Islande: de la géothermie au stockage du CO2 // Iceland: from geothermal energy to the storage of CO2

drapeau-francaisLa Banque Européenne d’Investissement vient de signer un accord de 125 millions d’euros avec Landsvirkjun, la compagnie nationale d’électricité islandaise, pour financer une nouvelle centrale géothermique à Theistareykir, à 30 km au SE de Husavik, dans le nord-est de l’Islande. Le financement servira à la conception, la construction et l’exploitation d’une centrale de 90 MW et ses puits géothermiques. Neuf d’entre eux, de plus de 50 MW, ont déjà été forés et testés.

Source : Iceland Review.

L’Islande pourrait aussi être l’endroit idéal pour stocker dans son sol l’excès de dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère. En effet, alors que le monde évolue lentement vers les énergies renouvelables, il serait souhaitable de limiter le dioxyde de carbone produit par les combustibles fossiles. Certains chercheurs essayent de capter le CO2 émis par les cheminées d’usines en utilisant le moins d’énergie possible. D’autres travaillent sur des lieux de stockage éventuels.

C’est ainsi qu’une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université de Southampton a participé au projet CarbFix, à côté d’une centrale géothermique dans la périphérie de Reykjavik. Cette centrale exploite une source de vapeur produite par le magma à faible profondeur, en sachant que du CO2 et des gaz soufrés d’origine volcanique sont émis en même temps que la vapeur. Le but est de capter le gaz et de le réinjecter dans le sous-sol. Le processus se fait avec un puits d’injection foré dans le soubassement basaltique. Les chercheurs séparent le dioxyde de carbone de la vapeur produite par la centrale et l’envoient vers un puits d’injection. Le dioxyde de carbone est injecté dans un tuyau qui de trouve lui-même logé à l’intérieur d’un autre tuyau rempli d’eau en provenance d’un lac situé à proximité. A plusieurs dizaines de mètres de profondeur, le dioxyde de carbone est libéré dans l’eau où la pression est si élevée qu’il se dissout rapidement. Ce mélange d’eau et de dioxyde de carbone dissous, qui devient très acide, est envoyé plus profondément dans une couche de roche basaltique où il commence à lessiver des minéraux comme le calcium, le magnésium et le fer. Les composants du mélange finissent par se recomposer et se minéraliser en roches carbonatées.
Les chercheurs ont été surpris de voir à quelle vitesse la roche islandaise absorbe le CO2. Des expériences en laboratoire ont montré qu’il faudrait des décennies pour que le CO2 injecté dans le basalte parvienne à minéraliser. Les résultats du projet islandais démontrent, quant à eux, que la minéralisation pratiquement intégrale du CO2 in situ dans les roches basaltiques peut se produire en moins de 2 ans.
Suite à ce premier succès, Reykjavik Energy, qui exploite la centrale géothermique, a accéléré l’injection de CO2 au cours des deux dernières années. Les techniciens vont bientôt injecter dans le sous-sol un quart du CO2 émis par la centrale. Le coût du projet est relativement faible, d’environ 30 dollars par tonne de CO2.
Malgré son succès, il n’est pas certain que cet exemple de stockage du CO2 en Islande puisse être appliqué dans le monde entier. On ne sait pas vraiment ce qui permet la minéralisation rapide sur le site de CarbFix. Ce peut être dû à une combinaison de caractéristiques géologiques du sous-sol et de la géochimie des eaux souterraines, bien que les chercheurs pensent que leur approche de dissolution du CO2 dans l’eau avant l’injection joue un rôle important. D’autres expériences ailleurs dans le monde ont révélé des taux plus lents de minéralisation. En conséquence, même si le projet CarbFix est encourageant, il y a encore de grands défis à relever si l’on veut utiliser cette technologie pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
Vous trouverez plus de détails sur ce projet en cliquant sur ce lien: Ars Tecnica.

