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reportage

"Le CO2 doit repartir d'où il vient: dans le sol"

Pour atteindre les objectifs de réduction d'émission de gaz à effet de serre d'ici 2030, les Pays-Bas lancent Porthos, projet d'enfouissement du CO2 dans le sol. Une initiative qui séduit les industries, mais laisse sceptiques les organisations environnementales.

L'ancienne plateforme de forage P18A, au large de la côte néerlandaise, a extrait pendant des décennies du gaz naturel des fonds marins de la mer du Nord. Bientôt, le port de Rotterdam injectera du CO2 dans le sous-sol. "Les champs gaziers vides recèlent beaucoup de potentiel. Cela nous permet de gagner du temps."

Dans le coin le plus reculé du Maasvlakte, on trouve une plage de galets avec un parking. À midi, les dockers du port de Rotterdam viennent manger des frites au snack Balkon van Europa, qui offre une vue imprenable sur l'embouchure du port et la mer du Nord. Par temps clair, on aperçoit à l'horizon un petit point gris, l'ancienne plate-forme de forage P18A. Depuis sa mise en service, les compagnies pétrolières ont extrait pas moins de 18 milliards de m3 de gaz naturel du fond de la mer du Nord. Maintenant que les champs sont presque vides, après 30 ans d'exploitation, les entreprises portuaires de Rotterdam souhaitent amorcer le chemin inverse: réinjecter du gaz au lieu d'en extraire. À partir de 2024, ils prévoient de commencer à stocker dans les champs gaziers vides les gaz à effet de serre qu'ils capteront dans les cheminées de leurs usines.

"Ici, derrière nous, il y aura une station de compression pour le CO2 capté", explique Sjaak Poppe, porte-parole du port de Rotterdam, en désignant un terrain vague. "Il sera transféré via un gazoduc de 21 km qui sera installé sur le fond de la mer. Là, le CO2 sera injecté via les trous de forage existants, à trois kilomètres de profondeur, dans la couche de grès poreuse qui contenait du gaz naturel depuis des siècles. Lorsque les champs seront pleins, nous fermerons les puits de forage avec un bouchon de béton de 50 mètres. Normalement, le gaz y restera. Nous surveillerons les champs pendant plusieurs dizaines d'années. Si tout se déroule comme prévu, nous n'aurons plus à nous en occuper."

Porthos, projet pilote

Les attentes concernant la technique de stockage du CO2 – également connue sous le nom "Carbon Capture and Storage" (CCS) – sont élevées. Pour stopper le réchauffement de la planète, il a été convenu dans l'accord de Paris sur le climat que l'économie mondiale devait cesser d'augmenter les quantités de gaz à effet de serre dans l'atmosphère à l'horizon 2050. Pour l'industrie, cela signifie un changement radical. Pour atteindre les objectifs fixés, elle devra soit recourir à des processus de production sans carbone, soit capter et stocker le CO2.

2030
Les Pays-Bas veulent réduire de moitié, d’ici 2030, la quantité de CO2 produite par le pays par rapport à 1990. Le port d’Anvers s’est fixé le même objectif.

En Europe, Rotterdam fait figure de pionnière dans le stockage du CO2. Le stockage de CO2 peut-il être rentable?, en collaboration avec l'opérateur du réseau de gaz néerlandais Gasunie et EBN. Cette entreprise publique gère les participations de l'État dans l'industrie pétrolière et gazière, et sait avec précision quels sont les champs disponibles pour le stockage. Leur objectif est d'installer un gazoduc à travers le port de Rotterdam. Les entreprises pourront s'y connecter pour transporter le CO2 capté.

Le trajet suivi par le gazoduc commence à la plus grande raffinerie du pays, l'énorme complexe Shell situé dans la partie orientale du port, où le logo jaune du géant néerlandais orne un gigantesque réservoir. "Shell captera ici le CO2 dans les cheminées, et nous le transfèrera", explique Poppe. "Le gazoduc poursuivra ensuite son chemin sous terre, sous la rivière Oude Maas, et passera devant les autres entreprises participantes."

Près du port de Rotterdam, dans un terrain vague, une station de compression pour le CO2 capté doit être installée d’ici 2024, à 3 kilomètres de profondeur sous la terre. ©Jiri Buller

Adhésion des industries

Poppe nous montre tout le trajet en voiture: un parcours de 32 kilomètres sous le pont Botlek, le long de l'autoroute A15, jusqu'à la pointe du Maasvlakte. En chemin, nous passons devant de nombreuses raffineries, sociétés chimiques et terminaux pétroliers. Au départ, dix entreprises se sont déclarées intéressées par le projet Porthos. Le choix s'est porté sur les quatre sociétés capables rapidement de capter facilement de grandes quantités de CO2: Shell, la raffinerie d'Exxon et les usines d'hydrogène d'Air Liquide et Air Products. Ces deux dernières produisent de l'hydrogène pour désulfurer le pétrole des raffineries. Pour ce faire, elles fractionnent le gaz naturel, un processus qui libère de grandes quantités de CO2 dans l'atmosphère. Dans le cadre du projet Porthos, elles se sont engagées à capter les gaz à effet de serre.

