Assemblée générale du 22 octobre 2008

 

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1 - Qu’est ce que le CO² ?

Il s’agit de la combinaison d’un atome de carbone (C) et de deux atomes d’oxygène (O²). Le charbon est principalement constitué de carbone (60 à 80% selon sa qualité). Lors de la combustion de celui-ci, une réaction chimique se produit, chaque atome de carbone (C) se lie avec deux atomes d'oxygène (O²) prélevés dans l'atmosphère pour former une molécule de CO² (dioyde de carbone). Et, intérêt de la combustion, cette réaction chimique s'accompagne d'un important dégagement de chaleur

N’oublions pas que le CO2 est toxique à une concentration de 5% et mortel à 20%. Le CO2 gazeux a une odeur légèrement irritante, est incolore et est plus lourd que l’air.

2 - Pourquoi une centrale thermique émet autant de CO² ?

La masse atomique du carbone étant de 12, la masse atomique de l’oxygène étant de 16, la masse atomique du CO² est donc de 12 + 2x16 = 44.
A chaque fois qu'un atome de carbone (masse 12) brûle, il se transforme en dioxyde de carbone (masse 44) ;  Le dioxyde de carbone est donc 44 / 12 = 3,66 fois plus lourd que le carbone.

On vient de voir qu’une tonne de charbon est constituée d’environ 600 Kg à 800 Kg de carbone. Lors de la combustion de ce charbon, le CO² émis sera au minimum de 600 Kg X 3,66 = 2 200 Kg.

Une centrale thermique qui consomme 2 millions de tonnes de charbon va donc émettre au minimum 4,4 millions de tonnes de CO².

Le quota de CO² alloué à la France par Bruxelles est de 135 millions de tonnes par an. On voit bien l’impact non négligeable d’une seule centrale thermique au charbon.

3 - Quelles solutions doit-on adopter ?

Le CO² est le principal gaz à effet de serre (GES). Les nouvelles centrales thermiques devront donc capter et stocker le CO² pour éviter une augmentation des GES.

Qu’en est-il des techniques de captage et stockage du CO² ?

En premier lieu, il convient de capter le CO² lors de sa combustion dans la centrale. Une fois capté, le CO² doit ensuite être stocké de manière permanente.

Il existe de par le monde plusieurs sites pilotes expérimentaux permettant de capter et stocker le CO². Il faut bien reconnaître que les techniques employées ne sont qu’expérimentales et le resteront encore longtemps. A titre indicatif, le projet « CASTOR » permet de capter les rejets d’une centrale de 30 MW (soit 3 % du CO² émis par une centrale de 1 000 MW). On mesure bien les progrès à accomplir en la matière.

 Il existe plusieurs méthodes de captage du CO², en fonction des centrales utilisées :

- post-combustion (technique la mieux maîtrisée)

- pré-combustion

- oxy-combustion

 

Les principaux défauts de ces techniques sont les suivants :

 - Elles réduisent considérablement le rendement d’une centrale thermique (pour capter le CO² on a besoin d’énergie, donc on consomme encore plus de charbon). A titre indicatif le rendement actuel des dernières centrales thermiques dépasse 40%. Or après captage du CO² ce rendement dépasse à peine 30%.

- Leur coût est pour l’instant exorbitant : les experts estiment que le surcoût équivaudrait à 50 € par tonne de charbon, soit une augmentation de 50% du prix de l’électricité.

 

4 - Le Transport du CO² 

Le coût de l'acheminement par gazoduc et par voie maritime a été évalué ; il est toujours fortement fonction de la distance parcourue et de la quantité transportée. Dans le cas des gazoducs, le coût varie selon plusieurs facteurs: conduits sur la terre ferme ou en mer, degré d'encombrement du secteur, présence de montagnes, de fleuves ou de sol gelé. Tous ces paramètres peuvent doubler le coût par unité de longueur, voire le majorer davantage dans les zones habitées. L'acier occupant une grande place dans le prix de revient d'un conduit, toute fluctuation des prix (qui ont doublé entre 2003 et 2005) pourrait avoir une incidence sur les aspects économiques du projet. Dans le cas du transport maritime, le volume des citernes du navire et les particularités des installations de chargement et de déchargement déterminent en bonne partie le coût global

Le transport de CO2 par canalisations dédiées existe déjà aux Etats-Unis où plus de 40 millions de tonnes sont transportés chaque année au travers d’un réseau de conduites de 2 500 km. Le CO2 doit alors être comprimé à une pression minimale de 73 bars pour atteindre l’état supercritique et une forte densité, proche de l’état liquide. Au delà de certaines distances (500 à 1 000 km, selon les sources), le transport par navires apparaît plus économique. Le CO2 est alors transporté sous forme liquide.

Le coût du transport est compris entre 2 et 3 €/t CO2 pour 100 km

Pour transporter du CO2 par gazoduc dans des zones habitées, il faut prendre garde à l'itinéraire à suivre, à la protection contre la surpression, à la détection de fuites et à d'autres facteurs de conception.

