Comment stockez-vous le CO2 et que se passe-t-il lorsque vous le faites ?

La mer du Nord a longtemps façonné le commerce britannique. Il a également joué un rôle déterminant dans la façon dont le pays est alimenté, fournissant historiquement une source abondante de pétrole et de gaz naturel. Cependant, cette frange froide au large de l'Atlantique Nord pourrait également jouer un rôle essentiel dans la décarbonisation de l'économie britannique - non pas à cause de ses réservoirs de pétrole et de gaz pleins, mais grâce à ceux qui sont vides.

Dans un effort pour limiter ou réduire la quantité de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère, les pays du monde entier se précipitent vers des projets à grande échelle de capture, d'utilisation et de stockage du carbone (CCUS). Dans ce processus, le CO2 est capturé à partir de sources telles que la production et la fabrication d'énergie, ou directement retiré de l'air, et réutilisé ou stocké de manière permanente - par exemple, sous terre dans des réservoirs de pétrole et de gaz désaffectés ou d'autres formations géologiques appropriées.

Source : Bibliothèque d'images CCS, Global CCS Institute [Cliquez pour afficher/télécharger]

Il est clair que la capacité mondiale de CCUS doit s'accélérer rapidement au cours de la prochaine décennie, mais cela soulève des questions : où ces millions de tonnes de CO2 peuvent-elles être stockées et qu'advient-il une fois qu'elles le sont ?

L'approche la plus développée pour stocker le CO2 consiste à l'injecter sous terre dans des formations rocheuses poreuses naturelles telles que d'anciens réservoirs de gaz naturel ou de pétrole, des gisements de charbon qui ne peuvent pas être exploités ou des aquifères salins. Ce sont des formations géologiques profondes avec des dépôts d'eau très salée présents dans les pores de la roche et que l'on trouve le plus souvent sous l'océan. La mer du Nord et la zone au large de la côte américaine du golfe contiennent plusieurs aquifères salins.

Une fois que le CO2 a été capturé à l'aide de la technologie CCUS, il est pressurisé et transformé en une forme liquide connue sous le nom de « CO2 supercritique ». De là, il est transporté par pipeline et injecté dans les roches trouvées dans les formations profondes sous la surface de la terre. C'est un processus appelé séquestration géologique.

Source : Bibliothèque d'images CCS, Global CCS Institute [Cliquez pour afficher/télécharger]

En termes simples, la façon la plus simple dont les réservoirs souterrains stockent le CO2 est à travers la roche solide et imperméable qui les entoure généralement. Une fois que le CO2 est injecté dans un réservoir, il se déplace lentement vers le haut à travers le réservoir jusqu'à ce qu'il rencontre cette couche de roche imperméable, qui agit comme un couvercle à travers lequel le CO2 ne peut pas passer. C'est ce qu'on appelle le «stockage structurel» et c'est le même mécanisme qui a maintenu le pétrole et le gaz enfermés sous terre pendant des millions d'années.

Pierre de craie blanche

Au fil du temps, le CO2 piégé dans les réservoirs commencera souvent à réagir chimiquement avec les minéraux de la roche environnante. Les éléments se lient pour créer des minéraux crayeux solides, emprisonnant essentiellement le CO2 dans la roche dans un processus appelé «stockage minéral».

Dans le cas des aquifères salins, ainsi que du stockage structurel et minéral, le CO2 peut se dissoudre dans l'eau salée dans un processus appelé «stockage par dissolution». Ici, le CO2 dissous descend lentement au fond de l'aquifère.

Dans un réservoir donné, chacun (ou tous) ces processus fonctionnent pour stocker le CO2 indéfiniment. Et bien qu'il reste une possibilité de fuite de CO2 d'un site, la recherche suggère qu'elle sera minime. Une étude, publiée dans la revue Nature, suggère que plus de 98 % du CO2 injecté restera stocké pendant plus de 10 000 ans.

Aux États-Unis, le stockage à l'échelle industrielle est en cours au Texas, au Wyoming, en Oklahoma et en Illinois, et des projets sont en cours aux Émirats arabes unis, en Australie, en Algérie et au Canada. Cependant, il reste encore un long chemin à parcourir pour que le CCUS atteigne l'échelle nécessaire pour limiter les effets du changement climatique.

La recherche a montré qu'à l'échelle mondiale, il existe une abondance de sites de stockage de CO2, ce qui pourrait soutenir l'adoption généralisée du CCUS. Un rapport compilé par des chercheurs de l'Imperial College de Londres et d'E4tech et publié par Drax détaille une capacité de stockage estimée à 70 milliards de tonnes rien qu'au Royaume-Uni. Les États-Unis, en revanche, ont une capacité de stockage estimée à 10 000 milliards de tonnes.

Il est clair que la capacité de stockage est présente, il appartient maintenant aux gouvernements et aux entreprises d'accélérer les projets CCUS pour commencer à atteindre l'échelle nécessaire.

Au Royaume-Uni, Drax Power Station pilote des projets de capture et de stockage du carbone bioénergétique (BECCS), qui pourraient la voir devenir la première centrale électrique à émissions négatives au monde. Dans le cadre du partenariat Zero Carbon Humber, il pourrait également faire partie du premier pôle industriel zéro carbone au monde dans le nord du Royaume-Uni.

De tels projets sont révélateurs des grandes ambitions que la technologie CCUS pourrait réaliser - non seulement la décarbonisation de sites individuels, mais la capture et le stockage du CO2 d'industries et de régions entières. Il reste encore du chemin à parcourir pour atteindre cette ambition, mais il est clair que les ressources et les connaissances nécessaires pour y parvenir sont prêtes à être utilisées.

Source : Zero Carbon Humber [Cliquez pour voir/télécharger]