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drapeau-anglaisThe European Investment Bank has signed a 125-million-euro loan agreement with Landsvirkjun, the National Power Company of Iceland, to finance a new geothermal power station at Þeistareykir, 30 km SE of Húsavik in north-eastern Iceland. The financing will be used to support the design, construction and operation of a new 90 MW geothermal power station and its geothermal wells. Nine of these, with over 50 MW capacity have already been drilled and tested.

Source: Iceland Review.

Iceland could also be the right place to store in its ground the excess of carbon dioxide in the atmosphere. Indeed, as the world continues to slowly shift to renewable energy, it would be great to limit the carbon dioxide produced from the fossil fuels. Some researchers are working on capturing that CO2 from smokestacks using as little energy as possible. Others are working on places to put it.

A team led by a University of Southampton researcher was involved in the CarbFix project, located next to a geothermal power plant outside Reykjavik. This plant basically taps a source of steam above Iceland’s shallow magma chambers, but some volcanic CO2 and sulfur gas come along with it. The goal is to capture that gas and stick it back underground. That’s done with an injection well drilled down into basalt bedrock. The researchers separate the carbon dioxide from the steam produced by the plant and send it to an injection well. The carbon dioxide gets pumped down a pipe that’s actually inside another pipe filled with water from a nearby lake. Dozens of metres below the ground, the carbon dioxide is released into the water, where the pressure is so high that it quickly dissolves. That mix of water and dissolved carbon dioxide, which becomes very acidic, gets sent deeper into a layer of basaltic rock, where it starts leaching out minerals like calcium, magnesium and iron. The components in the mixture eventually begin to mineralize into carbonate rocks.

The researchers were surprised to see how quickly it all happened. Laboratory experiments have shown that it ought to take decades for CO2 injected into basalt to mineralize. However, the results of this study demonstrate that nearly complete in situ CO2 mineralization in basaltic rocks can occur in less than 2 years.

Following on this early success, Reykjavik Energy, which operates the geothermal power plant, has ramped up injection over the past couple years. They’ll soon be injecting a quarter of the CO2 released by the plant. The cost of the project is comparatively low, about $30 per ton of CO2.

Although successful, it is not sure this breakthrough demonstration of CO2 storage can be emulated around the world. It’s not entirely clear what allowed such rapid mineralization about the CarbFix site. It could be some combination of characteristics of the geology and groundwater chemistry, although the researchers think their approach of dissolving the CO2 in water before injection played a role. Other experiments elsewhere in the world have revealed slower rates of mineralization. As a consequence, even though the CarbFix project is encouraging, there are still some big challenges to be met if we want to use this technology to reduce greenhouse gas emissions in the atmosphere.

More details on the project by clicking on this link: Ars Tecnica.

Islande-centrale

Photo: C. Grandpey

Toujours plus de CO2 dans l’atmosphère…et de moins an moins de glace de mer ! // More and more carbon dioxide in the atmosphere…and less and less sea ice !

drapeau-francaisL’Observatoire du Mauna Loa à Hawaii mesure le dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique depuis près de 60 ans. Les niveaux enregistrés complètent la célèbre courbe de Keeling (voir ci-dessous), du nom de Charles David Keeling, le scientifique qui a commencé les mesures en 1958.
La première mesure de dioxyde de carbone enregistrée par Keeling en 1958 révélait un niveau de seulement 316 ppm (parties par million). Depuis cette date, le CO2 a augmenté de façon spectaculaire. En 2013, la concentration dans l’atmosphère atteignait 400 ppm, un niveau symbolique, car c’est celui que les climatologues définissent comme «le début de la zone de danger ». La quantité de CO2 dans l’atmosphère a atteint un nouveau record en mai 2016. C’est également la plus forte augmentation annuelle depuis le début de son suivi à la fin des années 1950.

