Captage et stockage du CO2, enjeux techniques et sociaux en France.

En ligne sur METSTOR.FR comme d'habitude. Rendez vous à Amsterdam la semaine prochaine pour la GHGT-10 !

Comme tous les mois, la lettre d'information sur le CCS est publiée sur metstor.fr . Peu de nouvelles en provenance des projets opérationnels, on est plus dans la relance politique ce mois ci. Le thème de la réutilisation du CO2 continue à monter en puissance.

Mai 2010 était marqué par l’annonce des trois autres projets de démonstrateurs de recherche CSC retenus par l’ADEME. Après le captage par antisublimation Pil-Ansu, c’est donc la recherche d’un site de stockage avec France Nord, le captage classique aux amines avec C2A2 au Havre et le projet intégré captage-stockage pour la sidérurgie dans le cadre d’ULCOS qui seront aidés. Le mois a aussi été riche en conférences et séminaires. Dépassant désormais largement le monde universitaire, les évènements se diversifient et se spécialisent par secteur économique et aires politiques. Pour plus de détails, lire la lettre d'information Metstor.fr de Mai 2010

En Juin, à l'occasion du sommet G8 l'AIE note que les objectifs affichés deux ans auparavant n'ont pas été atteints. La faute à la crise et à l'hyper-optimisme desdits objectifs ? L'article de Gary Shaffer dans Nature Geoscience, sur les impacts à long terme des fuites en terme d'acidification océanique et autres, a fait quelques titres dans la presse régionale. Les anglais pensent officiellement au CSC pour les centrales à gaz. La notion de cluster (grappe) de sources et de puits de CO2 commence se populariser avec un article dans le Carbon Capture Journal. Cette notion était déjà dans les scénarios IFP/BRGM de SOCECO2, le projet CoCate au Havre, et les études sur les infrastructures de transport. Plus de détails dans la lettre d'information Metstor.fr de Juin 2010

• Le projet Total, démonstrateur intégré de captage par oxycombustion à Lacq, transport et injection en gisement de gas déplété à Rousse près de Pau (64) a été inauguré début janvier 2010.
• Le projet Cocate coordonné par l'IFP est lancé dans le cadre du 7e programme cadre de l'union européenne. Il s'agit d'étudier la mise en place d'un réseau mutualisé de transport des fumées dans la zone du Havre.

Projets retenus dans le cadre du Fonds Démonstrateurs géré par l'ADEME:

• Le projet Pil-ANSU de démonstrateur au 1/100 de captage par antisublimation.
• Le projet C2A2 de captage en post-combustion avec des solvants avancés sur la centrale thermique EDF du Havre avec Alstom et Véolia (la fiche descriptive).
• Le projet France Nord, coordonné par Total va étudier la possibilité d’implanter dans le bassin sédimentaire situé dans le Centre-Nord de la France métropolitaine, une infrastructure pilote de transport et de stockage de CO2, utilisée par plusieurs industries émettrices de CO2.
• Et le projet de captage sur le haut-fourneau de Florange, dans le cadre du programme de recherche ULCOS. Mené par ArcelorMittal, il n'a pas été financé au 1er tour par la commission européenne, mais est susceptible de l'être puisque c'est le seul projet de démonstrateur de taille industrielle dans son secteur, et aussi le seul en France.

Projets en sommeil

• Le projet de Veolia Environnement à Claye-Souilly (77) n'est à ce jour (juin 2010) pas financé dans le cadre du fonds démonstrateur.
• Il n'y a pas de projet de centrale thermique au charbon actif en France, donc pas de projet de démonstrateur industriel dans ce domaine

A consulter avant de lire le CCS EII implementation plan préparé par la ZEP qui met en oeuvre le SET-Plan pour la CCS et dont les KPI devraient être suivis par SETIS, en particulier les FEED et FID des projets aidés par l'EEPR et NER300.

