Captage et Stockage du CO2
Ecrit le le mercredi 22 juillet 2009, 15:02 - Développement Durable - Lien permanent
Dans toutes les solutions contre le réchauffement climatiques décidées par le gouvernement, ou conseillées par les chercheurs, ou dénoncées par les ONG, il y en a une dont on ne parle que très très peu : le Captage et Stockage du CO2 (CSC). Pourtant, le Grenelle de l'Environnement en 2007 l'a inscrit dans ses synthèses : il est demandé d'"Expérimenter le captage et stockage industriel du dioxyde de carbone". Ni une, ni deux, un fonds est alloué à l'ADEME (Agence de Maîtrise de l'Energie) consacré aux démonstrateurs de grande ampleur. Regard sur les projets existants, et sur la situation du débat en France.
Situation climatique...
Nous le rappellons encore et toujours : le GIEC préconise que l'augmentation de température ne dépasse pas les 2° par rapport à la situation actuelle, parce que les conséquences pourraient alors devenir catastrophiques. Un chiffre pour appuyer ce propos : entre la dernière ère glaciaire et aujourd'hui, il n'y a que 5° de différence en moyenne sur l'ensemble du globe. Sauf que la période est différente : plus de 10 000 ans de l'ère glaciaire à aujourd'hui, et 150 ans pour l'augmentation que nous allons subir.
Afin de limiter le réchauffement climatique, il faut limiter les émissions de gaz à effet de serre. Le CO2 est le principal visé par toutes les mesures. Il apparaît dès qu'on brûle quelque chose : pétrole, bois, pneus devant les usines... Les taux de CO2 n'ont jamais été aussi élevés qu'aujourd'hui. Et tous les principaux modèles montrent que l'homme n'est pas étranger à cette augmentation.
Captage et stockage du CO2
Une des situations envisagées, devant l'urgence du changement (il faut arriver à baisser les émissions à l'horizon 2020 !), est de captager le CO2 directement à la sortie des usines, et de le stocker en profondeur. Grâce à des procédés chimiques, qu'on place dans les cheminées des usines, on peut réussir à séparer le CO2 du reste. Le CO2 ainsi séparé va être comprimé, et placé dans un état super critique. Dans cet état, il prend beaucoup moins de place que le gaz.
Ensuite, l'idée est de le balancer dans un pipeline, et de l'injecter à fond dans une poche géologique, assez profonde (plus de 400 mètres de profondeur). Le BRGM et d'autres instituts publics vérifient grâce à de nombreux travaux que les poches sont étanches, et qu'il n'y a pas de risques de fuites de CO2, qui auraient pour conséquences :
- Peut-être de tuer, parce qu'une concentration trop forte en CO2 est mortelle (exemple du lac Nyos)
- De rendre inutile tous les efforts faits pour le piéger
Avantages du CSC
- On permet d'éviter des concentrations trop fortes en CO2 dans l'air, et donc d'éviter de dépasser les 2° d'augmentation de température
- On peut continuer à produire du verre, du ciment, etc. On ne connaît pas d'autres moyens de les produire, sans émettre du CO2 en quantités importantes
- On pourra éviter que la Chine, ou l'Inde, qui ont les fesses sur des quantités impressionnantes de charbon, n'émette tout le CO2 dans l'air.
Inconvénients du CSC
- L'argent dépensé dans ces technologies ne l'est pas dans les énergies propres, dans les réductions de consommation ou l'efficacité énergétique
- On continue de produire des saletés, même si on peut les cacher sous le tapis. On continue d'enrichir l'héritage d'ordures qu'on laissera aux enfants du 21e et 22e siècle.
- La technologie n'est même pas certaine d'être viable économiquement assez rapidement pour améliorer substantiellement les émissions
- Les risques de fuite ne sont pas totalement maîtrisées
- Légitimer cette technologie donne droit aux entreprises polluantes de continuer à polluer, et ne les oblige pas à chercher de nouveaux procédés innovants plus propres
- Stocker le CO2... coûte cher en énergie ! Il faut brûler plus de charbon pour stocker le CO2. Finalement, on produit encore plus de CO2 pour en stocker une partie...
Conclusion
Beaucoup de choses restent à dire sur cette technologie. Je continuerai prochainement en parlant des projets existants en la matière. Il est nécessaire maintenant que tous les partis politiques se positionnent sur cette technologie, et osent affirmer leur opposition ou leur soutien à cette technologie.