 

5 - Le stockage (ou séquestration) du CO² 

Une fois le CO² capté, il faut ensuite le stocker durablement. Plusieurs types de stockage à long ou moyen terme sont envisagés :   

Anciens gisements d'hydrocarbures (pétrole / gaz)

  Structures piégeantes

  Etanches (aux gaz non réactifs)

  Objets bien connus

  Intérêt économique via EOR (1) / EGR (2)

 Aquifères salins

  Grande capacité de stockage

  Eau non potable

Veines de charbons (non exploitées)

 Récupération de méthane possible

 

Trois projets de stockage d'envergure industrielle sont en cours d'exécution :

Le potentiel le plus important est constitué par les aquifères profonds. Une expérience de cette nature existe sur la plate-forme Sleipner en Mer du Nord, où 1 Mt/an de CO2 sous-produit de l'extraction pétrolière est réinjecté, non dans le gisement pour faire de l'EOR (récupération améliorée de pétrole), mais dans un aquifère situé au-dessus du gisement pétrolier.

(La décision de réinjecter le CO2 à Sleipner a été prise en 1991, suite à l'introduction en Norvège d'une taxe sur les émissions de CO2 de 50 €/tonne CO2 émise)

Une autre expérience a lieu au Canada dans le champ pétrolier de Weyburn, combiné à la récupération assistée de pétrole où 1.8 Mt/an de CO2 est stocké depuis septembre 2000.

Enfin, le projet d'In Salah réalisé en Algérie dans un champ de gaz naturel.

Pierre Le Thiez, de l'Institut Français du pétrole, disait lors du Colloque du Havre des 8 et 9 mars 2007 "Vouloir réduire d'une gigatonne par an les émissions de CO2 suppose la mise en exploitation d'un millier de stockages comparables à Sleipner3"

Si nous voulons respecter l'objectif de division par 4 de nos émissions à l'échéance 2050, il nous faut pouvoir stocker plus de 110 millions de tonnes de CO2 par an.

Le premier projet français de CC&S, piloté par Total, ne devrait permettre d'injecter que 200 000 tonnes de CO2 sur 2 ans dans la région de Lacq dans les Pyrénées à partir de 2008. Le tout pour un budget de 60 millions d'euros. Ce qui fait cher la tonne de CO2 séquestrée.

 

 

 

6 - Quels sont les risques locaux pour la santé, la sécurité et l'environnement

  Les risques de fuite encourus ne sont pas négligeables. Ils sont bien connus et mal maîtrisés :   

1) Les risques de fuites

2)   Acidification des nappes phréatiques et des sols.

La fuite progressive en raison d'une faille, d'une fracture ou d'un puits non détecté : Une libération lente et continue du CO² entraînerait simplement une dissémination lente dans l’atmosphère. Beaucoup d’effort pour rien. Au passage les sols et nappes phréatiques auront été pollués et acidifiés.

La fuite soudaine par défaillance du puits d'injection ou par remontée dans un puits abandonné  : Une libération soudaine et importante de CO2 entraînerait des risques immédiats pour la vie et la santé si des êtres humains étaient exposés à des concentrations de CO2 dans l'air supérieures à 7 à 10 % par volume. Un dégazage soudain aurait un impact important. En petite quantité le CO² ne présente aucun danger. Au contraire, une libération rapide et soudaine peut être mortelle. 

Le 21 Août 1986 au Nord-Ouest du CAMEROUN au Lac Nyos, le CO² d’origine volcanique a été libéré en quelques heures. Une explosion gazeuse a  projeté dans les airs, comme un bouchon de champagne, une colonne d'eau à une hauteur dépassant 80 m. L'énorme quantité de gaz carbonique libéré, étant plus dense que l'air, a ensuite "coulé" dans les vallées avoisinantes en asphyxiant toute forme de vie jusqu'à 30 km du lac. 1 700 villageois et des milliers de têtes de bétail ont péri. 

La quantité de 300 000 tonnes qui a provoqué ce drame est tout à fait négligeable si l’on compare à la quantité de CO² émis par une seule centrale thermique en un an, soit plus de 4 millions de tonnes.

Les conséquences d'une concentration élevée de CO2 dans le sous-sol peu profond peuvent être des effets mortels pour les plantes et les animaux du sous-sol et la contamination des eaux souterraines. Des flux importants associés à des conditions atmosphériques stables peuvent entraîner des concentrations locales élevées de CO2 dans l'atmosphère qui risquent de nuire aux animaux et à l'homme. L'élévation de la pression due à l'injection de CO2 pourrait provoquer de petits phénomènes sismiques.

 

Doit-on faire courir ce risque aux populations ? Seront-elles informées ?

En France il est en tout cas impératif de prendre son temps et de ne pas jouer aux apprentis sorciers. Les premières mesures à prendre sont tout naturellement une diminution de la consommation (économie d’énergie notamment dans les bâtiments) et d’abandonner la production d’électricité au charbon. Le lobby du charbon propre ne se soucie pas forcément de la population mais bien plus de la manne financière qui va arriver lorsque ces techniques seront mises au point.

Étant donné la durée très longue du stockage géologique du CO2, il pourra s'avérer nécessaire de surveiller les sites pendant très longtemps

 

 

Lien vers les rapports ayant servi de base à l'élaboration de ce document

 

(1) EOR : récupération assistée de pétrole

(2) EGR : récupération assistée de gaz