©Jiri Buller

Les Pays-Bas se sont fixé comme objectif de réduire de moitié, d'ici 2030, la quantité totale de CO2 produite par le pays par rapport à 1990. D'ici là, l'industrie devra réduire ses émissions de 14,3 millions de tonnes. Près de la moitié de cette réduction pourra se faire grâce au stockage du CO2.

Les quatre entreprises pionnières liées à Porthos souhaitent stocker chaque année 2,5 millions de tonnes de CO2 dans le sous-sol, ce qui représente 10% des émissions actuelles de l'industrie à Rotterdam. Les anciens gisements de gaz autour de P18A disposent de suffisamment d'espace pour stocker l'équivalent de 15 années de captation de CO2.

"Sur les 18 millions de tonnes de CO2 produites chaque année dans la zone portuaire anversoise, près de la moitié pourra être captée d'ici 2030."
Jacques Vandermeiren
CEO du port d’Anvers

Mais pour le port de Rotterdam, les choses ne s'arrêtent pas là. "Le pipe-line que nous construisons est plus grand que ce qui est nécessaire pour les quatre entreprises participantes", explique Poppe. "Nous avons prévu une capacité de 10 millions de tonnes par an, ce qui permettra ultérieurement à d'autres entreprises de se connecter dans le cadre de nouveaux projets. Nous disposons également de nombreuses autres possibilités en mer. Les Pays-Bas ont suffisamment d'anciens gisements vides pour accueillir 1,5 milliard de tonnes de CO2. Nous avons de nombreuses années devant nous."

Anvers, sur le modèle de Rotterdam

À Anvers, l'industrie suit également de près l'évolution de la situation à Rotterdam. Chaque mois, les responsables de Porthos se réunissent pour examiner si le secteur pétrochimique anversois pourra se joindre au projet. "Le potentiel est très prometteur", estime Jacques Vandermeiren, CEO du port d'Anvers. "Sur les 18 millions de tonnes de CO2 produites chaque année dans la zone portuaire anversoise, près de la moitié pourra être captée d'ici 2030. Les études techniques sur l'infrastructure optimale sont en cours, et nous sommes en train d'analyser comment atteindre les objectifs fixés de la façon la plus rapide et la plus économique."

©Jiri Buller

Le consortium industriel Antwerp@C suit deux pistes pour acheminer le CO2 produit à Anvers dans les champs gaziers vides en mer du Nord. La première option consiste à construire un terminal de liquéfaction du CO2 et à le faire acheminer en mer par des méthaniers. La seconde possibilité prévoit la construction, avec Porthos, d'une connexion à Rotterdam qui permettrait à Anvers de se raccorder au pipe-line néerlandais. "La décision sera prise dans les mois à venir", explique Vandermeiren. "Pour les champs de gaz vides situés à proximité, il est possible de travailler avec des gazoducs, mais pour les sites de stockage plus éloignés de la côte, il sera plus efficace de faire acheminer le gaz par des méthaniers. Il est probable que nous utiliserons une combinaison des deux options. BASF, Air Liquide, Borealis, Exxon Mobil, Total et Ineos peuvent construire des installations de captage sur leurs sites. La colonne vertébrale du pipe-line devra être construite le long de l'Escaut pour transporter le CO2."

3
milliards d'euros
Il serait nécessaire d'investir 3 milliards d'euros pour capter le CO2 et construire les infrastructures à Anvers.

Le gestionnaire du réseau de gaz Fluxys étudie actuellement quelles nouvelles canalisations seront nécessaires et quels sont les gazoducs existants pouvant être convertis pour transporter le CO2. Le groupe se concentre en priorité sur les principales zones industrielles du pays: Anvers, Gand, Liège et Charleroi. Le terminal gazier de Fluxys à Zeebrugge est idéalement situé pour jouer le rôle de plaque tournante pour exporter le CO2. La Belgique ne possède aucun champ gazier, mais il existe de nombreuses possibilités dans les eaux néerlandaises, danoises, britanniques et norvégiennes.

