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Le stockage du gaz carbonique : une solution au réchauffement climatique ? // CO2 storage : a solution to global warming?

Je ne cesse de le répéter : les concentrations de gaz carbonique (CO2) dans l’atmosphère sont en hausse constante. Elles ont atteint des niveaux encore jamais observés depuis que les mesures sont effectuées. Le CO2 est l’un des principaux gaz à effet de serre qui provoquent le réchauffement du climat sur notre planète. Plusieurs projets ont vu le jour pour essayer de réduire les émissions de CO2 et, par voie de conséquence, leurs concentrations.

L’Islande est bien connue pour ses efforts de capture du dioxyde de carbone. Dans plusieurs notes sur ce blog (17 juin 2016 ; 26 avril, 22 mai 2021, 5 octobre 2021, par exemple), j’ai décrit le projet CarbFix dont l’objectif est d’injecter du CO2 sous terre et de le stocker dans le basalte. Le 9 septembre 2021, la société suisse Climeworks a mis en service 96 turbines à la centrale Orca.
Depuis 2022 en Islande, la nouvelle centrale géothermique de Hellisheiði capte 36 000 tonnes de dioxyde de carbone directement dans l’atmosphère. Cela s’ajoute aux 4 000 tonnes déjà capturées par l’usine Orca, qui a commencé a être opérationnelle en septembre 2021.
Une fois capturé, le dioxyde de carbone est dissous dans l’eau, injecté dans le sol et transformé en pierre, ce qui l’élimine définitivement de l’atmosphère.

Le 8 mars 2023, le Danemark a inauguré en mer du Nord un premier site de stockage de dioxyde de carbone importé de l’étranger. Le projet « Greensand » est situé à Esbjerg, dans le sud-ouest du pays. Le CO2 sera stocké sous la mer du Nord dans un ancien gisement de pétrole. Selon l’Agence de la transition écologique (ADEME), le but du projet est de l’enfouir « dans une formation géologique pour éviter qu’il soit présent dans l’atmosphère ». Le processus est réalisé en trois étapes : le captage, le transport de CO2 puis son stockage géologique.

Pour capturer le dioxyde de carbone, la technique mise en œuvre à l’échelle industrielle consiste à utiliser des solvants pour extraire le gaz à effet de serre des fumées après une combustion. Le transport de ce CO2 vers son site de stockage peut ensuite être réalisé en train, en bateau ou par canalisation.

Plusieurs sites sont possibles pour le stockage géologique du CO2, comme d’anciens réservoirs d’hydrocarbure (comme pour le projet « Greensand »), des veines de charbon, ou encore des aquifères salins constitués de roches poreuses ou fissurées et qui contiennent de l’eau salée.

Dans le cadre du projet « Greensand », le CO2 est liquéfié et acheminé par mer vers la plate-forme Nini West, située en mer du Nord. Il est ensuite introduit sous terre via une plate-forme offshore existante et un puits dédié à cet effet. Le dioxyde de carbone est alors stocké de manière permanente à 1 800 mètres de profondeur sous la mer du Nord, dans un réservoir de grès.

Selon les acteurs du projet, « Greensand » devrait permettre, à l’horizon 2025 et 2026, de stocker 1,5 million de tonnes de CO2 par an. L’objectif est d’atteindre un stockage de 8 millions de tonnes de CO2 par an en 2030, soit environ 13% des émissions de CO2 annuelles du Danemark.

Ce dernier chiffre est très révélateur et montre les limites du projet « Greensand ». En effet, la technologie ne résoudra pas le réchauffement climatique car elle ne peut pas être déployée une échelle suffisante, que ce soit dans le temps ou géographiquement. Il a été démontré que si nous voulions reprendre dans l’air la totalité de nos émissions de CO2, il faudrait y consacrer toute la production d’électricité mondiale et que celle-ci soit décarbonée.

Le GIEC a fait remarquer que ces différents projets de stockage du gaz carbonique sont louables, mais la vraie solution réside dans la réduction drastique de nos émissions de gaz à effet de serre.

De son côté, l’ADEME évoque le « potentiel limité » de ces techniques de stockage du gaz pour « réduire les émissions industrielles » en France. « 

Source : France Info, ADEME, presse islandaise.

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I keep saying it: carbon dioxide (CO2) concentrations in the atmosphere are steadily rising. They have reached levels never seen since the measurements were made. CO2 is one of the main greenhouse gases that cause global warming on our planet. Several projects have emerged to try to reduce CO2 emissions and, consequently, their concentrations.
Iceland is well known for its carbon dioxide capture efforts. In several posts on this blog (June 17, 2016; April 26, May 22, 2021, October 5, 2021, for example), I described the CarbFix project, the goal of which is to inject CO2 underground and store it in the basalt. On September 9, 2021, the Swiss company Climeworks commissioned 96 turbines at the Orca power plant.
Since 2022 in Iceland, the new Hellisheiði geothermal power plant has captured 36,000 tonnes of carbon dioxide directly from the atmosphere. This is in addition to the 4,000 tonnes already captured by the Orca plant, which started operating in September 2021.
Once captured, the carbon dioxide is dissolved in water, injected into the ground, and turned into stone, removing it from the atmosphere permanently.