A lire :
L'avis de Jean-Marc Jancovici. Si vous ne connaissez pas son site, c'est juste une mine d'or en économie de l'environnement. J'ai déjà eu l'occasion de l'avoir au téléphone, et il est en plus très sympathique. Je regrette de ne pas avoir pu travailler avec lui.
Commentaires
J'avais écrit un billet à peu près identique il y a quelques temps. Je suis donc à peu près d'accord avec tout ce que tu dis, je préciserait quand même que techniquement, seul quelque chose comme 90% des émissions seraient retenues, soit, en comptant les surplus d'émissions, quelque chose comme 15% des émissions actuelles continueraient d'être émises.
C'est mieux que rien certes, mais on est toujours pas dans l'énergie propre.
Sinon ça te dit d'être dans le flux centrale verte ?
Toute façon, ce qui crée des GES pour moi, ce n'est pas propre. Même si on sépare les déchets et qu'on les cale sous Terre... En plus, certains travaux ont prouvé que les économies étaient plus avantageuses sur la réduction de consommation des bâtiments que via le CSC. Faudrait que je retrouve ça...
Pour être dans le flux centrale verte, il faudrait que je catégorise mes billets, et.. c'est pas encore fait. Mais je ne suis pas contre
Catégorise, et tu me fait signe, c'est ultra simple sur dotclear pour avoir des flux spécifiques.
En tout cas, si tu veux commencer à l'afficher sur ton site, je ne suis pas contre
Tu devrait demander à l'hérétique d'être sur son échiquier aussi
Oui un très bon billet, clair et concis.
Ce truc n'est vraiment pas la panacée et sert, en l'état, plus de vilain prétexte pour ne pas changer que de réelle solution aux problèmes... Et j'ai vraiment des doutes sur la fiabilité des poches souterraines (et pas seulement à court terme!). Un autre truc qui me chiffonne, c'est les autres gaz émis : par exemple il me semble que la combustion du charbon émet des oxydes de soufre, gaz à effet de serre et surtout acidificateurs des eaux météoriques puis des lacs, rivières et océans...
J'apprécie beaucoup JMJ, je vais aller voir ce qu'il en dit. Je crois me souvenir qu'il préconisait récemment à la radio d'équiper les dizaines de centrales à charbon qui sont en construction en Chine parce que c'est toujours mieux que rien et qu'en plus on ne peut pas les empêcher de les construire...
Pour revenir à ton appel aux partis politiques, s'il faut effectivement qu'ils se saisissent du dossier, je ne suis par contre pas certain qu'ils puissent adopter une position tranchée actuellement...
@Florent
Pour la fiabilité des poches, un des arguments scientifiques est que vu qu'on utilise des poches de gaz naturel, qui est là depuis des centaines de milliers d'années, c'est que la poche est solide et étanche.
Ce à quoi "on" lui répond que la dépressurisation suivie d'une nouvelle pressurisation rend ce calcul un peu plus hasardeux.
Le problème de la Chine est très grand. On aura du mal à leur imposer des mesures drastiques, et si on trouve qu'un truc n'est pas éthique chez nous, comment peut-on se permettre de l'imposer aux Chinois ? C'est là tout le problème du CSC.
Une position tranchée, je ne sais pas, mais au moins qu'ils se positionnent là-dessus, ce sont d'énormes enjeux qui sont derrière, même si personne n'en parle.
Sur la Chine, je ne pense pas qu'il s'agisse d'imposer (c'est impossible), mais d'inciter (en montrant que ça marche, en contribuant au financement, etc).
Je crois me souvenir que le discours c'était : on n'est pas sûr que ça marche mais il vaut mieux le faire comme ça, il y a une possibilité que ça marche ; tandis que si ça ne marche pas, eh bien ça ne changera rien par rapport à si on ne l'avait pas fait.
Il n'y a pas de grand problème éthique (on peut être transparents avec eux et d'ailleurs ils s'en doutent bien), surtout si on participe au financement. C'est important car ces systèmes s'installent à la construction si j'ai bien compris. Or eux sont en train de construire, à tour de bras !
Alors si, je vois quand même un problème : les risques sanitaires que tu évoques (asphyxie au CO2 en cas de fuite).
Difficile de prendre une décision...
Bonjour les garçons. J'ai une question peut-être candide, honte à moi si elle l'est. Mes cours de chimie étant très loin... Mettre du CO2 en réserve dans une poche, OK, mais n'est-ce pas possible de le "transformer" en matière solide de nouveau stable et évitant ainsi les risques de fuites, en le combinant à un autre élément entre autre ?
