2 sous la terre? Cela ne coûte-t-il pas plus que cela ne vaut? Nous fournissons ici les réponses et les explications des chercheurs sur les raisons pour lesquelles le CSC est une technologie climatique dont nous sommes complètement dépendants. (Et oui, c'est parfaitement sûr.)
Qu'est-ce que le CCS exactement ?
CSC est l'abréviation de captage et stockage du carbone. Le carbone auquel il est fait référence ici est le gaz à effet de serre dioxyde de carbone (CO 2 ), qui est émis lorsque nous, par exemple, brûler de l'huile, charbon ou gaz et lorsque nous fabriquons du ciment et d'autres produits industriels.
Donc, Le CCS est une technologie qui peut capturer et transporter ce CO 2 et stockez-le en toute sécurité sous la surface de la terre. Beaucoup ont donc commencé à qualifier le CSC de recyclage du carbone, puisque le plan est de retourner le CO 2 d'où il vient, sous la terre, par exemple dans l'ancien, réservoirs d'huile stables qui peuvent être scellés.
Pourquoi ce qu'on appelle le CSC - capture et stockage souterrain du CO 2 -tellement important?
La raison en est que tous les scénarios sérieux pour l'avenir dépendent de notre capacité à relever ce défi si l'objectif des deux degrés doit être atteint dans la pratique. En d'autres termes, nous avons pas le choix! La raison en est que nous serons dépendants du pétrole et du gaz pendant plusieurs années à venir. Couper les approvisionnements mondiaux en pétrole est une solution bien plus irréaliste.
L'Agence internationale de l'énergie (AIE) et le Groupe d'experts des Nations Unies sur le climat déclarent clairement qu'il est « extrêmement probable » que le changement climatique soit lié à notre CO 2 émissions. D'où, d'ici 2050, le monde doit réduire ses émissions de CO 2 de 5 gigatonnes par an. C'est l'équivalent du CO total 2 émissions d'environ dix mille usines et centrales électriques. Le CSC peut contribuer à éliminer entièrement 14 à 17 % de ces émissions. (Basé sur les chiffres de 2015.)
Sans cette méthode, il sera impossible d'atteindre l'objectif dit des deux degrés, qui, de l'avis d'un nombre croissant de scientifiques, devrait être ajusté à 1,5 degrés. Pour être du bon côté (c'est-à-dire viser 1,5 degré), nous devrions en fait réduire encore plus les émissions, en même temps que nous mettons en œuvre le captage et le stockage du CO 2 .
En résumé :des initiatives telles que l'utilisation accrue de l'énergie nucléaire et des énergies renouvelables, et les changements impliquant l'électrification de l'industrie des transports ne suffiront pas. Nous ne pouvons pas nous passer du CCS. Le monde doit donc subir des changements à une échelle jamais vue auparavant, et c'est urgent.
Pourquoi en est-il arrivé là ?
Tout d'abord :les climatologues du monde entier s'accordent à dire que le CO 2 est un gaz à effet de serre qui inhibe le rayonnement thermique et fait donc augmenter la température de la Terre. Lorsque la quantité de CO 2 dans l'atmosphère augmente, l'effet isolant de l'atmosphère augmente également, en d'autres termes, CO 2 contribue à l'effet de serre. Émissions naturelles de CO 2 sont gérées par la planète elle-même, puisque les arbres et les plantes absorbent le CO 2 en lien avec la photosynthèse, aboutissant à ce que l'on appelle le "cycle du carbone". Cependant, depuis la révolution industrielle, notre demande en énergie a augmenté, et cette demande a été satisfaite en utilisant du charbon, pétrole et gaz, qui sans l'intervention humaine serait restée intacte, comme un réservoir de carbone souterrain naturel. En brûlant du charbon et du gaz, et en créant une industrie qui émet également du CO 2 , nous avons libéré plus de CO 2 que la nature est capable d'absorber seule, par exemple par le processus de photosynthèse.