La concentration de CO2 moyenne en mai était de 407,7 ppm, ce qui correspond à une augmentation de 3,76 ppm par rapport à mai 2015, et la plus forte hausse sur une année. Le 9 avril, un niveau de 409,44 ppm a été atteint. Toutefois,  les scientifiques ont tendance à ne pas attacher trop d’importance aux moyennes quotidiennes car elles fluctuent souvent de manière trop forte pour être représentatives de l’atmosphère dans son ensemble.
L’augmentation de la concentration de CO2 est actuellement la plus rapide depuis des centaines de milliers d’années. Selon la NOAA, la dernière fois que notre planète a connu une telle augmentation continue du dioxyde de carbone, c’était il y a entre 17 000 et 11 000 ans. L’augmentation actuelle est 200 fois plus rapide que cela. Aujourd’hui, la concentration de CO2 est la plus élevée des 800 000 dernières années ; c’est ce que révèlent les carottes de glace qui ont piégé le dioxyde de carbone du passé.

L’augmentation provient principalement des combustibles fossiles, même si El Niño peut être tenu en partie pour responsable. En effet, l’air des tropiques a tendance à s’assécher pendant un épisode El Niño, ce qui affecte énormément la vie végétale. Les plantes absorbent le dioxyde de carbone atmosphérique qui est nécessaire à la photosynthèse. S’il y a moins de plantes, il y aura plus de CO2 dans l’atmosphère. El Niño augmente également le risque d’incendies qui injectent, eux aussi, de grandes quantités de CO2 dans l’air.
En cliquant sur ce lien, vous verrez une animation qui montre la variation des concentrations de CO2 dans l’atmosphère entre septembre 2014 et janvier 2016:
https://youtu.be/YFeaBDavzSY

Source: The Washington Post.

Dans le même temps – et ce n’est pas une surprise – les scientifiques enregistrent dans l’Arctique, pour le mois de mai, la plus faible étendue de glace de mer de tous les temps. Cette étendue (autrement dit la zone dans laquelle au moins 15% de la surface de la mer est gelée) a été la plus réduite pour ce mois depuis le début des mesures satellites en 1979. Le record du mois de mai fait suite à d’autres pour les mois de janvier, février et avril, sans oublier le record hivernal enregistré en mars. L’absence de glace de mer affecte l’ensemble de l’Arctique, aussi bien le côté Pacifique que la partie Atlantique.

La fonte de la glace de mer est actuellement en avance de deux à quatre semaines par rapport à 2012, année de référence pour le minimum. Ainsi, la débâcle a déjà commencé dans la Mer de Beaufort ; les zones dépourvues de glace ont tendance à s’agrandir, ce qui va contribuer à accélérer la fonte. En effet, ces zones libres de glace absorbent la chaleur pendant l’été et la glace fond encore plus vite.

Source : Alaska Dispatch News.

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drapeau-anglaisThe Mauna Loa Observatory in Hawaii has been measuring atmospheric carbon dioxide (CO2) for nearly 60 years. The resulting CO2 levels create the iconic Keeling Curve, shown below, named for Charles David Keeling, the scientist who began the measurements in 1958.

The first carbon dioxide measurement recorded by Keeling was just 316 ppm. Since then, it has increased dramatically. In 2013, the atmosphere’s carbon dioxide concentration hit 400 ppm — a significant milestone, because it’s the level at which climate scientists identify as “the beginning of the danger zone”. The amount of CO2 in the atmosphere reached a new record in May. It also increased more in a single year than it has since the beginning of its monitoring in the late 1950s.

The average CO2 concentration in May was 407.7 parts per million. This was a 3.76 ppm increase since May 2015, and the largest year over year increase on record. On April 9th, a daily record of 409.44 ppm was set, although scientists tend to not follow the daily averages too closely, since they often fluctuate too wildly to be representative of the atmosphere as a whole.

Carbon dioxide levels are increasing faster than they have in hundreds of thousands of years. According to NOAA, the last time our planet saw such a sustained increase in carbon dioxide was between 17,000 and 11,000 years ago. The current rate of increase is 200 times faster than that. Carbon dioxide in the atmosphere is higher now than it has been in more than 800,000 years, as can be concluded from ice samples that have trapped the carbon dioxide in ancient air.

