Shell International Shell International
February 2008
Quick Guide to Carbon Dioxide Ce qu’il faut savoir sur la captation et le stockage Capture and Storage du dioxyde de carbone (CCS)
May 2008
from the fermentation step in the process of ethanol manufacture, resulting in a net CO2 removal from the atmosphere. Such a future strategy could even be important in addressing any overshoot in atmospheric CO2 concentrations. Why do need CCS? besoin de la CCS ? Enwe quoi avons-nous Almost Presque all futuretoutes pathways to a envisagées 450 - 550pour ppmpermettre atmospheric les pistes uneconcentration concentration atmosphérique require Only a high scenario can reduce it. The de la CCS. Seul un of CO2de CO2 CCS. comprise entre 450nuclear et 550 ppm nécessitent l’utilisation World Business Council for Sustainable report “Pathways to cette concenscénario basé majoritairement surDevelopment le nucléaire permettrait de réduire 2050” showed that by 2050 some 1,000 large coal fired power plants could tration. D’après le rapport « Pathways to 2050 » (Pistes pour 2050) du « World be in operation utilising CCS, with all new facilities using CCS from 2025. Business Council for Sustainable Development (WBCSD) », d’ici 2050 un millier de grandes à charbon exploitant The timing of CCScentrales deployment is alsopourraient critical. Afonctionner study usingenthe Shell la technologie World Energy Model underpins our scenarios thatà each CCS, ainsi quethat toutes les nouvelles centrales showed construites partir de 2025. year we delay the widespread deployment of CCS beyond 2020 would translateLainto 1-ppm increase de in la long-term datea de déploiement CCS est atmospheric également unstabilization élément critique. D’après une . In other words, assuming deployment by Shell 2020sur canlequel still reposent nos scélevels ofétude CO2réalisée avec le modèle énergétique mondial result innarios, a 450 chaque ppm stabilization, thenau-delà deployment by dans 2021lewill mean à grande échelle année de retard de 2020 déploiement that 451deppm is the best we can and so on.de 1 ppm de la teneur permanente en la CCS se traduirait parachieve, un accroissement Definition CO2 de l’atmosphère. En d’autres termes, un déploiement en 2020 permettrait enDéfinition Capturing the CO2 Carbon Dioxide Capture and Storage (CCS) describes a set of core de stabiliser cette teneur à 450 ppm mais un déploiement en 2021 permettrait « CCS » (pour « Carbon Dioxide Capture and Storage » ou captation et stockage du There are three types of CCS technology applied to coal-fired technologies which can be used to collect carbon dioxide (CO2) au mieux de la stabiliser à 451 ppm, et ainsi de suite. dioxyde de carbone) désigne un ensemble de technologies qui permettent de collecter power generation; from industrial processes and power generation, separate and purify le dioxyde de carbone (CO2) généré par les activités industrielles et les installations it, transport it to a storage site, compress it to a form suitable for flue gas from a coal-fired power station is La captation –duthe CO2 destorage production de le storage purifier,where de l’acheminer à un emplace- • Post combustion and d’énergie, then placedeit l’isoler in longetterm it will remain is then available for storage. stripped of its CO2, which Les technologies CCS applicables à la production d’énergie à partir du charbon sont ment de stockage et de le comprimer de manière à pouvoir le stocker pendant une indefinitely. Various forms have been conceived for permanent de trois types : durée indéfinie. Diverses formes de stockage permanent du CO2 ont été conçues, • Pre combustion – the coal is gasified rather than combusted, producing storage of CO2. These forms include gaseous storage in various deep • (CO la post-combustion – les émises parfrom une syngas centraleand à charbon à savoir le stockage à l’état(including gazeux dans des formations profondes be fumées easily recovered is then sont débar + H2). CO2 can geological formations saline formationsgéologiques and exhausted gas de syngas rassées de leur CO2, lequel peut ensuite être stocké ; diverses salines ou champs gaziers épuisés notamment), for storage. fields),natures liquid(formations storage in the ocean, and solid storage by reaction of à l’état available • la précombustion – le charbon est gazéifié au lieu d’être brûlé, ce qui produit liquide océans ou solide sous forme carbonates stables obtenus par réacwithles metal oxides to produce