Géo-énergie | PSS-CCS

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Contexte

Le réchauffement climatique désigne la hausse de température sur Terre au cours des 150 dernières années. Une cause directe de ce phénomène est l'activité humaine qui rejète des gaz à effet de serre dans l'atmosphère. D'importantes quantités de CO₂ sont émises, plus particulièrement dans les pays occidentaux, suite à l'utilisation extensive des combustibles fossiles. Les pays en expansion, tels que la Chine et l’Inde, mèneront le monde à un besoin en énergie encore plus grand, tandis qu’un tiers du CO₂ dans l’atmosphère est déjà actuellement d’origine anthropique.

Le gaz naturel, l’essence et le charbon sont essentiels à notre société actuelle et réduire drastiquement les émissions de CO₂ nécessite par conséquence des mesures considérables. La capture et le stockage du carbone (Carbon Capture and Storage - CCS) sont des techniques qui peuvent être appliquées à des sources industrielles de CO₂. Le CCS implique la capture et le stockage ultérieur de CO₂ dans des réservoirs géologiques.

Le CO₂ sera capturé dans des centrales industrielles et transporté principalement par des oléoducs. Plusieurs options de stockage géologique sont possibles et disponibles à travers le monde :

• les champs épuisés de pétrole ou de gaz ;
• les champs de pétrole ou de gaz encore actifs où le CO₂ est utilisé pour accroître la production de pétrole ou de gaz (EOR/EGR) ;
• les couches de charbon inexploitées où le CO₂ est utilisé pour libérer le méthane produit ;
• le stockage dans des profonds aquifères salins.

Les réservoirs potentiels sont localisés on- et offshore.

Objectifs

Le potentiel de réduction du CCS est très important. La principale question du projet actuel est de déterminer si ce potentiel peut et sera atteint. En effet, le CCS implique des changements conséquents et fondamentaux pour les industries à forte consommation en énergie d’aujourd’hui et de demain. Des facteurs de différentes natures seront décisifs pour le futur du CCS ;

L’objectif principal du projet PSS-CCS (Policy Support System for Carbon Capture and Storage) est le développement d’un modèle de simulation économique et environnementale qui tentera d’effectuer des prédictions réalistes quant à l’impact et l’accroissement du CCS entre 2010 et 2050. Le programme de simulation sera développé et son applicabilité démontrée.

Un certain nombre d’objectifs auxiliaires ont été définis et doivent être réalisés afin d’atteindre l’objectif principal, à savoir le développement du modèle de simulation du PSS-CCS. Ces objectifs secondaires sont :

• l’inventaire du potentiel de stockage géologique en Flandre et en Wallonie ;
• la mise en place d’une méthodologie d’évaluation des risques de sites géologiques ; l’inventaire des sources de CO₂ actuelles et futures en Belgique ;
• le développement d’une application de routage adéquate pour les trajectoires des pipelines et leur réseaux ;
• l’inventaire des technologies liées à la capture et la compression du CO₂.

Réalisation

Des simulations économiques et environnementales nécessitent une expertise dans différentes disciplines. Il est en effet important de totalement maîtriser tous les aspects de la technologie de simulation. C’est seulement lorsque les données de base pour la simulation seront réalistes que l’influence de tous les paramètres en matière de coûts et de profits sera bien comprise, que des prédictions réalistes pourront être réalisées.

Effectuer des simulations dépend donc fortement de l’évaluation approfondie des techniques et des possibilités de capture et de compression du CO₂ dans l’optique de le transporter et de le stocker. Les résultats de ces études seront résumés dans une base de données relationnelle qui servira comme données de scénario pour le programme de simulation.

Le programme de simulation du PSS calcule en boucle en modifiant légèrement les paramètres à chaque itération afin de projeter le futur le plus probable. Sur cette figure, le CO₂ qui n’est pas émis grâce à la technologie de CCS est calculée sur la période 2010-2050. Aux alentours de 2025, le CCS pourrait se commercialiser et le futur le plus probable est indiqué en rouge. Ces résultats sont préliminaires. De ce fait, aucune valeur exacte n’est donnée.

Le programme de simulation est écrit à partir de zéro. Au cours de son élaboration, les principes économiques ont été confrontés avec des aperçus technologiques. Cette confrontation a abouti sur un schéma de calcul et de décision qui se focalise principalement sur ces points, un facteur par lequel se distingue le CCS d’autres techniques de réduction.

Les aspects spatiaux sont par exemple importants. D’une part, la localisation d’une centrale au charbon, une source majeure de CO₂, dépendra des routes approvisionnant le charbon. D’autre part, la localisation de réservoirs géologiques ne peut pas être choisie librement car elle dépend de la configuration du sous-sol géologique. Chaque discordance entre la localisation de la source et celle du réservoir nécessite le transport de CO₂ par pipeline. Plus la distance est grande, plus les frais s'additionnent.

De plus et avec le temps, un réseau de pipeline peut émerger et connecter plusieurs sources et réservoirs, du moins quand le CCS deviendra une activité majeure. Ensuite, l’élargissement d’un tel réseau recevra une attention particulière au sein du projet actuel. Introduire ces aspects dans le modèle de simulation nécessite un environnement SIG (Système d’Information Géographique) qui forme une part importante du programme.

Un second aspect propre au CCS est l’évaluation du risque du réservoir géologique. Enoncé brièvement, ce risque signifie que tant que le réservoir n’a pas encore été entièrement exploré et testé, le réservoir ne sera pas destiné au stockage du CO₂. De ce fait, bien que le principal facteur en matière de coût dans le processus du CCS soit la capture du CO₂, le succès du projet dépend des résultats de l’exploration des réservoirs géologiques. Comment faire face à ce risque dans une situation pratique, et comment intégrer cela dans des simulations économiques, est également un point sur lequel se focalise le projet PSS-CCS.

Les premiers résultats ont indiqué que le contexte international jouera un rôle important pour le CCS en Belgique. Au sein du projet PSS-CCS BeNe, une coopération s’établira avec les Pays-Bas, étant donné que Rotterdam a affirmé son ambition de devenir l’une des premières plaques tournantes internationales de CO₂. L’échange de données et la participation potentielle du projet hollandais CATO2 sont ici des facteurs essentiels.

Financement

BELSPO

Personnel

• Kris Piessens (coordinateur)
• Kris Welkenhuysen
• Michiel Dusar
• Veerle Vandeginste
• Michaela Chronopoulou

External: VITO, ULg, FPMs, Ecofys (sous-traitant)

Durée du projet

• Phase I: 15/12/2005 – 15/06/2008
• Phase II: 01/01/2009 – 31/01/2011
• BeNe: 15/12/2008 – 31/01/2011

Lien

Voir www.PSS-CCS.be pour plus d'informations. (Uniquement disponible en anglais. Ce lien s'ouvre dans une nouvelle fenêtre.)