The increase mostly comes the burning of fossil fuels, although a part of this year’s very large spike can be attributed to El Niño. Indeed, the tropics tend to dry out during an El Niño episode, which kills off a lot of plant life. Plants absorb atmospheric carbon dioxide, which is necessary for photosynthesis. Fewer plants means more CO2 in the atmosphere. El Niño also increases the likelihood of extreme wildfires, which also inject large amounts of CO2 into the air.

By clicking on this link, you will see an animation that shows the variation of CO2 concentrations in the atmosphere between September 2014 and January 2016:

https://youtu.be/YFeaBDavzSY

Source: The Washington Post.

Meantime, and this does not come as a surprise, scientists are announcing another monthly record low for Arctic sea ice. Its extent (namely the area where at least 15 percent of sea surface is frozen) in May was the lowest measured for that month since satellite recording began in 1979. The record-low in May follows record lows posted for January, February and April and a record-low winter maximum reached in March. The low-extent pattern is spread across the Arctic, both on the Pacific side and the Atlantic side.

The melt is now two to four weeks ahead of the pace set in 2012, the year when the record-low minimum was set. For instance, the ice in the Beaufort Sea is already broken up, and holes have become large and are expected to contribute to future melt. The holes are likely to absorb a lot of heat during the summer and accelerate the melt.

Source : Alaska Dispatch News.

Keeling 2016

Courbe de Keeling (Source: NOAA): Le CO2 atteint des sommets….

Groenland-blog

…et la glace de mer se réduit comme peau de chagrin! (Photo: C. Grandpey)

Nyiragongo (République Démocratique du Congo)

drapeau-francaisLes derniers bulletins diffusés le 13 et 19 avril 2016 par l’Observatoire Volcanologique de Goma ne montrent pas de variations significatives dans le comportement du Nyiragongo. La petite vidéo qui accompagne les rapports montre l’existence d’une bouche active sur la terrasse au-dessus du lac de lave. Toutefois, la vidéo est trop brève pour se rendre compte du niveau d’activité de cette bouche et pour voir si la lave continue à s’écouler dans le lac. Les images semblent toutefois montrer que l’activité est en régression

S’agissant de la géothermie et des fractures, on ne relève « pas de variations notables par rapport aux données précédentes…. La variation du dioxyde de carbone (CO2) au niveau des fractures reste constante avec une valeur inférieure à 2% ».

Le niveau d’alerte reste jaune – Vigilance.

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drapeau-anglaisThe latest reports released on 13 and 19 April 2016 by the Volcanological Observatory of Goma show no significant variations in the behaviour of Nyiragongo. The short video that accompanies the reports shows the existence of an active vent on the terrace above the lava lake. However, the video is too short to have ann idea of the level of activity of this vent and to see whether lava continues to flow into the lake. The images, however, seem to show that activity is decreasing
Regarding geothermal activity and the fractures, there are « no significant changes from previous data …. The variation of carbon dioxide (CO2) at the fractures remains constant with a value less than 2%.  »
The alert level remains at Yellow – Watch.

Nyirag 02

Crédit photo: OVG.

Un monde avec les pieds dans l’eau ? // A world with its feet in the water ?

drapeau-francaisAvec les mauvaises nouvelles qui circulent en Europe depuis plusieurs mois, en particulier les attentats à Paris et à Bruxelles, le thème du changement et du réchauffement climatique a été largement laissé de côté. Pourtant, une nouvelle étude a récemment mis en lumière un phénomène qui va devenir une menace pour les générations futures. En effet, des chercheurs affirment que le niveau des océans pourrait augmenter deux fois plus vite que prévu d’ici la fin du siècle, avec l’engloutissement de plusieurs régions côtières à travers le monde si l’on ne met pas un frein aux émissions de dioxyde de carbone (CO2).