stabledecarbonates. CO2 dans • Oxyfuel combustion – this(CO is a variation of post combustion, du gaz de synthèse + H2) à partir duquel il est facile de récupérer le CO2 tion du CO2 avec des oxydes métalliques. but the oxygen Shell is principally interested in geological storage, although some fuel pourisleburned stockerinensuite ; instead of air, such that the flue gas consists mainly of carbon dioxide andvariante water vapour. work is taking place in the area of mineralization. The issue with • l’oxycombustion – il s’agit d’une de la postcombustion dans laquelle le Shell s’intéresse principalement au stockage par enfouissement, bien que des travaux the latter is the much smaller scale on which it operates. Shell is not combustible est brûlé dans l’oxygène et non dans l’air, de sorte que les fumées soient également entrepris dans le domaine de la minéralisation, mais à une échelleStoring the CO2 working on ocean storage. principalement composées dioxyde de by carbone et de vapeur d’eau. beaucoup plus réduite. En revanche, Shell n’exerce aucune activité dans le domaine As CO2 is sont pumped deep underground it isdecompressed the higher duPotential stockage dans les océans. pressures and becomes essentially a liquid, which then becomes trapped Use Le stockage du CO2 in the pore space between the grains of rock. Typically, an impermeable CCS is a technology typically imagined for coal-fired power generation. fur et àsuch mesure que leensures CO2 est acheminé les profondeurs du sol, il est Les layer of Au cap-rock, as shale, that the COvers A utilisations 1 GW coal potentielles fired power station emits about 8 million tonnes of CO2 2 does not rise back comprimé la pression qui2 s’accroît et se transforme l’essentiel en un liquide D’une manièrefor générale, concerne d’énergie in geological structures ispour a naturally Thepar presence of CO in its 50-year life. à to the surface. per annum, a total laoftechnologie 400 millionCCS tonnes of COla2 production quiphenomenon. est alors emprisonné dans lesCO interstices des grains de roche. partir charbon. Une centrale à power charbon d’une puissance de 1 GWwith émet environoccurring 8 wells are drilled so that theGénéralement, une Occasionally Thedu construction of coal-fired generation is accelerating, 2 couche imperméable de roche millions par an, ce qui this représente 400 millions de tonnes be used for enhanced oil orde gascouverture recovery. – telle que le schiste – empêche le CO2 CO2 can China de andtonnes Indiade in CO2 particular utilising technology to support their de CO2 de remonter à la surface. La présence de CO2 dans les structures géologiques est un development. building 50 GW of des newcentrales coal-fired surrapid une durée de vie deChina 50 ans.is Le rythmesome de construction à charbon Over time, depending on the geology of the storage site, the CO2 can capacitynotamment each year (IEA World 2007). phénomène naturel. Il arrive que des puits de CO2 soient forés pour pouvoir utiliser s’accélère, du fait de laEnergy Chine Outlook et de l’Inde qui utilisent cette technologie react with the minerals in the rock, forming new minerals and providing ce dernier pour améliorer l’extraction du pétrole ou du gaz. pour accompagner leur développement rapide. Chaque année, la Chine augmenteincreased sa storage security. CCS applied to a modern conventional power plant could reduce CO2 capacité d’environ GW (IEAby World Energy Outlook 2007). emissions to the 50 atmosphere approximately 80-90% compared to a Avec le The Future oftemps CCS et selon la géologie des sites de stockage, le CO2 peut entrer en plant without CCS. Capturing and compressing CO2 requires energy avec lestechnologies minéraux présents la roche et former nouveaux minéraux, L’application la CCSthe à une typeCCS classique CCS is réaction one of the few that is dans entirely climate changededriven, and would de increase fuel centrale needs ofactuelle a plantde with by uppourrait to 20%.permettre accroissant ainsi la sûreté du stockage.will not happen without de réduire ses rejets de CO2 à l’atmosphère d’environ 80 à 90 %. La captation et la which means development and deployment CCS is alsodua CO2 technology of interest to theceoil Mostdans refineries compression requièrent de l’énergie, quiindustry. impliquerait, une centrale policy intervention. operate hydrogen-manufacturing facilities thatdevent nearly pure L’avenir de la CCS équipée CCS, une consommation supplémentaire combustible pouvant atteindre A market price for CO2 emissions, such as generated by the EU Emissions La CCS est l’une des rares technologies qui soit entièrement liée au changement 20CO %. 