Tous les chiffres et mesures scientifiques disponibles montrent que les émissions de gaz à effet de serre n'ont cessé d'augmenter depuis 1890, et les émissions jusqu'à présent ont entraîné une augmentation totale d'un degré de la température moyenne à la surface de la Terre.
Nous voyons déjà l'impact à la fois sur la nature et sur les infrastructures. Une nouvelle augmentation de la température entraînera une élévation du niveau de la mer à mesure que la glace polaire fondra, à des conditions météorologiques encore plus extrêmes, et à une eau de mer plus acide qui, à son tour, entraînera la mort d'organismes tels que les coraux et les algues. Les espèces qui constituent actuellement la nourriture des animaux et des humains disparaîtront. La hausse des températures et la sécheresse réduiront considérablement les rendements des céréales, fruits et légumes. Cela entraînera une augmentation du nombre de réfugiés.
Est-il techniquement possible de capter le CO 2 ?
Oui. Les chercheurs norvégiens y travaillent depuis les années 1980. En ces jours CO 2 avait déjà été injecté depuis un certain temps (depuis les années 1970) dans les champs pétrolifères américains pour augmenter la production de pétrole. Presque la même technologie est utilisée dans le CO 2 capturer aujourd'hui. Depuis le début du CSC en 1996, plus de 23 millions de tonnes de CO 2 ont été stockés en toute sécurité sur le champ de Sleipner et nous avons stocké du CO 2 sur le champ de Snøhvit depuis 2008. Le stockage a lieu dans des pores remplis de saumure dans des formations gréseuses (appelées aquifères d'eau salée). Un tel CO 2 les accumulations sont scellées par une couverture géologique naturelle, comme le schiste ou l'argile.
La Norvège possède également la plus grande installation d'essai au monde pour le CO 2 technologie de capture à Mongstad. Ici, les grands et petits fournisseurs de technologies peuvent présenter leurs concepts innovants pour améliorer le CO 2 capter la technologie et les tester à l'échelle industrielle dans des conditions soigneusement contrôlées.
Est-ce cher?
Toute technologie coûte de l'argent, mais les coûts que le changement climatique nous imposera seront bien plus élevés.
Les estimations du SINTEF montrent que le coût de la capture à grande échelle (c'est-à-dire des millions de tonnes par an), transport et stockage de CO 2 provenant des centrales électriques au charbon sera d'environ 93 USD par tonne (830 NOK). (Voir l'encadré des faits saillants). Ce coût varie selon les pays, la source, distance de transport et type de site d'élimination. Capter le CO 2 des usines de ciment, l'aciérie et l'incinération des déchets coûteront moins cher que le captage du CO 2 des centrales électriques.
Cependant, Le CCS est de moins en moins cher :comme c'est le cas avec d'autres technologies initialement coûteuses, CO 2 la capture est devenue plus efficace et donc moins chère. Les chercheurs s'attendent à ce que le prix continue de baisser, en phase avec la mise en œuvre de la technologie. La diffusion de cette technologie est également considérée comme un potentiel majeur de développement industriel.
Comment fonctionne le CCS en pratique ?
Essentiellement, il existe deux catégories de CCS :
La première consiste à capter et stocker le CO 2 trouvé dans la production d'électricité et d'autres industries, comme le ciment, sidérurgie et déchets, ainsi que la production d'électricité à partir de gaz naturel et de charbon. Ce sont des sources à haute teneur en CO 2 émissions.
Le centre de recherche du SINTEF pour le CO 2 -capture à Trondheim, Norvège. L'usine rendra moins cher le nettoyage des gaz d'échappement des centrales électriques au gaz et au charbon et de l'industrie de transformation pour le gaz à effet de serre CO 2 . Le laboratoire est utilisé pour la recherche sur la purification chimique du CO 2 des gaz d'échappement, la méthode qui sera utilisée dans les premières usines à pleine échelle au monde pour le CO 2 Capturer. Photo :Thor Nielsen.
Cela se fait à l'aide de divers procédés chimiques.