SET-Plan

Strategic Energy Technology Plan. Presented by the Commission to accelerate the development and deployment of cost-effective low carbon technologies. The plan comprises measures relating to planning, implementation, resources and international cooperation in the field of energy technology. It looks to meet EU emission targets – namely, a 20 percent reduction in greenhouse gas (GHG) emissions under 1990 levels by 2020 and 60-80 percent by 2050 – by bringing together industry, NGOs, EU member states and EU authorities in a joint effort to fund and advance six categories of much-needed low-carbon technologies: These include solar, wind, CCS, nuclear fission and bioenergy. (Press releases explaining the SET: 2007, 2008.)

SETIS

Information System of the European Strategic Energy Technology Plan (SET-Plan). A website containing data and methodologies supporting decision-making on the SET Plan. SETIS's collects, harmonises, validates, analyses and disseminates information on the priority energy technologies identified by the SET Plan, across the EU. The goal is to provide undisputed and transparent data and methodologies to support the strategic planning, monitoring and evaluation of the European Energy Technology policy.

EII

European Industrial Initiative. The means by which the SET-Plan looks to achieve its objectives is through the EIIs, which consist of large-scale programmes at EU level aimed at developing a portfolio of key low-carbon technologies. The risk-sharing, private-public partnerships underlying the EIIs are pivotal to the success of the initiatives. Four of the six EIIs were launched under the SET-Plan conference in Madrid on June 3rd-4th, organized by the European Commission and held at the Spanish National Research Council (CSIC).

CCS EII

Carbon Capture & Storage EII. The aim of the CCS EII is to enable the cost competitive deployment of CCS by 2020. Its implementation plan was presented on June 3rd-4th in Madrid. In addition to a technology roadmap for the next ten years and an action plan for the next two years, it presents key monitoring and assessment criteria and an outline of the management structure and funding sources.

EEPR

European Energy Programme for Recovery. A funding program through which 1 billion has been awarded to 6 CCS demonstration projects (Press release)

NER300

A financing instrument managed jointly by the European Commission, European Investment Bank and Member States, so-called because Article 10(a) 8 of the revised Emissions Trading Directive 2009/29/EC contains the provision to set aside 300 million allowances (rights to emit one tonne of carbon dioxide) in the New Entrants’ Reserve of the European Emissions Trading Scheme for subsidising installations of innovative renewable energy technology and carbon capture and storage (CCS). The allowances will be sold on the carbon market and the money raised - which could be as much as 4.5 bn EUR if each allowance is sold for 15 EUR - will be made available to projects as they operate. First call for proposal to be published in June 2010.

TEN-E

Trans-European Energy Networks. The European Union finances electricity and gas transmission infrastructure projects of European interest. A yearly budget of about 25 Million Euros is spent mainly for supporting feasibility studies. Most of the projects cross national borders or have an influence on several EU Member States.

KPI

Key Performance Indicator. A measurable variable used for monitoring and reviewing progress of CCS technologies that will be achieved with the implementation of the CCS-EII. Example: Cumulative capacity installed, amount of CO₂ stored.

Et aussi:

FEED

Front End Engineering & Design.

FID

Final Investment Decision

Amsterdam, 19 mai 2010. Une quarantaine de participants, beaucoup d'industriels.

Les présentations du matin étaient sans surprises:

• Eric Drosin a parlé de la ZEP, je lui ai demandé un trackback sur son fil de news. Il serait très intéressé par des chiffres sur l'emploi créé.
• David Reiner (Cambridge) a parlé de l'engagement du public en Europe.
• J'ai présenté le cas de Lacq.
• La session de questions-réponses avec Mrs Poppy Kalesi, Programme Manager CCS, EC DG ENER était blanche, pas d'annonce fracassante. Pas d'avis sur la valorisation/réutilisation du CO2. Il y a probablement moyen, par exemple via la European CO2 capture, transport and storage initiative, qu'ils nous aident à demander une aide (€) une rencontre visant à réseauter les SIG CCS en Europe.
• Déjeuné à côté de Tore Torp, de Statoil, un personnage qui a suivi l'industrie et l'économie du CCS depuis longtemps. Intervenant idéal par exemple pour le séminaire doctoral Franco-Norvégien de la chaire CTSC.
• Arnout Jaspers, journaliste scientifique à NWT, a parlé de Barendrecht. Le Blow Out ! avec éruption en couverture de son magazine avait attiré l'attention en avril 2009, il fait remarquer que Nature a repris le concept sur sa couverture de la semaine suivante. S'avère aussi un bon orateur sur ce cas qui est en attente du résultat des élections nationales. Et même si la droite l'emporte et le nouveau gouvernement confirme qu'ils passent outre l'avis des élus locaux, on n'est pas sûr que la Shell continue le projet contre l'opinion publique. Facteurs sociaux défavorables: densité de population, la zone d'injection est entourée de digues sauf sur le côté qui donne sur la cité voisine, et le puits d'injection crée zéro emplois (c'est automatisé !). Autres griefs: le modèle utilisé (obligation légale) pour calculer la dispersion du CO2 est en 2D, la Ministre a mal communiqué au début de l'affaire, Shell monte la mise en disant 'si on peut le faire ici, on va le faire partout, sinon nulle part'.