On March 8, 2023, Denmark inaugurated in the North Sea a first storage site for carbon dioxide imported from abroad. The « Greensand » project is located in Esbjerg, in the southwest of the country. The CO2 will be stored under the North Sea in a former oil field. According to the Ecological Transition Agency (ADEME), the goal of the project is to bury the gas « in a geological formation to prevent it from being present in the atmosphere ». The process is carried out in three stages: capture, transport of CO2 and then its geological storage.
To capture carbon dioxide, the technique implemented on an industrial scale consists in using solvents to extract the greenhouse gas from the fumes after combustion. The transport of this CO2 to its storage site can then be performed by train, boat or pipeline.
Several sites are possible for the geological storage of CO2, such as former hydrocarbon reservoirs (as for the « Greensand » project), coal seams, or even saline aquifers made up of porous or fissured rocks and which contain ‘salt water.
As far as the « Greensand » project ix concerned, the CO2 is liquefied and transported by sea to the Nini West platform, located in the North Sea. It is then introduced underground via an existing offshore platform and a well dedicated to this purpose. The carbon dioxide is then permanently stored 1,800 meters deep under the North Sea, in a sandstone reservoir.
According to those involved in the project, « Greensand » is expected, by 2025 and 2026, to store 1.5 million tonnes of CO2 per year. The goal is to achieve a storage of 8 million tonnes of CO2 per year in 2030, or around 13% of Denmark’s annual CO2 emissions.
This last figure is very revealing and shows the limits of the « Greensand » project. Indeed, the technology will not solve global warming because it cannot be deployed on a sufficient scale, either in time or geographically. It has been shown that if we wanted to capture all of our CO2 emissions from the air, we would have to devote all of the world’s electricity production to it, provided it is decarbonized.
The IPCC has pointed out that these various carbon dioxide storage projects are laudable, but the real solution lies in drastically reducing our greenhouse gas emissions.
For its part, ADEME evokes the « limited potential » of these gas storage techniques to « reduce industrial emissions » in France.  »
Source: France Info, ADEME, Icelandic press.

Usine de stockage du CO2 en Islande (Crédit photo: Climeworks)

Les émissions de CO2 ralentissent, mais pas les concentrations

Selon les chiffres de l’Agence Internationale de l’Energie (AIE), les émissions mondiales de CO2 liées à l’énergie ont encore augmenté de 321 millions de tonnes (+0,9%) en 2022, pour atteindre un nouveau record de 36,8 gigatonnes. Toutefois, la hausse est moins élevée qu’attendu, notamment grâce à l’essor des énergies et technologies vertes. Selon l’Agence, 550 millions de tonnes de CO2 ont été évitées par les infrastructures d’énergies bas carbone en 2022. En Europe, pour la première fois, la production d’électricité à partir de l’éolien et du solaire photovoltaïque combinés a dépassé celle du gaz ou du nucléaire.

Malgré les progrès, l’AIE explique que l’essor des technologies dites « vertes » est encourageant, mais les émissions dues à l’énergie gardent « une trajectoire de croissance insoutenable », alimentant le dérèglement du climat. Les émissions générées par la combustion du charbon ont augmenté de 1,6%, portées par la consommation en Asie et en Europe où il est venu remplacer le gaz devenu trop cher.

Si l’on observe la hausse des émissions de CO2 à l’échelle des régions, c’est l’Asie, hors Chine, qui a vu ses émissions croître le plus (+4,2%), tirée par sa croissance économique. Concernant la Chine, le chiffre reste stable sur un an (-0,2%). Les États-Unis ont également vu leurs émissions augmenter avec +0,8% en 2022, en raison notamment d’une forte hausse de la demande énergétique liée aux températures extrêmes qu’a connu le pays. L’Europe, quant à elle, a vu ses émissions reculer de 2,5%.

Source : AIE.

Quand on parle du réchauffement climatique, il est bien sûr intéressant d’observer l’évolution des émissions de CO2, mais il faut toujours garder un œil sur les concentrations de ce gaz dans l’atmosphère. Or, les chiffres ne sont pas bons. L’augmentation moins forte que prévu des émissions ne s’est pas accompagnée d’une baisse ou d’une stabilité des concentrations. Il suffit de regarder la Courbe de Keeling pour s’en rendre compte. Les derniers relevés en date du 28 février 2023 font état de 421,23 parties par million (ppm), ce qui est considérable. A la même époque de l’année en 2022, on relevait 419,28 ppm !