@Françoise
Tout d'abord, merci pour le commentaire
Pour le côté chimique, je laisserai plutôt Florent en parler, je sais qu'il est plus doué que moi. De ce que je sais, le CO2 est très stable : il n'agit avec rien de lui-même, et il faut vraiment le pousser dans l'dos pour qu'il se mette en couple avec quelqu'un d'autre.
S'il existe des réactions de solidification, elles sont certainement bien trop coûteuses pour être appliquées dans l'état actuel. Des études sont en cours pour tenter d'emprisonner le CO2 dans des roches, mais ça revient quasiment au même que le stockage dans les cavités souterraines, et ça reste sous forme de gaz (ou plutôt sous forme super-critique).
Florent, commente le côté chimique du CO2 :p
Je n'ai malheureusement pas de réponse précise à vous offrir mais quelques éléments de réflexion tout de même.
Tout d'abord, la stabilité des hydrocarbures fossiles (HC) à laquelle Françoise fait référence (me semble-t-il) est toute relative et tient plutôt au fait de leur inaccessibilité aux agents de dégradation (dioxygène, micro-organismes, etc), protégés voire enfermés qu'ils sont dans leurs réservoirs souterrains. Et si on voulait remettre le carbone émis par les combustions sous une forme similaire, cela reviendrait presque à... faire de la photosynthèse ! Bien sûr les HC n'ont pas la même structure que les plantes vivantes (ou venant de mourir), mais dans les deux cas le carbone est sous une forme dite réduite (alors que dans le dioxyde de carbone il est sous forme oxydée) et ce n'est pas quelque chose qui se fait facilement... et cela demande de l'énergie donc on retombe dans le cercle vicieux ce n'est pas vraiment faisable industriellement. Donc finalement une des formes de stockage "solides" du carbone, c'est... le bois ! Cela occupe d'ailleurs une partie des discours sur le sujet. Mais hélas il y a plusieurs conditions et problèmes que je ne détaillerai pas cette fois, sachez simplement qu'on ne peut pas compter que sur cette solution.
Je ne me souvenais pas du dioxyde de carbone comme une molécule particulièrement stable, ne confondrais-tu pas avec le diazote ? L'exemple le plus connu (je vais simplifier certaines données exprès) c'est d'ailleurs la réaction du CO2 avec l'eau H2O, pour produire de l'acide carbonique H2CO3 qui se dissocie alors en ions H+ (facteur de l'acidité mesurée par le fameux pH) et en ions HCO3- (hydrogénocarbonate, anciennement "bicarbonate"), lequel peut aussi se dissocier en H+ et en CO3 2- (carbonate). C'est d'ailleurs un des gros problèmes des émissions de CO2 dans l'atmosphère, indépendamment des polémiques sur les effets en matière de climat : il y a une acidification des eaux marines et continentales qui peut avoir des conséquences très graves (je ne détaillerai pas).
La forme solide du CO2 pur (tout comme sa forme supercritique, d'ailleurs) est obtenue dans des conditions de température et de pression qui ne correspondent pas à celles qui règnent dans notre environnement donc cette forme n'est pas stable. On peut alors envisager de combiner ce CO2 avec autre chose par une réaction chimique ou un artifice physico-chimique, mais je ne sais pas ce qui est à l'étude et je pense que dans tous les cas cela consommerait de l'énergie et nous ramènerait encore à un cercle vicieux...
On pourrait imaginer faire précipiter les ions carbonates dissous, avec du calcium (calcite) ou du magnésium (dolomite), pour former des solides minéraux plus stables (à condition de les isoler de la pluie etc). Mais je vois difficilement comment obtenir les réactifs nécessaires (surtout sans consommation excessive d'énergie) et que faire des co-produits s'il y en a (ça dépend de ce qu'on apporte avec le calcium, et de ce qu'on fait des H+ notamment).
On pourrait aussi imaginer faire consommer ce CO2 par des micro-organismes (photosynthétiques ou pas) mais je ne sais pas non plus que faire de la biomasse produite si le but est d'immobiliser le carbone...
Voilà si j'ai d'autres éléments ou si je m'aperçois d'une erreur je reviendrai rajouter mon grain de sel, n'hésitez pas à me corriger ou compléter de votre côté
Et bien un immense merci à vous deux de ces réponses très précises !
Je pensais moi aussi que l'on aurait pu faire intervenir les micro-organismes, en faisant passer du CO2 dans des circuits correctement tapissés, en me demandant si "cela" pouvait être réactif mais il semble donc que non...