Au fil des discussions:

• J'ai parlé du résultat principal du sondage: la connaissance a quasi triplé, l'approbation n'a pas bougé.
• Mise en avant de la nécessité de découpler le CCS du charbon. La technologie est aussi importante pour les acieries, les cimenteries. C'est encore plus vrai en France. On a cité un manque de confiance qui fait que des ONGs sont contre la CCS parce qu'elles pensent que c'est de la fumée pour faire passer des projets de centrales charbon sans CCS.
• Le manque de diversité et de débat critique dans l'expertise sur le CCS est un problème en Hollande (aussi).
• Qui doit faire la communication du CCS, si les industriels et le gouvernement ne sont pas crédibles, les chercheurs et les ONGs n'ont pas les moyens ni la volonté, la question reste posée. Le GCCSI pense à lancer une campagne internationale.
• Le GCCSI, encore lui, cherche un projet en EU pour organiser un séminaire de deux jours sur les bonnes pratiques de communication et d'engagement du public et ensuite le suivre.
• Un besoin de recherche: valider les modèles de dispersion atmosphérique avec un essai de relargage en grand. CATO va y penser, Statoil et le UK HSE aussi. J'espère que l'INERIS lit ce blog...
• Les royalties/compensations ne sont toujours pas décidées.

Un bon congrès, c'est toujours l'occasion d'un remue-méninge sur les pistes à surveiller. En plus des sujets précédents bien sûr, si vous avez du temps de cerveau disponible on pourrait réfléchir ensemble à:

• La réutilisation/valorisation.
• La mise en réseau des GIS.
• Les conflits d'usage du sous sol (aspects sociaux).
• La planification. Est-il temps de forcer les responsables des collectivités locales à plancher sur "la perspective du CCS chez moi" dans le cadre des plans énergie-climats par exemple.

Suite au billet de réaction sur le fiasco de Copenhague, discutons maintenant les non-avancées particulières concernant la prise en compte des projets de captage et le stockage du CO2 dans le Mécanisme de Développement Propre (MDP). En VO: CCS and the Clean Development Mechanism (CDM).

L'industrie est évidement pour. Cela rapporterait des millions. Le projet de Bach Ho (White Tiger Field, NM0167) au Viet Nam, par exemple, propose de capter jusqu'à 4.6 Mt CO2/an, de le transporter sur 144 km et de l'utiliser pour la récupération assistée de pétrole. Au cours de plusieurs dollars la tonne de CO2, on parle bien de dizaines de millions de dollars par an.

Mais à Copenhague les négociations n'ont pas beaucoup bougé. D'après la GCCSI Newsletter 1, 1st quarter 2010, les opposants ont pointé les problèmes de responsabilité pour la vérification, les incertitudes sur le taux de rétention du CO2 et l'absence d'assurance pour les risques de fuite ou de dégâts environnementaux. Les critiques portent aussi sur le risque d'éviction sur l'investissement dans les énergies renouvellables et l'efficacité énergétique.

Ce dernier point me semble plus qu'un risque moral. Compte tenu de la taille des projets, inclure le CCS aboutirait facilement à doubler ou tripler l'offre sur le marché des certificats de réduction CDM (CER). Augmentation de l'offre, donc diminution du prix. La segmentation du marché des CER me semble une tendance de fond (comme par exemple la Thailande le fait), parce qu'il est difficile de continuer à mettre dans le même sac les projets d'incinération de CFC22 inévitable à l'échelle industrielle et les projets de valorisation de biogaz villageoises.

