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[Interview] Isabelle Czernichowski-Lauriol : le stockage de CO2 et ses défis

 

 

Une interview au long cours avec… Isabelle Czernichowski-Lauriol

«  Le stockage du CO2 est un bien commun. » 

Experte en stockage du carbone, Isabelle Czernichowski-Lauriol coordonne les recherches au sein du Bureau de recherches géologiques et minières.

Un chapitre de Nos Futurs
(dont on parlait en juillet)
a été écrit de sa main

A quand remonte l’idée du stockage du carbone dans des formations géologiques ?
En ce qui me concerne, c’était en 1993. J’ai été impliquée dans le premier projet de recherche européen sur le sujet. Il était coordonné par la Grande Bretagne et le BRGM était le seul partenaire français. Certaines personnes, notamment au sein de la Commission européenne, étaient déjà convaincues que les activités humaines déréglaient le climat et qu’il fallait imaginer des solutions sans attendre. Cela semblait une idée intéressante : l’essentiel du problème vient du fait qu’on a déstocké du carbone du sous-sol pour nos besoins énergétiques… donc renvoyons-le dans le sous-sol !

En quoi consistait ce projet ?
Il s’agissait de défricher l’idée : allait-on pouvoir capter le CO2 de différentes installations industrielles ? Peut-on le transporter et le stocker efficacement dans des formations géologiques adéquates ? Je coordonnais l’étude des interactions entre le CO2 injecté et les roches réservoir et de couverture pour en analyser le devenir, les transformations minéralogiques et leurs impacts… A l’époque, on parlait essentiellement des centrales de production d’énergie – à charbon et à gaz. Aujourd’hui, ça s’est étendu à tout type d’installations industrielles, comme les cimenteries ou les aciéries…

 « C’est en 1995 que la France s’est emparée du sujet. » 

Quelles en ont été les conclusions et les conséquences ?
Le projet a conclu que le stokage de carbone était tout à fait envisageable. D’une part car on le pratiquait déjà certaines parties de la chaine. D’autre part, parce qu’il existe dans le sous-sol des analogues naturels – des accumulations de CO2 pur qui sont là depuis des millions d’années. Cela montre que le piégeage permanent du CO2 sous terre est possible. Injecter du CO2 dans le sous-sol se faisait déjà dans le cadre de la “récupération assistée du pétrole”, surtout en Amérique du nord mais aussi en Hongrie, en Russie… Capter le CO2 sur les installations de traitement de gaz naturel était également maîtrisé : le gaz naturel contient généralement du CO2 et doit être purifié afin d’être vendu… même si à l’époque il était renvoyé dans l’atmosphère. Enfin, le transport et le stockage de gaz naturel étaient des pratiques courantes. En 1996, la première opération à grande échelle de stockage du CO2, sous la mer du Nord en Norvège – Sleipner – a été lancée. Ensuite, beaucoup d’autres projets de recherche européens ont suivi. Enfin, une directive européenne sur le stockage géologique de CO2 a été adoptée en 2009.

Est-il nécessaire d’avoir un gisement de gaz naturel épuisé pour y stocker du CO2 ?

Non car pour stocker le CO2, il y a deux cibles. La première est effectivement constituée des gisements de pétrole ou de gaz épuisés ou sur le déclin. Ces structures géologiques ont fait la preuve qu’elles pouvaient stocker des fluides et de l’espace a été libérée par l’extraction. Cependant, ces gisements ont des volumes limités et ne sont pas situés partout. La seconde cible sont les aquifères salins profonds. En dehors des zones montagneuses, les bassins sédimentaires – par exemple, le bassin parisien – sont de véritables mille-feuilles géologiques. Ces couches sont soit poreuses et perméables, soit argileuses et imperméables. Les couches aquifères piègent des fluides en général de l’eau, très salée à grande profondeur, mais parfois du pétrole, du gaz naturel ou du CO2. Les couches au-dessus jouent le rôle de barrières étanches. Très étendues, les aquifères salins profonds sont capables de stocker de grands volumes de CO2 et on a plus de chance d’en trouver à proximité des lieux de captage. Les deux premières installations fonctionnant en Europe — Sleipner et Snøhvit en Norvège – le stockent en aquifère salin profond sous la mer du Nord. Il faut maintenant mener des études territoire par territoire pour trouver les solutions de stockage les plus appropriées.