Autre "imbécillité" : et si on injecte ce CO2 dans un bassin d'eau dédié étanche ? Pas à ciel ouvert donc. Que se passe-t-il ? Quel produit obtient-on ? Déjà essayé ou pas ? N'amène rien ou pire que tout ?!
Merci florent pour ce commentaire. Instructif, pour le moins ! Moi, la chimie, je maîtrise beaucoup moins d'un coup, je ne suis pas dans ce domaine...
Me semblait que le CO2 intervenait surtout dans des réactions qui demandent beaucoup d'énergie (endogènes ?). Mais bon, mes bases sont (déjà) lointaines.
Françoise, concernant les micro-organismes, il me semble que des études sont faites avec des algues, qui bouffent beaucoup beaucoup de CO2 pour le coup. Mais il faudrait que je cherche des références plus précises pour ne pas (re)dire de bêtises.
Pour le CO2 injecté dans de l'eau, ça fait de l'eau gazeuse ! Ce qui est certain, c'est que les expériences qui sont faites le sont à plus de 400 mètres de profondeur, et que l'eau dans les poches visées est déjà impropre à la consommation à cause de concentrations en sel trop élevées.
Pour le reste, je laisse l'expert re-répondre :p
Alors c'est vrai que dans les conditions "classiques" à la surface de la planète (pression & température, taux de dioxygène, etc) le CO2 subit surtout des réactions (*) qui consomment de l'énergie (on dit "endergoniques", même si tu trouveras souvent le terme "endothermiques" car c'est le cas particulier le plus fréquent), ce qui est logique puisqu'il est oxydé et que de manière générale la réduction (inverse de l'oxydation) a tendance à coûter de l'énergie (enfin disons comme ça pour ne pas alourdir... hum). (*Je ne parle évidemment pas des réactions biochimiques catalysées par les enzymes mais seulement des réactions physico-chimiques spontanées.)
J'ai entendu parler de projets avec des micro-organismes photosynthétiques (bactéries ou algues), pas forcément à la sortie des usines d'ailleurs (ce qui me chiffonne un peu), mais je ne connais pas la faisabilité en termes de rentabilité et de délai, ni même les impacts réels... Car il faut bien savoir que ces bestioles ne mangent pas que du CO2, il faut leur fournir d'autres nutriments aussi, notamment l'azote et le phosphore... et puis on a tjrs le problème de l'immobilisation du carbone ainsi produit, la biomasse n'est pas ce qu'il y a de plus stable (même le bois).
Je suis étonné de ces poches d'eau souterraine salée, tu as déjà vu ce qui se passe lorsqu'on a l'imprudence de mettre une pincée de sel dans un verre de soda ? xD L'augmentation de la salinité de la solution diminue la solubilité du gaz... ou alors comme ces poches sont profondes le paramètre pression joue et permet de solubiliser quand même suffisamment de gaz ? Je sèche ^^'
Tu sais je ne suis pas expert du tout, j'ai mon petit bagage culturel acquis au cours de mes études et lectures personnelles, ça ne suffit absolument pas pour prétendre maîtriser le sujet, et je crois que même avec certaines informations et une rigueur dans nos raisonnements qui se veulent objectifs et logiques, nous ne pouvons pas mener une réflexion correcte et cela ne remplacera jamais les travaux des experts qui se sont vraiment penchés sur le sujet en ayant tous les éléments en main (la théorie et les expériences réalisées ou en cours). Enfin il vaut quand même mieux faire preuve de citoyenneté en s'intéressant aux choses et en faisant bosser un peu son cerveau, mais il ne faut pas que nos conclusions deviennent des positions fermes...
Merci pour toutes vos réflexions !
Merci aussi Florent pour ta modestie et ton honnêteté, j'aime bien en particulier ta dernière phrase :
"Même avec certaines informations et une rigueur dans nos raisonnements qui se veulent objectifs et logiques, nous ne pouvons pas mener une réflexion correcte et cela ne remplacera jamais les travaux des experts qui se sont vraiment penchés sur le sujet en ayant tous les éléments en main (la théorie et les expériences réalisées ou en cours). Enfin il vaut quand même mieux faire preuve de citoyenneté en s'intéressant aux choses et en faisant bosser un peu son cerveau, mais il ne faut pas que nos conclusions deviennent des positions fermes..."
Pour moi c'est ça être vrai, il faut savoir se remettre continuellement en question. Surtout dans le domaine de la sciences où rien ne semble finalement impossible.