A Copenhague, l'Arabie Saoudite, l'Australie, le Japon, le Koweit, le Qatar, et l'Union Européenne se sont montrés favorables à l'inclusion du CCS dans le CDM. Le Brésil, le Paraguay et la coalition des petits états insulaires AOSIS étaient contre. D'après le compte rendu de Tim Dixon "CCS in Copenhaguen, the future work", les conclusions du rapport d'experts commandé par le Bureau Executif du CDM étaient plutôt positives. Le résumé du rapport d'experts, page 23, conclut bien:

The CDM offers an opportunity to support such developments through the development of an overarching international framework for CCS site characterization, selection, monitoring etc in Non‐Annex I countries through the approval of an appropriate methodology.

Mais les experts peuvent écrire ce qu'ils veulent, l'accord politique ne s'étant pas fait la conclusion du Bureau Executif du CDM était plus que prudente:

4. The CDM Executive Board recommends the Conference of the Parties serving as the meeting of the Parties to the Kyoto Protocol to request the CDM Executive Board not to consider any CCS related CDM baseline and monitoring methodologies submission until further guidance is provided.

Bref, les négociations continuent.

Cet histogramme (merci à Gilles Mardon, du CIRED) évalue l'empreinte médiatique du thème "Captage et stockage du CO2" à partir d'une recension exhaustive des articles parlant du CSC dans les archives en ligne de quatre quotidiens de la presse nationale française. Deux de ces quotidiens sont généralistes : Le Figaro et Libération, et deux sont spécialisés vers l'actualité économique et financière : Les Echos et La Tribune.

On distingue trois grandes périodes :

1. Aucune mention du sujet n'apparaît avant 1997. Les années 92-97 correspondent à la période de gestation du protocole de Kyoto.
2. Entre 1997 et 2004 le sujet est resté absent de la presse grand public analysée, et à peine abordé par la presse économique. Les quatre articles sporadiquement parus en 1997 et 2001 dans Les Echos concernent l'option spéculative du stockage au fond des océans, ou encore la mise en balance de la séquestration du CO2 et de la voie hydrogène. C'est fin 2003/début 2004 que le CSC devient un sujet spécifique : La Tribune expose directement l'enjeu de la séquestration géologique au regard du climat, Les Echos annoncent le lancement du programme CASTOR.
3. Le thème n'a commencé à émerger qu'à partir de 2005. Les articles sur le CSC restent encore loin d'être quotidiens, typiquement moins qu'une demi douzaine de mentions par trimestre pour chaque journal. La corrélation entre les sources peut s'expliquer par une logique de suivi de l'actualité. La croissance du nombre d'articles est réelle mais pas explosive, ni même régulière.

En dehors des spécificités propres aux différents organes de presse, le profil de cumul fait ressortir deux pics, au premier semestre 2007 puis au second semestre 2009. Le premier pic amorçant sa progression en 2006 après la sortie du rapport spécial du GIEC sur le CSC fin 2005 et avec le lancement officiel du CSC en Europe. L'intérêt journalistique du CSC dépasse la nouveauté de la technologie : c'est la période des premiers engagements industriels.

Le second pic d'actualité cumule l'actualité sociale d'Arcelor-Mittal en Lorraine, l'épisode mouvementé de Copenhague axé sur la réduction des émissions de CO2, le développement du marché international du carbone auxquel le CSC est lié, à un regain d'intérêt pour le charbon comme source d'énergie primaire, et parfois la position pro-CCS de la personnalité médiatique C. Allègre. On note un intérêt particulier de La Tribune, qui a développé l'angle financier, et publié un « chat » avec François Moisan, président du Club CO2. Le pic de fin 2009, lié à Copenhague, est suivi par les inaugurations en tout début de 2010 d'opérations-pilotes de CSC par TOTAL à Lacq et par Alstom aux États-Unis qui sont mises en avant comme des premières mondiales. Au premier trimestre 2010, la courbe de cumul apparaît redescendre aux niveaux du premier semestre 2009, l'avant Copenhague.

