Capter, transporter et stocker le CO₂

La R&D de TotalEnergies travaille depuis plus de vingt ans sur le développement du CCS (Capture et Stockage de Carbone) pour réduire ses émissions de CO₂ et celles de ses clients en particulier à Lacq. Objectif 2030 ? Être en mesure de stocker plus de 10 Mt CO₂ par an. La chaîne CCS comprend trois étapes : la capture du CO₂ émis par l’industrie, le transport par navire ou pipeline, le stockage dans des aquifères salins ou d’anciens réservoirs (gaz, huile). Une nouvelle chaîne industrielle émerge.

 

Une solution émergente

« En Béarn, beaucoup de gens se rappellent du pilote de captage-transport-stockage de CO₂, lancé en 2007 sur le bassin de Lacq par TotalEnergies. Une première en Europe ! En 2010, le réservoir de Rousse et l’installation de captage étaient opérationnels. Pendant trois ans, jusqu’en 2013, ce sont plus de 51 000 tonnes de CO₂ qui ont été injectées avec succès dans le sous-sol, dans ce pilote à petite échelle qui a démontré la capacité à mettre en œuvre une chaîne de captage, transport et stockage, aujourd’hui exploitée dans les projets industriels de Mer du Nord ».

Luc Pauget,
R&D Capture et Stockage de Carbone – Centre Scientifique et Technique Jean Feger – CSTJF Pau

Dans le scénario Net Zero Emissions de l’Agence Internationale pour l’Énergie, le monde continue à consommer du gaz et du pétrole à l’horizon 2050. Et dans ce contexte, il faut trouver des solutions pour capter, transporter et stocker le CO₂ émis par certaines activités incontournables – énergie, cimentiers, sidérurgie… – pour lesquelles aucune alternative n’aura été trouvée. En 2023, le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) et l’AIE (Agence Internationale pour l’Energie) ont reconnu le CCS comme une des solutions à développer pour réduire les émissions de gaz à effet de serre.

 

A la recherche de sites d’injection

« Maintenant, il s’agit d’industrialiser le process : capter les quantités importantes de CO₂ émises par les industriels, comprimer le gaz pour pouvoir le transporter sous forme liquide dans des pipes ou des bateaux à une température de -26°, puis l’injecter massivement dans des réservoirs souterrains ». Ce qui implique de disposer de sites adaptés. Soit des réservoirs de gaz ou d’huile dits « déplétés » – qui ne sont plus exploités –, soit des aquifères salins. « Nous travaillons aussi sur l’acceptabilité de ces futurs stockages par la société », poursuit Luc Pauget, « avec une information transparente sur l’évaluation des sites, la gestion des risques et la surveillance ». Il s’agit également de faire de la pédagogie autour du CO₂. Un gaz qui a un fort pouvoir réchauffant lorsqu’il est rejeté dans l’atmosphère mais qui fait partie de notre quotidien. C’est lui qui donne sa caractéristique au champagne et à l’eau gazeuse, c’est lui aussi qui renforce la croissante des plantes dans les serres.... « Nous devons aussi démontrer que le CO₂ peut être contenu durablement, quasiment pur, dans le sous-sol. La R&D travaille sur la compréhension fine des couches géologiques et des mécanismes de piégeage, sur la migration du CO₂ dans l’eau des aquifères, sur des simulations sur des centaines et des milliers d’années… ».

 

Plusieurs projets opérationnels

Sur le terrain, le CCS devient très concret. En août 2022, TotalEnergies et ses partenaires ont signé le premier accord commercial au monde avec Yara, producteur d’ammoniac et d’engrais, pour le transport et la séquestration du CO₂. Dès 2025, chaque année, 800 000 tonnes de CO₂ seront capturées au Pays-Bas puis acheminées jusqu’au site de Northern Lights en Norvège pour y être injectées. En phase 1, la capacité d’injection du site atteindra 1.5 Mt/an, en phase 2 entre 5 et 6 Mt/an. Dans le même temps, TotalEnergies, aux côtés de Shell, Énergie Beheers Nederland et Gasunie, développe un autre projet, Aramis aux Pays-Bas, qui vise un potentiel de stockage de 8Mt de CO₂/an à partir de 2030. L’équivalent de la moitié des émissions annuelles du transport aérien en France. Un début significatif ! Au Danemark, le projet Bifrost, pour sa part, permettra de créer des infrastructures performantes pour transporter le CO₂ des pôles industriels européens jusqu’au stockage offshore en mer du Nord. En 2023, TotalEnergies a obtenu des permis couvrant les champs gaziers de Harald et un aquifère salin (5Mt de CO₂/an dès 2030). La filière s’organise.

« Outre la chaîne stockage qui permet de réduire les émissions de l’industrie, la R&D de TotalEnergies se projette plus loin. Elle planche par exemple sur la captation de CO₂ dans l’air (DACS Direct Air Capture) qui permettra, un jour, de réduire les émissions mais aussi de « réparer » l’atmosphère (ce qu’on appelle les émissions négatives). Elle avance aussi sur le stockage sous forme de roche en carbonate, sur son utilisation dans la fabrication de carburant vert ou de boucle géothermique révolutionnaire. Recherche à suivre ! », explique Luc Pauget, R&D Capture et Stockage de Carbone – Centre Scientifique et Technique Jean Feger – CSTJF Pau.

Coralie Girard, Ingénieur responsable de laboratoire – Service Séparations et Traitement de Gaz – Pôle d’Études et de Recherche de Lacq (PERL) ajoute : « Il y a encore des freins à lever. Au PERL, nous étudions des procédés plus efficaces, plus compacts et des matériaux (liquides et solides) permettant de capter plus de CO₂ et de réduire les coûts d’investissement et d’exploitation. En parallèle, nous avançons aussi sur la réduction de l’impact des installations de capture sur l’environnement. Deux technologies sont à l’étude : la première est basée sur l’utilisation de liquides pour piéger le CO₂. La seconde consiste à emprisonner le CO₂ dans un solide poreux. Un des freins actuels à l’utilisation de ces technologies reste l’énergie nécessaire pour les faire fonctionner ».