Les auteurs de l’étude, publiée dans la revue Nature, ont utilisé des modèles informatiques pour savoir pourquoi et comment l’Antarctique s’est départi de grandes quantités de glace pendant des périodes chaudes antérieures. Ils ont constaté que si des conditions semblables se produisaient dans les années à venir, cela pourrait conduire à des augmentations phénoménales et irréversibles du niveau des océans. Si les émissions incontrôlées de gaz à effet de serre continuent, le niveau des océans pourrait augmenter de près de deux mètres d’ici la fin du 21ème siècle. La fonte de la glace en Antarctique à elle seule pourrait entraîner une hausse de plus de 13 mètres d’ici  2500. Cette projection représente presque deux fois plus que les estimations antérieures qui avaient pris en compte une « contribution minimale de l’Antarctique. »
Comme l’a fait remarquer un chercheur, dans le cadre d’un scénario d’émissions de CO2 élevées, le 22ème siècle serait «le siècle de l’enfer. On assisterait à une incroyable montée des eaux. Le phénomène rayerait de la carte de nombreuses grandes villes et même certains pays. Ce siècle serait celui de l’exode des côtes. « Des régions telles que le sud de la Floride, le Bangladesh ou encore Shanghai, pourraient être englouties par la montée des eaux. Dès 2100, Miami Beach et les Keys de Floride pourraient commencer à disparaître. La Nouvelle-Orléans pourrait en grande partie devenir une île entourées de butées de terre.
Cependant, les auteurs de l’étude font remarquer que leur modèle a des limites et que le comportement humain peut modifier les prévisions. Par exemple, le pire scénario suppose que les émissions très élevées de CO2 et d’autres gaz à effet de serre continuent. A Paris, l’an dernier, lors de la COP 21, les chefs d’états de la planète ont promis de réduire ces émissions au cours des prochaines années. Ils ont décidé de maintenir le réchauffement climatique « bien au-dessous » de 2 degrés Celsius par rapport aux niveaux pré industriels, mais en même temps, il a été largement admis que les efforts actuels de réduction des émissions sont loin de cet objectif.
En vertu d’un scénario décrivant des émissions plus modérées, l’étude a révélé que la contribution de l’Antarctique à l’élévation du niveau de la mer pourrait atteindre une soixantaine de centimètres d’ici 2100, et beaucoup plus d’ici 2500. Il faudrait que les pays réduisent considérablement les émissions de CO2 pour que l’Antarctique demeure dans son état actuel.
Les auteurs de l’étude sont arrivés à leurs conclusions sur l’élévation du niveau de la mer en se tournant vers le passé. Ils ont examiné deux époques chaudes – le Pliocène et l’Eémien – pendant lesquelles le niveau des mers était beaucoup plus élevé. Le Pliocène a connu une période chaude il y a environ 3 millions d’années, avec un niveau de CO2 dans l’atmosphère qui, pense-t-on, était sensiblement le même que celui que nous connaissons aujourd’hui, à savoir 400 parties par million. On pense aussi que le niveau des mers était considérablement plus élevé que maintenant, peut-être de 9 mètres ou plus. L’Eémien, entre 130.000 et 115.000 ans, a également présenté des niveaux de mer de 6 à 9 mètres au-dessus des niveaux actuels, avec des températures globales qui n’étaient guère plus chaudes qu’à notre époque. L’élévation du niveau de la mer au cours de ces époques a probablement été la conséquence d’une perte de glace non seulement du Groenland, mais aussi de l’Antarctique. Toutefois, les précédents modèles informatiques concernant l’Antarctique n’ont pas réussi à reproduire fidèlement ces scénarios. C’est ce que les scientifiques ont essayé de simuler dans la dernière étude.