Entre 2007 et 2010, la notoriété du CSC auprès des français a progressé. Il reste que l'empreinte médiatique du sujet, quasi nulle avant 2005, reste limitée. Avec l’inauguration du pilote intégré de Lacq et les autres projets de démonstration, l'année 2010 en France pourrait voir l'actualité s'orienter davantage vers des réalités de « terrain ».

En Avril l'Eyjafjöll (que l'on prendra soin de prononcer Éyafieutl) émettait de 150 à 300 tonnes de CO₂ par jour. Pour rappel, c'est plus de 10 fois le débit du plus gros émetteur industriel français (Source AFP.) En effet, l'acierie Arcelor Atlantique et Lorraine de Dunkerque (Nord) a émis 12.8 millions de tonnes de CO₂ en 2007 (source IREP).

Mais c'est moins que le CO₂ économisé par l'annulation des vols européens (source: McCandless & Bartels. Planes or Volcano?. version III, accessed 2010-05-04). Il encore un peu tôt pour mesurer un effet rebond qui pourrait éventuellement décompenser, mais une fraction non négligeable des gens de mon entourage qui devaient voyager ont annulé ou pris le train.

Un séminaire sur les conférences CSC 2009 était organisé par la Chaire CTSC ce matin mercredi 24 mars à Mines ParisTech. On a beaucoup vu le logo du programme IEA GHG, ils sont vraiment une force animatrice de la recherche internationale dans notre champ.

De la présentation sur le séminaire IFP Deep Saline Aquifers for storage de Mai 2009, je retiens cinq techniques pour faciliter l'injection, c'est à dire éviter une surpression excessive:

• L'aspirateur: On fore des puits de "production de saumure" qui enlèvent l'eau pour faire de la place au CO2 (et avec cette eau on fait quoi ?).
• Le prélavage: Avant d'injecter le CO2, on peut injecter de l'eau douce 10 heures pour pousser la saumure autour du puits, et éviter ainsi la précipitation de sel qui boucherait les pores.
• Le pastis: On mélange 15% de saumure à 85% de CO2 pour que cela diffuse plus uniformément donc mieux dans la roche.
• Le pousse-plume: Après l'injection du CO2, on remet 25% en masse de saumure pour faciliter la dissolution.
• La répartition: Utiliser plusieurs petits puits plutôt qu'un gros. Le coup du puits horizontal ça marche en offshore parce que de toutes façon ils doivent tous partir d'une plateforme sous-marine unique, donc on creuse déjà en biais à la base. Mais à terre on creuse droit.

Je retiens aussi que faire de la géothermie avec du CO2 comme fluide caloporteur à la place de l'eau = mauvaise idée. À 5% de fuite, c'est trois fois pire qu'une centrale à charbon au niveau émissions.

Sur la Conférence de Trondheim 2009 à laquelle j'avais fait un saut, je retiens les nouvelles estimation des capacités de stockage en gisement de gaz déplété par T. Aiken (IEA-GHG). En prenant en compte le rapprochement sources/puits, 11 Gt pour l'europe de l'ouest, 47 Gt à l'Est, 160 Gt pour le Monde.

On a aussi vu les belles images de soulèvement du sol à In Salah obtenues par interférométrie radar à ouverture synthétique (par satellite quoi). Ça monte de 5mm par an autour des sites d'injection, et par contre ça subside là où ils minent du gaz. Au niveau de la modélisation, toujours rien vu sur la dispersion du CO2 atmosphérique en fonction des vents et de la topographie. Il y a peut être un besoin de recherche là. J'ai ouï dire que les pétroliers s'intéressaient plus à la connaissance de la roche réservoir qu'à la couverture, au dam des stockeurs de CO2. Et aussi qu'à Ketzin, DE, où le projet de recherche s'est relativement bien passé, un facteur positif pour la communauté locale a été le maintien sur place de la caserne de pompiers.

J'ai rendu compte du 1er séminaire IEA GHG SRN organisé au CIRED avec le soutien de la Chaire CTSC. Le rapport du séminaire n'est pas encore publié en ligne, mais il sera envoyé aux membres de la Chaire dès que finalisé. Le guide de bonnes pratiques américain sur l'engagement des communautés locales a intéressé certains participants.