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Utilisations industrielles

Certains procédés industriels nécessitent  du CO2, récupéré de gisements naturels. La valorisation offre la possibilité de réutiliser le CO2 capté des fumées industrielles au lieu de l’extraire du sous-sol.

Ici, le CO2 n’est pas utilisé comme réactif mais exploité pour ses propriétés physiques (solvant) ou chimiques (acide).

Principales applications

 
 
Il existe de multiples applications déjà commercialisées dont les plus classiques sont : les boissons gazeuses, le food processing (surgelés et fourgons réfrigérés), le traitement de l’eau, le soudage et le nettoyage. Pour la gazéification des boissons et le food processing, un CO2  très pur est utilisé : on parle de CO2  de qualité « alimentaire », or ce n’est pas réalisable par tous les procédés de captage.
 
 
Légende : Le CO2  peut être utilisé pour la gazéification de boissons
 

Il existe aussi de multiples applications de niche comme l’utilisation du CO2  supercritique pour la cosmétique, la pharmacie ou l’électronique.

La récupération assistée du pétrole (EOR-CO2)

L'industrie pétrolière recourt déjà depuis plusieurs décennies à l'injection de CO2 dans les gisements pour améliorer la récupération des Hydrocarbures. Elle a ainsi acquis une expérience significative dans l'exploitation de gisements naturels de CO2, la manipulation du CO2, son transport et son injection dans le sous-sol. Les techniques mises en œuvre depuis le début des années 1950 ont permis de doubler le taux de récupération du pétrole en place dans les gisements.

Sauf cas particulier où l'injection du CO2 est couplée à un procédé de stockage dans le gisement, une grande partie du CO2 injecté retourne dans l’atmosphère. Le principal intérêt environnemental de l’EOR-CO2 réside donc dans le fait d’utiliser du CO2 capté dans les fumées industrielles plutôt que du CO2 extrait de gisements naturels.

Comment ça marche ?

Le CO2 injecté maintient la pression du réservoir et, en se dissolvant dans le pétrole, en diminue la viscosité et facilite son déplacement jusqu'au puits de production. Grâce aux progrès réalisés ces dernières années, entre 30 et 60 % du gisement originel peut être extrait. On parle alors de récupération assistée du pétrole (EOR : Enhanced Oil Recovery).

Schéma en grand format
 
 
 

Légende : Schéma du principe de récupération assistée de pétrole qui permet d'améliorer la production des gisements d'hydrocarbures en voie d'épuisement.
 
 
 
 

Le potentiel de stockage du CO2 associé à l'EOR est important : environ 60 % du CO2 injecté est retenu dans le réservoir. Une partie du CO2 finit toujours par remonter à la surface dans le mélange de pétrole, d'eau et de gaz. Après traitement du pétrole et séparation, on peut choisir de récupérer le CO2 pour le réinjecter et ainsi éviter de le laisser s'échapper à l'air libre.

Une voie pleine d’avenir

Aujourd'hui, le CO2 utilisé pour l’EOR provient essentiellement de gisements naturels de CO2 et seul 1/5 est issu du captage des émissions industrielles de CO2, or la solution de l’EOR basée sur le captage du CO2 devrait se généraliser dans les années à venir, car elle permet de s'affranchir au moins partiellement de l'approvisionnement et de la fluctuation des prix du CO2.

Projets EOR-CO2 dans le monde

On ne compte que très peu de projets EOR-CO2 à partir de CO2 capté, et ceux-ci sont en phase de démarrage. Ils se situent principalement en Amérique du Nord, tel Alberta Carbon Trunk Line au Canada et seulement sept autres projets aux États-Unis.

Enfin, une trentaine d'autres projets EOR-CO2 à partir de CO2 capté existe en phase de projet moins avancée ; principalement aux États-Unis et en Chine, avec un seul projet en Europe (Pays Bas) : le projet Green Hydrogen (captage sur une unité de production d'hydrogène d'Air Liquide), qui démarrerait en 2016.

Weyburn, un site pilote combinant stockage de CO2 et récupération assistée de pétrole

Depuis septembre 2000, une opération de récupération assistée de pétrole (EOR) par injection de CO2 est menée par EnCana dans le champ pétrolier de Weyburn au Canada (Saskatchewan), et en janvier 2001 un programme de recherche international y a démarré sous l'égide de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), baptisé “AIE Weyburn CO2 Monitoring and Storage Project”.


Légende : Ce graphique montre l'augmentation de la production de pétrole qu'il a été possible de réaliser sur le site de Weyburn, grâce à l'injection de CO2 effectuée à partir d'octobre 2000.

Le CO2 provient d'une unité de gazéification de charbon située dans le Dakota du Nord aux Etats-Unis. Il est acheminé jusqu'à Weyburn par un Pipeline transfrontalier de 330 kilomètres conçu spécialement pour ce transport. Il est prévu d'injecter 1,8 million de tonnes de CO2 par an pendant 15 ans, ce qui permettra de stocker définitivement 20 millions de tonnes de CO2 tout en produisant 130 millions de barils supplémentaires de pétrole.

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