Cette dernière étude va aussi à l’encontre d’une série de projections du niveau de la mer proposée par le Groupe intergouvernemental d’experts des Nations Unies sur les changements climatiques (GIEC). En 2013, le Groupe a prévu que, pour un scénario d’émissions de CO2 identique à celui utilisé dans la dernière étude, la hausse du niveau de la mer d’ici 2100 se situerait entre 0,52 et 0,98 mètres, avec une faible responsabilité des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique. La nouvelle étude remet en question ce raisonnement et confirme d’autres recherches qui mettent l’accent sur le secteur de la Mer d’Amundsen en Antarctique occidental, où la vulnérabilité de l’énorme glacier Thwaites a déjà été soulignée par des études antérieures.
Source: Alaska Dispatch News.

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drapeau-anglaisWith the current bad news in Europe, especially the attacks in Paris and Brussels, the topic of climate change and global warming has largely been left aside. A new study has recently shed a new light of the phenomenon that will become a threat to future generations. It indicates that sea levels could rise nearly twice as much as previously predicted by the end of this century if carbon dioxide (CO2) emissions continue unabated, with the devastation of coastal communities around the globe.

The scientists behind the study published in the journal Nature used computer models to know how Antarctica surrendered large amounts of ice during previous warm periods. They found that similar conditions in the future could lead to monumental and irreversible increases in sea levels. If intense greenhouse gas emissions continue, oceans could rise by close to two metres in total by the end of the century. The melting of ice on Antarctica alone could cause seas to rise more than 13 metres by 2500. The projection nearly doubles prior estimates of sea level rise, which had relied on a « minimal contribution from Antarctica. » As one researcher put it, under the high emissions scenario, the 22nd century would be “the century of hell. There would really be an unthinkable level of sea rise. It would erase many major cities and some nations from the map. That century would become the century of exodus from the coast. » Places such as South Florida, Bangladesh, Shanghai, could be engulfed by rising waters. Even by 2100, Miami Beach and the Florida Keys could begin to vanish. New Orleans essentially could become an island guarded by levies.

However, the researchers behind the study make clear that their model has limitations and that human behaviour can alter the possible outcomes. For instance, the worst-case scenario assumes that very high emissions continue for CO2 and other greenhouse gases. In Paris last year, during the COP 21, world leaders promised to reduce such emissions in coming years. They embraced the goal of holding global warming « well below » 2 degrees Celsius above pre-industrial levels, but at the same time, it has been widely noted that current commitments to cut emissions fall far short of this target.

Under a more moderate emissions scenario, the study found that the Antarctic contribution to sea level rise still could reach about 60 centimetres by 2100, and much more by 2500. Only if countries sharply reduce emissions does the model show that it’s possible to preserve Antarctica in roughly its current state.

The authors of the study arrived at their projections about future sea level rise by first turning to the past. They examined two past warm eras – the Pliocene and the Eemian – in Earth’s history that featured much higher seas. The Pliocene was a warm period about 3 million years ago, when atmospheric CO2 levels are believed to have been about what they are now, namely 400 parts per million. Sea levels are believed to have been significantly higher than now, perhaps 9 metres or more. The Eemian period, between 130,000 and 115,000 years ago, also featured sea levels 6 to 9 metres above current levels, with global temperatures not much warmer than our current era. Sea level rise in those eras likely required a loss of ice not just from Greenland, but also from Antarctica. But previous computer models of Antarctica have failed to accurately reproduce such scenarios. This is what the scientists have tried to simulate in the study.

The study further undermines a string of sea level projections from the United Nations’ Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). In 2013, the Panel projected that for the same CO2 emission scenario used in the current study sea level rise by the year 2100 would be between 0.52 and 0.98 metres, relatively little of which would come from the ice sheets of Greenland and Antarctica. The new study challenges that reasoning and confirms other research has points at one region of Antarctica as particularly vulnerable: the Amundsen Sea sector of remote West Antarctica, centered on the enormous, marine-based Thwaites glacier, whose vulnerability has already been underlined by previous studies.

Source : Alaska Dispatch News.

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Langue glaciaire du Glacier Thwaites (Crédit photo: NASA)