Un financement européen controversé

L'aboutissement du projet repose sur le financement. Antwerp@C a estimé qu'il serait nécessaire d'investir 3 milliards d'euros pour capter le CO2 et construire les infrastructures à Anvers. Le CEO de Fluxys, Pascal De Buck, a récemment déclaré à nos confrères du Tijd que le coût des canalisations pour le CO2 et l'hydrogène atteindrait facilement 1 milliard d'euros en Belgique. Une récente étude de la Vlaio (Flanders Innovation & Entrepreneurship), menée conjointement avec la VUB et Deloitte, estime qu'il sera nécessaire d'investir de 2 à 7,5 milliards d'euros en Flandre entre aujourd'hui et 2050, rien que pour construire les installations de captage du CO2. Ces chiffres ne tiennent pas compte des infrastructures de transport ni des coûts d'exploitation des installations, qui nécessitent beaucoup d'énergie.

"Ce système n'apporte aucune solution structurelle. Que fera l'industrie pétrolière lorsque les champs gaziers vides les plus accessibles seront saturés?"
Les organisations environnementales

"La construction des gazoducs est une chose, mais l'élément le plus cher est le captage lui-même", explique Vandermeiren. "Les quartiers généraux des entreprises à Paris, Dallas et Ludwigshafen auront le dernier mot lorsqu'il faudra décider d'investir ou non. La part de financement provenant de l'Europe sera un facteur décisif."

Ces subventions sont loin d'être marginales, comme le montre l'exemple néerlandais. Shell, Exxon Mobil, Air Liquide et Air Products ont demandé conjointement des subsides de 2,1 milliards d'euros, sur les 5 milliards prévus par les autorités néerlandaises en faveur du climat, appelés SDE++.

©Jiri Buller

Cette quasi-confiscation de la majeure partie de ces subsides reste en travers de la gorge des organisations environnementales, qui estiment que le financement du captage de CO2 équivaut en réalité à soutenir l'industrie des carburants fossiles. "Ce système n'apporte aucune solution structurelle. Que fera l'industrie pétrolière lorsque les champs gaziers vides les plus accessibles seront saturés?" se demandent-ils.

"Le développement des énergies renouvelables est trop lent. Le captage du CO2 est la seule façon d'atteindre nos objectifs climatiques."
Sjaak Poppe
Porte-parole du port de Rotterdam

Pour les autorités portuaires de Rotterdam, il n'existe aucune alternative. "Le captage du CO2 est le seul moyen d'atteindre les objectifs climatiques", estime Poppe. "Le développement des énergies renouvelables est trop lent. En captant le carbone, l'industrie pourra atteindre la moitié de ses objectifs de réduction d'émissions au cours des dix prochaines années. Peu de technologies peuvent se targuer d'être aussi efficaces, à un prix aussi avantageux par tonne de CO2 non rejetée dans l'atmosphère. Cette technique ne sera pas utilisée pendant 100 ans, nous en sommes conscients, mais elle nous permettra à court terme d'éviter le rejet de grandes quantités de CO2 dans l'atmosphère. La société et l'industrie disposeront ainsi de plus de temps pour préparer la transition."

Une solution qui a ses limites

Vandermeiren ne dit pas autre chose. "En Belgique, si nous voulons réussir à réduire de 55% nos émissions de CO2 d'ici 2030 par rapport à 2009, nous devons également capter le CO2", explique le patron du port d'Anvers. "Cette technique nous permettra d'éviter assez facilement, année après année, le rejet de millions de tonnes de CO2 dans l'atmosphère. Personne ne le fait de gaîté de cœur, et ce n'est pas la solution idéale. Mais elle n'en reste pas moins capitale dans l'attente d'une percée de la production d'hydrogène verte à grande échelle."

©Jiri Buller

Pour le chercheur de la VUB Tomas Wyns, le captage du CO2 constitue une étape logique pour plusieurs sites anversois. "Dans les processus où le flux de CO2 est assez pur, comme la production d'ammoniaque et d'hydrogène à base de gaz naturel, c'est évident", explique le spécialiste de la transition climatique industrielle. "Le captage du CO2 est économique, et nous disposons du savoir-faire. Il ne manque que l'infrastructure de transport."

Les parties concernées s'attendent à ce que les choses avancent vite, en particulier si une décision est prise dans les mois à venir sur l'attribution des subventions européennes. Chez Antwerp@C, on espère qu'une première section du réseau sera opérationnelle d'ici 2024 et, à Gand, les autorités de North Sea Port espèrent disposer en 2026 des infrastructures nécessaires pour liquéfier le CO2 et le transporter par bateau. L'entité portuaire fusionnée belgo-néerlandaise prévoit de capter 6,5 millions de tonnes de CO2 d'ici 2030, et de les stocker dans des champs gaziers vides.