Cette technologie d'absorption (parmi celles-ci, technologie des amines) utilise des produits chimiques qui se lient au CO 2 contenus dans les fumées industrielles avant d'atteindre la cheminée. Cela signifie que des industries telles que la sidérurgie, les producteurs d'engrais et les cimenteries peuvent réduire leurs émissions de CO 2 émissions à zéro.
Ceci est extrêmement important car ces industries produisent des biens dont le monde a besoin, mais sont également prêts à produire du CO 2 comme un sous-produit de leur activité dans le futur. Le CSC est la seule solution qui puisse offrir zéro émission pour ces industries.
Pour capturer le CO 2 , la première étape est l'utilisation de produits chimiques pour se lier au CO 2 . Puis le CO 2 doit être séparé des produits chimiques pour obtenir du CO pur 2 . Pour y parvenir, le mélange est chauffé pour libérer le CO 2 . Ce processus laisse deux produits :du CO pur 2 qui est facile à manipuler et des produits chimiques qui peuvent être réutilisés.
Le processus de séparation du CO 2 des produits chimiques est coûteux, car cela demande beaucoup d'énergie. Un tel CO 2 l'épuration est donc la plus rentable dans les procédés industriels générant de la chaleur perdue, parce que l'énergie de cet excès de chaleur peut être utilisée pour le processus de purification. Des chercheurs norvégiens et Aker Solutions ont développé une installation d'essai mobile pour cela dans le projet Solvit.
L'installation d'essai mobile a vérifié la capture des centrales électriques au gaz et au charbon, raffineries, installations d'incinération de déchets et cimenteries. Les chercheurs ont effectué des tests dans six usines pilotes en Allemagne, Écosse, aux États-Unis et en Norvège et évalué 90 mélanges chimiques différents pour trouver le meilleur.
La méthode de purification chimique peut également être utilisée lors de la création d'hydrogène à partir de gaz naturel. En utilisant cette méthode, l'hydrogène devient complètement sans émission.
La deuxième méthode est appelée BIO-CCS. En pratique, cela signifie extraire du CO 2 de l'atmosphère.
Le principe est de capter et stocker le CO 2 provenant de sources initialement considérées comme neutres pour le climat, tels que les déchets biologiques, copeaux de bois ou fumier. Ce qui est capturé est le CO 2 trouvé dans le cycle naturel de la terre - et non le CO 2 provenant de sources de carbone telles que le charbon, pétrole et gaz. De cette façon, nous réduisons la quantité de gaz à effet de serre qui existe déjà dans l'atmosphère, car il vient du naturel, CO biologique 2 cycle.
Le BIO-CCS peut également être réalisé en capturant et stockant le CO 2 à partir de sources biologiques grâce à la production de biocarbone (charbon). Le biocarbone est un bon amendement de sol et se lie également au CO 2 , tant que le charbon n'est pas brûlé et reste dans le sol. La méthode de production de biocarbone s'appelle la pyrolyse, et est si simple qu'il peut être fait dans votre propre jardin avec des déchets de jardin, par exemple. Cependant, un four de pyrolyse est nécessaire.
Dans le four, la biomasse est chauffée entre 500 et 700 degrés avec un apport d'air minimal en moins de 20 minutes. Le biocarbone contient deux fois plus de carbone que les autres matières organiques. La méthode est intelligente car nous n'avons besoin que de sol ou de terres cultivées pour le CO 2 espace de rangement, ce qui rend le transport et le stockage du CO 2 moins compliqué que de l'industrie. Bien sûr, la méthode est plus efficace lorsqu'elle est utilisée à grande échelle en horticulture ou en agriculture.
Selon les chiffres de l'Institut norvégien de recherche en bioéconomie (NIBIO), les émissions du secteur agricole norvégien peuvent être réduites de moitié si 4, 000 fermes norvégiennes produisent et mélangent du biocarbone dans le sol. NIBIO est partenaire du projet CAPTURE+ et est celui qui a le plus longtemps recherché le biocarbone en Norvège.
Comment sait-on que le transport du CO 2 dans les pipelines est-il sûr?