 

Courbe de Keeling sur un an

Courbe de Keeling de 1700 à nos jours

J’avais attiré l’attention sur cette différence entre les émissions et les concentrations de CO2 au cours de la pandémie de COVID-19. L’économie tournant au ralenti, les émissions de gaz carbonique avaient chuté, mais dans le même temps les concentrations continuaient de croître.

Comme me le faisait remarquer un jour Jean-Louis Etienne, à supposer que l’on arrête par un coup de baguette magique les émissions de CO2, il faudra des décennies – peut-être un siècle – avant que l’atmosphère terrestre retrouve un semblant de pureté.

Ça gronde à Vulcano (Iles Eoliennes / Sicile)

Le 21 décembre 2022, l’état d’urgence a été prolongé par le Conseil des ministres pour 6 mois supplémentaires en raison des fortes concentrations de gaz volcaniques sur l’île Éolienne de Vulcano.

Un mois après cette décision, la population de l’île a décidé d’exprimer son désaccord sur diverses questions concernant la situation d’urgence avec une manifestation pacifique prévue le dimanche 22 janvier 2023. Les habitants de Vulcano veulent exprimer leur amertume, leur colère et leur incompréhension devant la gestion de l’urgence par le Comité de Coordination des Mesures pour la Protection de la santé et de la Sécurité publique.

Les questions sont nombreuses, à commencer par la non-implication des citoyens dans l’élaboration du plan d’urgence. Il y a aussi contestation de la prise en compte des « Risques Gaz » dans les facteurs de risque, que les citoyens perçoivent comme une stratégie mise en œuvre pour pouvoir justifier la situation d’urgence.
D’autres questions concernent les fonds alloués par le ministère de l’Intérieur pour venir en aide à la population et jamais reçus, ou des travaux publics qui n’ont jamais été achevés, comme la non-construction de la route vers Vulcano Piano et la sécurisation des jetées de secours. Un autre désaccord concerne la situation « d’urgence » décrétée par les autorités, alors qu’au cours de la saison estivale 2022 personne n’a été malade parmi les innombrables visiteurs qui, ignorant ou faisant fi des ordonnances existantes, se sont rendus dans les zones interdites.

Si on considère que le tourisme en Italie couvre environ 6,4% du PIB et que l’île de Vulcano est considérée comme un site du patrimoine de l’UNESCO et une destination touristique en raison de la présence du Cratère de la Fossa, des spas naturels et de nombreuses autres ressources naturelles, il est difficile d’envisager une augmentation du nombre de touristes si on maintient en permanence des fermetures de ces sites.
Afin de préserver leur territoire d’un point de vue naturaliste, social et économique, la population de Vulcano a décidé d’appeler à une manifestation pacifique qui se tiendra dimanche 22 janvier à 10h30 à partir de Porto Levante.

Source : La Sicilia.

 (Photo : C. Grandpey)

Dans son dernier bulletin hebdomadaire émis le 17 janvier 2023, l’INGV donne des précisions sur la situation actuelle à Vulcano :
Les températures enregistrées sur la lèvre du cratère sont stables mais restent à des valeurs pouvant être élevée. La fourchette va de 184°C à 368°C.
Les émissions de CO2 dans la zone du cratère restent à des valeurs élevées.
Les émissions de SO2 dans la zone du cratère restent à un niveau moyen-élevé.
A la base du cône de La Fossa, les émissions de CO2 sont stables et un peu supérieures à la normale. Elles sont stables et en légère diminution dans la zone de Vulcano Porto.

Au vu de ces mesures, on se rend compte que la situation à Vulcano ne montre pas d’évolution alarmante. S’agissant de la température des fumerolles sur la lèvre du cratère, je peux faire remarquer qu’elle était supérieure aux valeurs actuelles dans les années 1990, époque où le volcan a connu un coup de chaud et inquiétait les scientifiques. Malgré cela, aucune interdiction d’accès au cratère n’avait été décrétée.

Température des fumerolles en 1992 (Photo : C. Grandpey)

Aujourd’hui, les autorités ne se mouillent plus et font rapidement valoir le principe de précaution. Elles ont peur de se trouver confrontées à des problèmes judiciaires en cas de problème.

