homme en cas de fuite

Metstor — 2011-01-13T09:53:44Z

Les effets du CO₂ sur l'Homme sont bien documentés : dans l'atmosphère la concentration est de 0,039 % et les effets irréversibles apparaissent pour une concentration de 5 %.

La concentration habituelle de CO₂ dans l'atmosphère est de l'ordre de 0,039 %, soit 390 ppmV (millionièmes en volume). Les effets sur l'Homme sont les suivants :

Au dessus de 1 %, le CO₂ stimule la respiration.
Une exposition chronique entre 1,5 et 3 % provoque une hypercapnie (niveau de CO₂ important dans le sang) et une baisse du pH sanguin.
Au dessus de 5 %, le CO₂ entraîne des effets irréversibles allant de l'atteinte des capacités mentales et physiques à la perte de conscience.
À partir de 10 %, la perte de conscience est rapide.
La mort est imminente à des concentrations de 25 à 30 %.

Le Ministère chargé de l'Écologie a indiqué dans la note du 16 novembre 2007 les seuils d'effets aigus du CO₂ destinés à être pris comme références dans les études de dangers :

20 % pour les effets létaux significatifs
10 % pour les premiers effets létaux
5 % pour les effets irréversibles

Dans le cadre de la réglementation du travail, la seule limite fixée pour le CO₂ est une Valeur Limite de Moyenne d'Exposition (VME) professionnelle indicative de 0,5 % de CO₂ en volume (Arrêté du 26 octobre 2007 en application de la Directive européenne 2006/15/CE).

Une description plus détaillée du cadre légal, datant de 2008, peut être trouvée sur l'article « Analyse préliminaire de risques (transport et injection) ».

Effets du CO2 sur la biosphère en cas de fuite

Metstor — 2011-01-13T09:53:38Z

Les effets du CO₂ sur la faune et la flore sont encore assez peu documentés, et sont variables suivants les espèces.

Les effets du CO₂ au niveau des espèces et des écosystèmes sont globalement assez peu étudiés. De plus, on remarque une très grande variabilité des réponses à l'exposition au CO₂ en fonction des espèces et de leur milieu de vie.

Néanmoins, quelques considérations d'ordre général ont été établies :

Pour les animaux de surface, les seuils déterminés pour l'Homme pourraient être des approximations appropriées. Les animaux de surface pourraient aussi subir des effets secondaires si les végétaux sont impactés.
Les insectes auraient en général une résistance au CO₂ bien supérieure par rapport aux autres animaux : ils peuvent résister aux effets létaux du CO₂ jusqu'à des concentrations de 30 à 100 %.
Les animaux vivant dans le sol pourraient commencer à subir des effets physiologiques négatifs à partir de 2 % et des concentrations de 15 % pourraient être létales pour certains d'entre eux.
Chez les micro-organismes les tolérances au CO₂ sont extrêmement variées. Certains microbes sont tués par des concentrations de 10 %. D'autres (notamment des archées) peuvent être stimulés par une augmentation de la concentration en CO₂. Sur les sites où du CO₂ d'origine géologique est émis naturellement, l'activité et le nombre total de micro-organismes dans le sol sont modifiés.
Les végétaux seraient, en général, bien plus tolérants que les animaux à des expositions extrêmement fortes en CO₂ sur de courtes durées. Le seuil de toxicité pour les plantes semble se trouver autour de 20 ou 30 % de CO₂ dans les sols en fonction de l'espèce. Une augmentation faible de concentration en CO₂ dans l'air peut stimuler la photosynthèse et la croissance des plantes pourvu que les autres ressources nécessaires à la plante ne soient pas limitantes. Sur les sites où du CO₂ d'origine géologique ou artificielle est émis du sol, les impacts peuvent se manifester par quelques changements subtils dans la composition des peuplements végétaux sur les zones les moins exposées et peuvent aller jusqu'à la disparition totale des plantes au cœur des zones d'émission de CO₂.

Les limites acceptables pour un écosystème pourraient dépendre des différentes formes de vie présentes et donc des conditions locales propres à chaque site. Actuellement, il n'existe pas de méthode pour déterminer des espèces indicatrices et des seuils appropriés pour chaque écosystème.

Effets des impuretés en cas de fuite de CO2

Metstor — 2011-01-13T09:53:17Z

Une éventuelle fuite ne libérerait pas uniquement du CO₂, mais aussi des impuretés (injectées avec le CO₂, ou entrainées par la fuite de CO₂).

En cas de fuite il faut évaluer les impacts dus au CO₂ mais aussi aux autres substances. Ces autres substances sont communément appelées impuretés. Il peut s'agir des impuretés injectées avec le CO₂ (en effet, le CO₂ capté n'est jamais pur à 100%). Il peut également s'agir d'impuretés présentes dans le sous-sol (radon, sulfures…) et entrainées par le flux et/ou des impuretés provenant de réactions chimiques avec les composants présents dans le sous-sol. Peu de données existent concernant ces impuretés.