Aujourd'hui CO 2 est transporté dans des pipelines qui s'étendent sur des milliers de kilomètres de terres en Amérique du Nord. En Norvège, il y a 150 kilomètres de CO 2 pipeline sur le fond marin du champ de Snøhvit à Melkøya à Hammerfest.
Par conséquent, transport de CO 2 est complètement sûr si tous les pipelines sont spécialement conçus pour le CO 2 transport. Pour savoir ce qu'il faut, SINTEF a développé un modèle de simulation avancé qui peut prédire si une fissure ou d'autres dommages à un CO 2 le tuyau de transport peut se transformer en une brèche continue. L'outil montre comment les tuyaux eux-mêmes peuvent empêcher les fissures de se développer sans qu'il soit nécessaire de rendre les parois des tuyaux inutilement épaisses ou pour d'autres mesures coûteuses de réduction des risques.
Tenter de surdimensionner les canalisations pour contrôler les fractures en augmentant l'épaisseur des parois est une stratégie coûteuse. Pour un pipeline de 50 miles de long avec un diamètre de 36 pouces, augmenter l'épaisseur de la paroi de seulement trois millimètres ajoutera 250 millions de NOK (22,25 £ GBP) au coût total compte tenu des prix de l'acier d'aujourd'hui.
L'industrie pétrolière norvégienne a plusieurs décennies d'expérience dans la conception de conduites et les évaluations de sécurité liées au transport par gazoduc. Mais CO 2 a des propriétés différentes de celles du gaz naturel. Contrairement au gaz naturel, CO 2 chauffe lorsque la pression diminue. S'il y a un trou dans un CO 2 pipeline, jusqu'à dix fois plus d'énergie est libérée par rapport à une fuite dans un gazoduc.
Récemment, Le SINTEF a utilisé le modèle de simulation pour préparer les projections du projet Northern Lights. Ce projet est géré par Equinor avec Shell et Total en tant que partenaires et couvre la partie transport et stockage du projet de démonstration de la Norvège pour le CO à grande échelle 2 manutention.
Comment sait-on que le stockage souterrain de CO 2 est sécurisé?
À ce jour, toutes les recherches et expériences suggèrent que le stockage du CO 2 peut être fait en toute sécurité si des zones de stockage appropriées sont sélectionnées.
Un bon exemple est le projet pilote d'Equinor à Sleipner, où 1 million de tonnes de CO 2 par an a été injecté dans le grès coulé sous des couches d'argile plus denses près de 1, 000 mètres sous les fonds marins depuis 1996. Les chercheurs du SINTEF de nombreux sujets liés à la sécurité, mais aussi rentable, espace de rangement:
Un exemple de recherche en cours est le projet Pre-ACT coordonné par le SINTEF, qui est financé par l'UE, le Conseil de la recherche de Norvège, Équin, Coquille et Total, entre autres.
Dans le projet, les chercheurs ont accès aux données de surveillance d'importants CO 2 installations de démonstration de stockage. Les données seront utilisées pour calibrer et démontrer la valeur des méthodes développées et pour développer un "protocole" ou des recommandations.
Les recommandations sont développées comme des outils pour les décisions opérationnelles basées sur des informations sur la pression interstitielle dans le réservoir de stockage. Cela aidera les opérateurs à maximiser à la fois la sécurité et la capacité de stockage de manière rentable. Le système sera également utilisé pour surveiller les réservoirs.
Pre-ACT utilise un grand laboratoire de terrain pour le CO 2 stockage :Svelvik CO 2 Laboratoire de terrain. Le champ est situé dans une sablière près de Drammen en Norvège et est géré par SINTEF. Le laboratoire se compose d'un puits d'injection et de quatre puits de surveillance, tous avec des instruments pour mesurer ce qui se passe à la fois dans les puits eux-mêmes et dans les zones entre les puits. Cela donne aux chercheurs des données encore plus uniques.
En outre, this field lab provides researchers with unique opportunities for testing new methods and equipment, such as fibre-optic sensors for CO 2 monitoring.