Au vu de la stabilité de la situation actuelle, je pense – à titre purement personnel – que l’accès au sentier qui fait le tour du cratère de la Fossa pourrait être rouvert au public. La zone est bien ventilée (nous sommes dans les Iles Eoliennes) et le risque d’asphyxie est quasiment inexistant. Il est bien évident que le montée est à déconseiller aux personnes souffrant de problèmes respiratoires, asthme en particulier. Comme le font remarquer les habitants de Vulcano, les personnes qui ont bravé les interdictions l’été dernier n’ont pas connu de problèmes particulier. Les amendes de 500 euros étaient beaucoup plus difficiles à digérer. En revanche, la descente à l’intérieur du cratère doit rester interdite à cause du risque d’accumulation de gaz nocifs.

Emissions de CO2 sur les différents sites de Vulcano (Source : INGV)

Les émanations de CO2 persistant sur l’île il faut juste éviter de faire coucher les touristes au rez-de-chaussée des maisons. Le camping reste, bien sûr, interdit.

Reste à savoir si la manifestation du 22 janvier parviendra à faire fléchir les autorités et à alléger les restrictions d’accès sur l’île de Vulcano…

Réchauffement climatique : prophéties de 1977 et 1979

J’ai expliqué à plusieurs reprises sur ce blog que, selon moi, la rupture climatique et la transition vers le réchauffement de notre planète se sont produites autour de l’année 1975. C’est ce que j’ai conclu en observant des photos de glaciers alpins prises par mon père à partir des années 1950 et les miennes prises un peu plus tard au cours du 20ème siècle.

Un document appartenant aux archives de l’Institut National de l’Audiovisuel (INA) et réalisé en 1977 confirme mes conclusions. Vous le trouverez en cliquant sur ce lien :

https://www.ina.fr/ina-eclaire-actu/le-rechauffement-climatique-explique-en-1977?fbclid=IwAR3ZVaOGALbnMwBeNesGbqLujHTki_aUkGOmmboxw8VaNEYYHmZpEXeRl7c

En 1977 des calculs ont montré que la quantité de gaz carbonique (CO2) augmentait de façon sensible à cause des charbons et des hydrocarbures brûlés dans le monde. Ces derniers libéraient à l’époque quelque 20 milliards de tonnes de CO2 par an, une quantité que les océans et la végétation ne pouvaient absorber dans sa totalité. La teneur de l’air en CO2, qui était de 290 parties par million (ppm) à la fin du 19ème siècle, atteignait 330 ppm en 1977. Le document de l’INA ajoute qu’elle pourrait atteindre 400 ppm vers l’an 2010 si la consommation de gaz et de charbon gardait le même rythme. Rappelons que le 31 décembre 2022, les concentrations atteignaient 419,25 ppm !

Le document de l’INA explique clairement le processus de l’effet de serre auquel s’ajoute la chaleur libérée par les activités humaines dont une bonne partie se répand dans l’air ou dans l’eau. Il ne faut pas négliger, non plus, l’effet produit par la mise en valeur des terres incultes, le défrichement et l’urbanisation qui modifient le pouvoir réfléchissant de grandes étendues de terrain.

Patrick Brochet, chef du Service météorologie de la Météo nationale en 1977, estimait que le réchauffement du climat envisageable serait de l’ordre de 1 degré avec des conséquences à peine perceptibles.

Répondant au journaliste qui lui demandait quelles seraient les conséquences d’un réchauffement de l’ordre de 3 à 5 degrés, le météorologue n’entrevoyait pas cette possibilité, mais déclarait tout de même : «Il y aurait alors fusion de la calotte glaciaire, peut-être disparition des glaces au Pôle Nord, augmentation du niveau des océans avec une inondation des terres basses».

D’après les données de la NASA, par rapport à la période 1950-1980, la hausse des températures au niveau mondial atteint déjà plus de 1°C, un chiffre qu’il faut prendre avec prudence car cette moyenne cache des disparités, notamment au niveau des pôles. On sait, par exemple, que l’Arctique se réchauffe plus vite que le reste de la planète.

Ce document me rappelle l’émission de télévision du 4 septembre 1979 pendant laquelle Haroun Tazieff expliquait que le réchauffement climatique était dû à la pollution industrielle qui créait un effet de serre. Ce dernier, à terme, ferait monter le niveau des océans. Jacques-Yves Cousteau pensait, lui, que la végétation et les océans corrigeraient cet effet naturellement. L’avenir lui donnera tort. A noter que le glaciologue Claude Lorius qui participait au débat, confirmait les 20 milliards de tonnes de CO2 émis chaque année par les activité industrielles dans les années 1970.

Vous accéderez à l’émission en cliquant sur ce lien :

https://www.youtube.com/watch?v=tPjHLRYZiHM

Ces images de la Mer de Glace montrent l’accélération du réchauffement climatique au cours des dernières décennies :

La Mer de Glace en 1955 (Photo: G. Grandpey)

La Mer de glace dans les années 1980 (Photo: C. Grandpey)

La Mer de Glace au cours de l’été 2022 (Image webcam)