 « Il n’y a pas de modèle économique viable qui incite les industriels à investir dans cette technologie. » 

Quel est le coût, à la fois économique et énergétique, du stockage de CO2 ?

Ce qui coûte le plus cher, c’est de capter le CO2 dans les fumées car il est assez dilué. Il faut donc extraire chaque molécule de CO2 des effluents gazeux industriels. Cette partie représente 80% des coûts totaux ; les coûts de transport et de stockage ramenés à la tonne de CO2 sont plus faibles. Le coût total de toute la chaîne se situe entre 40 et 100 euros par tonne de CO2 évité mais dépend beaucoup des configurations. Actuellement, il n’y a pas de modèle économique viable qui incite les industriels à investir dans cette technologie. Le marché du carbone européen a très mal fonctionné depuis qu’il a été créé en 2005, le prix de la tonne de CO2 est même descendu très bas (5 euros), ce qui ne permet pas d’avoir l’assurance de compenser ses coûts captage et stockage. Ces projets nécessitent de gros investissements et d’être prévus sur au moins 40 ans, les financeurs ont besoin d’avoir une vision à long terme des mécanismes incitatifs. C’est pourquoi assez peu de projets de taille industrielle ont été lancés jusqu’à présent. Les deux projets norvégiens ont vu le jour car il existe dans ce pays une taxe sur les émissions de CO2. Ailleurs dans le monde, les 24 autres projets en opération concernent surtout des stockages sur des gisements d’hydrocarbures sur le déclin et tirent leurs revenus, soit du pétrole supplémentaire extrait, soit d’importantes subventions publiques.

Y a-t-il des évolutions ?
Le prix de la tonne de CO2 sur le marché européen est en train de monter fortement, ce qui probablement dû au fait que l’Union européenne a décidé l’an dernier de renforcer ses objectifs climatiques. Il atteint en ce moment un niveau record de 49 euros la tonne. En réalité, c’est en train d’évoluer fortement depuis un ou deux ans au niveau mondial. Les Etats-Unis ont mis en place un système de crédit d’impôt à hauteur de 50 dollars par tonne de CO2 pour un stockage en aquifère salin profond et de 35 dollars pour un stockage dans un gisement de pétrole sur le déclin couplé à de la récupération assistée. La Norvège vient de décider de financer un troisième projet de taille industrielle de stockage en aquifère salin profond, lié à la décarbonation d’une cimenterie et d’une usine de valorisation énergétique des déchets dans la région d’Oslo. Le Royaume-Uni vient également de lancer un grand plan d’investissement sur le captage et stockage du CO2 et alloue des financements importants, tout comme les Pays-Bas. L’Europe du nord est en train de passer au déploiement industriel.

 « En France, c’est encore timide. » 

Et la France dans tout ça ?
En France, c’est encore timide. Mais le captage, stockage et valorisation du CO2 sont bien inscrits dans la stratégie nationale bas carbone, révisée en 2020. La France compte capter et stocker dans le sous-sol 15 millions de tonnes de CO2 par an en 2050 pour compenser les émissions incompressibles de ses industries et assurer sa neutralité carbone. Ce qui veut dire qu’il faut se préparer dès maintenant avec des pilotes et des démonstrateurs. Les acteurs français ont les compétences pour le faire ; certains sont déjà très actifs à l’étranger et la plupart sont rassemblés au sein du Club CO2 dont le rôle est de promouvoir et d’accélérer le déploiement en France de cette technologie. J’ai tout récemment publié un article avec des collègues du Club CO2 pour faire le point sur la situation.