Les recherches actuelles dans le cadre du stockage géologique de CO₂ se concentrent principalement sur les effets du H₂S. Le H₂S est considérablement plus toxique que le CO₂ car la valeur maximale d'exposition est de 5 ppm (ou 0,0005 %) soit une valeur mille fois inférieure à celle du CO₂ (5 000 ppm ou 0,5 %).

L'INERIS met en ligne sur son site internet des fiches de données toxicologiques et environnementales rassemblant l'état des connaissances sur les effets de nombreux composés chimiques sur l'homme et les êtres vivants.

Actualités du CSC - Octobre 2010

Metstor — 2011-01-13T09:52:27Z

Médias

Dans le reportage carbone, les sorciers font leur bilan de l'émission C'est pas sorcier diffusée le 1^er octobre sur France 3, Fred visite le premier site pilote français de captage et stockage de CO₂ dans les Pyrénées Atlantiques.

L'entreprise Petrosvibri a achevé le forage d'un puits pour rechercher des hydrocarbures sous le Léman à Noville (VD) en Suisse. La société veveysanne imagine d'autres scénarios pour exploiter le forage. Elle entrevoit notamment la possibilité de stocker du CO₂ qui pourrait par exemple venir de la centrale à gaz projetée à Chavalon. (source TSR).

Le premier ministre de la province canadienne de l'Alberta, Ed Stelmach, intervient favorablement pour les technologies de capture et de stockage de dioxyde de carbone.

L'Usine à GES (pdf) propose un dossier sur le stockage géologique sous la mer du Nord. Comme le relaie l'Expansion, les pays riverains lorgnent sur cette option pour y concentrer le gros du stockage géologique, suivant les traces des projets Sleipner, K12B, ou Snøhvit.

Le Républicain lorrain propose un dossier sur le projet ULCOS de CSC à Florange sur les installations d'ArcelorMittal. Le journal évoque également trois autres procédés pour réduire les émissions des hauts-fourneaux.

« L'Alberta oublie l'avenir », titre Courrier international. Le commentateur canadien à l'origine de l'article est dubitatif sur les projets de CSC annoncés au Canada.

Publications

Le 11 octobre, l'ADEME publie un rapport sur les voies de valorisation du CO₂. Outre la récupération assistée d'hydrocarbures, ces voies incluent diverses applications industrielles, mais les possibilités semblent faibles face aux émissions actuelles.

Projets et pilotes

Le 19 octobre, Siemens conclut un partenariat stratégique avec Masdar, l'« écoville » d'Abou Dhabi. L'accord inclut un volet captage et stockage du CO₂.
Le 20 octobre, EON abandonne un projet de centrale au charbon au Royaume-Uni. Le projet de Kingsnorth incluait un captage et stockage de CO₂. Le groupe parle d'un faible soutien financier publique, et s'en retourne aux Pays-Bas.
Le 27 octobre, la Commission européenne accorde 150 millions d'euros à EON et GDF Suez pour le projet de CSC aux Pays-Bas.

Législation

L'ordonnance du 21 octobre 2010 précise le cadre juridique français du captage et stockage géologique. Un rapport au président de la République française détaille les procédures d'adaptation au droit de l'Union européenne en matière d'environnement, y compris pour le CSC.

Les analogues naturels

Metstor — 2011-01-13T07:26:40Z

On appelle analogue naturel un réservoir naturel de CO₂. Ces analogues naturels sont une preuve qu'il est possible de stocker le CO₂ pendant des milliers d'années. Leur étude permet par ailleurs de mieux appréhender les risques dommage résultant d'une exposition aux effets d'un phénomène dangereux. Dans le contexte propre au « risque technologique », le risque est, pour un accident donné, la combinaison de la probabilité d'occurrence d'un événement redouté/final considéré (incident ou accident) et de la gravité de ses conséquences sur des éléments vulnérables."> du stockage sur le long terme, par exemple les conséquences d'une fuite.


La province carbogazeuse française: Gisements naturels de CO₂ (étoiles) et sources d'eau carbogazeuse (points rouges), exploitées pour le thermalisme ou la commercialisation d'eau minérale (© BRGM-im@gé)

Les risques dommage résultant d'une exposition aux effets d'un phénomène dangereux. Dans le contexte propre au « risque technologique », le risque est, pour un accident donné, la combinaison de la probabilité d'occurrence d'un événement redouté/final considéré (incident ou accident) et de la gravité de ses conséquences sur des éléments vulnérables."> liés au stockage de CO₂ doivent être réfléchis sur le long terme, puisqu'on considère que le stockage doit durer au moins quelques milliers d'années. Le retour d'expériences des projets actuels est limité, en revanche les analogues naturels permettent de mieux imaginer le devenir des sites de stockage.

On appelle analogue naturel un réservoir naturel de CO₂. Il en existe plusieurs dans le monde, plus ou moins grands, plus ou moins anciens, étanches ou présentant au contraire des fuites. Leur étude permet de mieux comprendre les phénomènes impliqués. Par exemple, le fait que certains existent depuis des millions d'années prouve qu'il est possible de stocker du CO₂ pendant de très grandes périodes. Ils aident également à répondre à des questions telles que : quels sont les effets du CO₂ sur la chimie et la minéralogie des formations ? Que se passe-t-il en cas de fuite, quels sont les impacts en surface ? Quelles méthodes permettent de détecter une fuite ? Etc.