"Jusqu'à maintenant, il a toujours été moins cher de rejeter le CO2 dans l'atmosphère que de l'empêcher de s'y retrouver."
Sjaak Poppe

À Rotterdam, les autorités espèrent obtenir les permis et prendre toutes les décisions d'investissement au début de l'an prochain. "Les travaux de construction devraient durer deux ans, ce qui nous permettra de commencer à stocker du CO2 dès 2024", explique Poppe. "Si nous agissons rapidement, nous pourrons mettre en service un deuxième projet en 2025 ou 2026 sur le gazoduc Porthos, peut-être même avec du CO2 produit à Anvers. Il existe déjà un couloir de pipe-lines entre les deux ports pour le pétrole brut, l'hydrogène et le gaz. Il serait facile d'y ajouter une canalisation pour le CO2."

Pour Poppe, le plus important est de réunir les parties qui souhaitent aller de l'avant. "Vous pouvez rester bloqué très longtemps au niveau de la phase d'étude, mais à un certain moment, il faut se lancer", conclut-il. "Si nous voulons garder l'industrie chez nous et atteindre les objectifs climatiques, nous devons capter et stocker le CO2. Nous devons aujourd'hui prendre l'initiative et acquérir l'expérience nécessaire. Nous ne pouvons pas attendre les autres indéfiniment."

Le stockage de CO2 peut-il être rentable?

Si la technologie de captage du CO2 – qui est connue depuis des décennies – n'a jamais été utilisée, estime Sjaak Poppe du port de Rotterdam, c'est à cause de l'absence de modèle de rentabilité. "C'est très simple", dit-il. "Il a toujours été moins cher de rejeter leCO2 dans l'atmosphère que de l'empêcher de s'y retrouver."

Les choses pourraient changer dans les dix prochaines années. Plusieurs processus de production pourraient atteindre le point de basculement où le stockage du CO2 deviendrait l'option la plus intéressante d'un point de vue économique. Les sociétés énergétiques et la grande industrie en Europe doivent, via le système d'échange des droits d'émissions ETS, payer pour chaque tonne de CO2 rejetée dans l'atmosphère. Vu que les quantités autorisées diminuent d'année en année, polluer pourrait devenir très cher. En un an, le prix a plus que doublé en Europe, pour se situer non loin de 45 euros la tonne.

À mesure que les prix des droits d'émission augmenteront, le seuil de rentabilité du captage s'abaissera, en particulier si les industriels réussissent à réduire comme prévu les coûts du captage. "Plus le prix du CO2 augmentera, moins le gouvernement devra intervenir par le biais des subventions", explique Poppe. "Grâce à la garantie des pouvoirs publics, les entreprises ne risquent pas que les millions investis dans le captage ne soient pas rentabilisés si le prix du CO2 reste bas."

Poppe ne s'attend cependant pas à ce que les droits d'émission augmentent au point d'amortir totalement les frais de captage et de stockage. La construction du gazoduc Porthos nécessitera un investissement de 450 à 500 millions d'euros, un montant que les initiateurs du projet récupéreront en facturant aux entreprises participantes de 40 à 50 euros pour chaque tonne de CO2 livrée. Mais les entreprises devront y ajouter le prix du captage. Selon le processus chimique utilisé et le degré de pureté du CO2 libéré, le Bureau du Plan néerlandais s'attend à un coût de 60 à 90 euros par tonne de CO2 capté et stocké. "Au début, les pouvoirs publics devront intervenir pour combler la différence", conclut Poppe.

La grande bataille pour le climat

Avec la production d'électricité, l'industrie représente près de la moitié de toutes les émissions de CO2 en Belgique. Nous avons étudié les technologies capables de faire une différence à grande échelle dans ce secteur. Comment les usines sidérurgiques, cimentiers, raffineries de pétrole et le secteur chimique peuvent-ils réduire ou éliminer leurs émissions? Dans quelles applications peuvent-ils remplacer les carburants fossiles par de l'électricité ou de l'hydrogène ? Quand la captation de CO2 fera-t-elle une percée?

Découvrez-le dans notre Dossier sur Le climat

Série | Transition énergétique, les opportunités industrielles

L’industrie représente près de la moitié de toutes les émissions de CO2 en Belgique et en Europe. En s’inscrivant dans le processus complexe de la transition énergétique, elle peut aussi devenir un acteur à part entière de la lutte contre le changement climatique, pour peu qu’elle en saisisse les opportunités. Comment ces industries, mais aussi les groupes pétroliers, le secteur du nucléaire, les producteurs d’énergie peuvent-ils aider à réduire ou éliminer leurs émissions? Qui, parmi eux, seront les gagnants de la transition? Découvrez-le dans notre série "Transition énergétique: les opportunités industrielles".

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