Quelles découvertes ont été faites depuis les débuts des recherche sur le stockage géologique du CO2 ?

On a beaucoup avancé sur la compréhension des mécanismes et sur la simulation numérique. Le CO2 est injecté sous forme dense, correspondant à un état « supercritique » et non gazeux. Une partie se dissout dans l’eau salée de la formation aquifère, entraîne une acidification de l’eau et des réactions minéralogiques. Il peut y avoir des effets très spécifiques autour du forage d’injection mais aussi plus loin. C’est donc un problème multi-échelle. Des méthodes innovantes en termes de monitoring du sous-sol ont également été développées, avec l’émergence de startups comme GeoLinks et Spotlight. Il y a eu aussi de belles avancées sur les méthodes d’évaluation et de maitrise des risques ainsi que sur des synergies possibles entre stockage de CO2 et exploitation de la chaleur du sous-sol (géothermie). Enfin les zones favorables au stockage ont été identifiées et commencé à être étudiées. Le BRGM mène des recherches sur tous ces sujets depuis déjà une trentaine d’années.

 « Contrairement à d’autres pays, notre électricité est principalement nucléaire, donc décarbonée. » 

Comment structurer le déploiement de ces technologies ?
Pour le captage, il y a beaucoup de voies possibles. Il s’agit de procédés industriels, adaptés aux types d’émetteurs, qui peuvent être installés partout dans le monde une fois testés. Le stockage dépend lui de la géologie locale et doit s’adapter aux conditions du milieu naturel. C’est presque un « bien commun », qui pourrait être géré au service de plusieurs émetteurs. Il faut bien sûr s’assurer qu’il n’y ait pas de fuites et que le CO2 soit piégé durablement et en toute sécurité sans impacter l’environnement local. Il est important d’avoir une approche territoriale : le BRGM coordonne actuellement le projet européen STRATEGY CCUS qui élabore des scénarios de déploiement dans huit régions propices d’Europe du Sud et de l’Est, dont la vallée du Rhône et le Bassin parisien pour la France.

Pourquoi parle-t-on peu du stockage de CO2 en France ?
Contrairement à d’autres pays, notre électricité est principalement nucléaire, donc décarbonée. Ainsi, pendant longtemps, on voyait peut-être moins l’intérêt du stockage de carbone. Par ailleurs pour réduire ses émissions de CO2, la France a concentré ses efforts sur l’efficacité énergétique et le développement des énergies renouvelables, mais aussi sur les puits naturels de carbone, comme les sols et forêts. Or on se rend compte aujourd’hui que cela ne suffit pas, que la France est en retard sur ses propres objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) et que pour de nombreuses industries il restera toujours des émissions de CO2 incompressibles pour lesquelles le puits de carbone géologique sera une solution.

 « On aura toujours des émissions de CO2 incompressibles. » 

Quels sont les grands défis pour passer à plus grande échelle ?
Pour moi, le plus grand défi est d’avoir la volonté de le faire ! C’est une solution d’atténuation du changement climatique qui est encore très peu connue et très peu mise en avant. Mais c’est en train de changer avec les nouvelles ambitions de neutralité carbone. En France, la stratégie d’accélération de la décarbonation de l’industrie – à paraître en juin – intégrera le captage, stockage et valorisation du CO2.

Comment encourager financièrement le développement de la filière ?
C’est une vraie question. On peut s’inspirer de ce qu’il se passe aux Etats-Unis et en Europe du Nord. Il faut trouver les bonnes solutions financières permettant aux technologies innovantes pour le climat d’émerger. Une grande conférence internationale aura lieu à Paris le 2 et 3 juin – la Carbon Pricing Conference – qui discutera des mécanismes financiers, des technologies climat et des politiques publiques pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Une session sera dédiée au financement des solutions de captage, stockage et utilisation du CO2.

Propos recueillis par Lucile Veissier
© BRGM – Alexandre Paumard