Voici quelques exemples d'analogues naturels dans le monde :

En France se situe une région, entre le Massif central et les Alpes, appelée “province carbogazeuse française” et qui regroupe huit gisements naturels de gaz carbonique connus et de nombreuses sources d'eau carbogazeuse exploitées pour le thermalisme et la commercialisation d'eaux minérales. Ces huit gisements, trouvés lors d'explorations pétrolières dans les années 1960–70, peuvent contenir du CO₂ quasi pur (jusqu'à plus de 99 %).
En Italie, le site de Latera, soumis à un relâchement de 220 kg de CO₂ par jour, a fait l'objet d'échantillonnages à des fins géochimiques et biologiques. La surface impactée par le relâchement est visible en surface mais est restreinte à environ 250 m².
Aux États-Unis, Mc Elmo Dome, découvert en 1948 et exploité depuis, contenait environ 1,6 Gt de CO₂ avec une pureté de 98-99%, à plus de 1800 m de profondeur. Autres exemples : S^t Johns-Spingerville Dome, Bravo Dome, Sheep Mountain, Jackson Dome.


Exemples d'analogues naturels en Europe: (Stevens et al., 2001)

Ces analogues naturels nous fournissent des informations nombreuses. En condition géologique favorable, le gaz produit naturellement peut être piégé pendant des millions d'années. D'autre part, les fuites notables se situent presque exclusivement dans les zones soumises fortement à la sismicité ou au volcanisme. Enfin, les impacts de fuites naturelles restent restreints à des surfaces très peu importantes.

Comment le CSC s'insère dans les mécanismes de prix

Metstor — 2011-01-13T07:21:57Z

Il existe des mécanismes de quotas destinés à donner un prix au CO₂. Mais l'insertion du CSC dans ces mécanismes ne fait pas consensus, pour des raisons techniques (difficultés d'estimer les fuites par exemple) mais aussi politiques.

Sommaire

Comment est inclus le CSC

Dans la CCNUCC, le CSC est mentionné seulement à partir de 2006 : Lorsque les émissions de CO₂ sont capturées à partir de procédés industriels ou d'importantes sources de combustion, les émissions doivent être attribuées au secteur qui produit le CO₂, à moins qu'il ne puisse être prouvé que le CO₂est stocké dans des sites de stockage géologique correctement contrôlés.. Cette reconnaissance du CSC comme moyen de limiter les émissions de GES n'était pas acquise. Le fait que le stockage ne soit pas forcément permanent a largement fait débat.

Dans le cadre du protocole de Kyōto , l'enjeu est d'insérer le CSC dans le Mécanisme de Développement Propre. C'est-à-dire qu'un pays industrialisé pourrait aider le développement du CSC dans les pays en développement et recevoir ainsi des Réductions d'émission certifiées. Un rapport de l'AIE estime que le CSC pourrait représenter une grande part des Mécanismes de Développement Propre (9 301 Mt CO₂/an à l'horizon 2020).

Dans le SCEQE, le CSC n'était pas inclus dans les phases 1 et 2. Pour la période 3 de 2013 à 2020, l'inclusion du CSC est prévue dans la directive européenne de juin 2009 : il convient qu'à compter de 2013, le captage, le transport et le stockage géologique du CO₂, dans des conditions de sécurité pour l'environnement, soient couverts par le système communautaire suivant des modalités harmonisées.

Pourquoi l'inclusion du CO₂ fait débat

Nous présentons ci-dessous plusieurs points qui font débat concernant l'inclusion du CSC dans les mécanismes de développement propre :

le CSC est-il assez mature pour être introduit dans ce système de marché ? Est-ce qu'il ne devrait pas plutôt, à ce stade, bénéficier d'autres types de subventions (par exemple subvention directe à projet) ?
le CSC ne devrait-il pas d'abord être développé et testé dans les pays industrialisés ?
le CSC va “écraser” le marché et empêcher le développement de technologies concurrentes comme par exemple le développement des énergies renouvelables…
le CSC ne contribue pas au développement durable car il incite à continuer d'utiliser des énergies fossiles…

Comment comptabiliser les émissions liées au csc

Pour garantir une équivalence entre les quotas, des normes de surveillance et de déclaration doivent être respectées.

Ainsi, pour le CSC, il faudra être capable de déterminer :

la quantité de CO₂ émise et la quantité captée ;
les quantités de CO₂ émises pendant le transport (par exemple, fuites ponctuelles du transport par gazoduc) ;
les quantités de CO₂ émises lors de l'injection ;
les fuites potentielles depuis le réservoir géologique ; Détecter et estimer les fuites nécessite un suivi performant. Ce suivi est indispensable pour que le CSC soit admis dans les mécanismes présentés.