2 to atmosphere as a waste product. This CO2 could be captured Trading System, is an effective deployment tool, but CCS must first and stored, thus lowering the CO2 emissions of the refinery. Future climatique, c’est-à-dire dont le développement et le déploiement nécessitent une be recognised as a valid mitigation technology by such systems. A legal refineries upgrading bitumen products from oil sands require even intervention de nature politique. La technologie CCS intéresse également l’industrie pétrolière. La plupart des raffinerframework must also exist to cover storage and long-term liability. Only more hydrogen and often have substantial electricity generating ies exploitent des unités de production d’hydrogène qui rejettent du CO2 pratiquethe EU has proposed such recognition and the necessary framework. facilities associated with them. These relatively higher emitting L’établissement d’un prix de marché pour les émissions de CO2, comme celui qui rément pur à l’atmosphère sous forme de déchets. La captation et le stockage de ce operations could use CCS to lower their overall emissions to levels Given that power generation is growing rapidly India européenne and sultecoal-fired du système d’échange des droits d’émission de in l’Union (UE), est un CO2 permettraient de réduire les rejets de CO2 des raffineries. Les futures raffineries comparable with conventional refining. recognition of CCS as a validmais emissions technology de déploiement efficace, il faut reduction d’abord que les systèmes de ce genre recondestinées à valoriser les sables bitumineux demanderont des quantités d’hydrogèneChina, outil under the CleanlaDevelopment (CDM) of the Kyoto Protocol Longer CCS could play an important role in the transport naissent CCS comme Mechanism une technologie d’atténuation valable. Un cadre légal doit encore plusterm, importantes et travailleront pour la plupart en liaison avecsector. des centrales is also aégalement priority. être établi pour appréhender les aspects stockage et responsabilités à long Two options are possible; électriques de capacité substantielle. Ces exploitations entraînant des rejets relativeterme. l’UE stage a proposé telle reconnaissance le cadre nécessaire. ment importants pourraient avoir recours à la technologie CCS pour is at Seule a difficult in itsune development. Whilst allainsi the que individual • Ifplus hydrogen becomes an important transport fuel, CCS would allowramenerBut CCS globalement rejets à des niveaux comparables ceuxsources des raffineries this fuelces to be centrally manufactured from àfossil withoutclassiques. technologies making up a CCS plant are in operation somewhere for Face aua single développement rapide la production d’énergie à partir du charbon en some reason, end-to-end plantde(e.g. coal-fired power station with CO2 emissions. yetettoenbeChine, built. laLarge-scale demonstration now essential. Inde reconnaissance de la CCSiscomme technologie valable pour la À plus long terme, la CCS pourrait jouer un rôle important dans le domaine des CCS) has • If bio-fuels CCSà envisager could be :used to store CO2 emitted This remains a pressing issue due cost. for delay is un high. réduction des émissions de to CO2 auThe titrepotential de Mécanisme pour Développement transports. Deuxpredominate, éventualités sont Propre (MDP) du Protocole de Kyoto est également une priorité. • si l’hydrogène devenait un carburant important pour les véhicules, la CCS per mettrait de le produire de manière centralisée à partir de sources d’énergie fos Mais la CCS traverse une phase délicate de son développement. Alors que chacune sile sans émissions de CO2 ; des technologies qui composent une installation CCS existe isolément ici ou là • si les biocarburants venaient à s’imposer, la CCS permettrait de stocker dans le monde, il n’existe toujours pas d’installation CCS complète et intégrée (par le CO2 dégagé par la phase de fermentation lors de la production de l’éthanol exemple, une centrale à charbon équipée CCS). Une démonstration à grande échelle et de réduire d’autant les rejets de CO2 à l’atmosphère. Une telle stratégie est désormais essentielle et urgente mais son coût pourrait être élevé et les risques de d’avenir pourrait même jouer un rôle important pour répondre à une su report nombreux. concentration de CO2 dans l’atmosphère.