Des géologues britanniques pensent avoir trouvé une parade aux changements climatiques : transformer en pierre le principal gaz responsable du phénomène. Ces chercheurs ont développé une technologie prometteuse afin, à terme, d’enfouir le CO2 se trouvant dans l’atmosphère.

Mathieu Perreault Mathieu Perreault
La Presse

Depuis une demi-douzaine d’années, des chercheurs du Collège universitaire de Londres transforment en pierre du CO2 émis par une usine géothermique d’Islande. Ils affirment que leur technologie est mûre pour un déploiement à grande échelle. La prochaine étape : capturer le CO2 de l’atmosphère directement.

Géothermie

Depuis 2014, tout le dioxyde de carbone (CO2) et le sulfure d’hydrogène (H2S) émis par l’usine géothermique de Reykjavik sont capturés et pompés dans des réservoirs situés à 500 m de profondeur, dans le cadre du projet Carbonfix. Là, ces deux gaz réagissent avec du basalte (roches volcaniques) et deviennent solides. « Très rapidement, nous nous sommes rendu compte que le processus était beaucoup plus rapide que prévu, deux ans plutôt que dix ans », explique Eric Oelkers, géologue au Collège universitaire de Londres, qui est responsable du projet Carbonfix. « Au début, nous visions seulement le CO2 et n’avions inclus le H2S que pour éviter de devoir le séparer. Mais finalement, l’élimination du H2S est une niche très profitable. C’est un gaz qui coûte entre 300 $ et 500 $ la tonne à séquestrer. Et il y a de plus en plus de réglementation pour limiter les émissions de H2S. » Le rythme de séquestration du CO2 par Carbonfix est de 15 000 tonnes par année.

PHOTO SANDRA O SNAEBJORNSDOTTIR, FOURNIE PAR CARBONFIX

Une roche basaltique ayant absorbé du CO2 grâce au projet Carbonfix

Police d’assurance

Ces temps-ci, Eric Oelkers est constamment à bord d’un avion. « L’industrie pétrolière s’intéresse beaucoup à notre technologie, affirme-t-il. Nous sommes près d’un déploiement dans une zone du Moyen-Orient que je ne peux nommer pour le moment. Je pense qu’il y aura une annonce d’ici un an. Nous avons aussi rencontré des gens d’Airbus. Dans ces deux industries, les gens ont peur de ne plus pouvoir vendre de pétrole ou d’avions sous peu. Alors ils cherchent des solutions pour être carboneutres. Je dois dire que les vagues de chaleur qui augmentent la mobilisation et l’impact des militants climatiques a un effet positif sur l’intérêt pour Carbonfix. Cela dit, tout pourrait changer dans six mois si la mobilisation climatique retombe. » Carbonfix est en train de construire des installations similaires dans quatre autres usines géothermiques de production d’électricité en Europe.

Bactéries

L’un des défis que Carbonfix a dû résoudre est la formation de bactéries souterraines dans les cheminées d’injection du CO2. « Ça a bouché les cheminées, dit M. Oelkers. C’est un problème assez courant dans l’industrie pétrolière, alors il existe des solutions pour ce problème. L’une d’entre elles est l’utilisation de biocides, mais nous avons préféré augmenter la température de réaction pour tuer les bactéries. »

CO2 atmosphérique

À court terme, outre les usines géothermiques, M. Oelkers vise l’industrie du ciment, grande émettrice de CO2. Mais le saint Graal serait la captation directe du CO2 atmosphérique. « Il y a assez de place en Islande pour réduire à néant les émissions humaines de CO2 prévues pour les 40 prochaines années avec notre technologie. Mais pour cela, nous devrons capturer le CO2 de l’air. Notre technologie fonctionne jusqu’à une concentration de CO2 de 10 %. Dans l’air, la concentration de CO2 est beaucoup trop petite, 0,04 %. Nous travaillons avec une entreprise suisse, Climeworks, qui dissout le CO2 dans de l’eau très basique. Ensuite, on évacue l’eau et on brûle le résidu, qui contient du CO2 pur. Mais on est assez loin du but : les coûts actuellement sont de 600 $ par tonne de CO2, 30 fois plus que sur les Bourses du carbone. » L’an dernier, une entreprise albertaine, Carbon Engineering, a affirmé avoir réussi à abaisser à 125 $ par tonne le coût de la capture directe du CO2 atmosphérique et être sur le point d’être capable de produire du carburant aéronautique pour le marché californien, où la réglementation climatique est très sévère. Qu’en pense M. Oelkers ? « Mes amis ingénieurs me disent que les coûts de Climeworks sont inférieurs à ceux de Carbon Engineering », répond le géologue londonien.

Les leçons de Quest

Le stockage du CO2 émis par l’industrie existe depuis 1972 avec la technologie traditionnelle du pompage vers des réservoirs souterrains hermétiques. Une vingtaine de sites sont en activité dans le monde et 25 autres en développement, dont la moitié en Chine, selon le Global CCS Institute. La Presse s’est entretenue avec Stephen Velthuizen, gestionnaire des relations médias chez Shell, au sujet d’un projet-pilote de stockage de CO2 de Shell en Alberta. Quest est le premier projet de séquestration de carbone associé aux sables bitumineux.

Où en est le projet de stockage de CO2 Quest ?

Nous avons atteint le seuil cumulatif de quatre mégatonnes cette année, après quatre années d’activité. Notre entente avec le gouvernement prévoit le stockage de 27 mégatonnes sur 25 ans, alors nous sommes dans les délais. Nous sommes au stade industriel, ce n’est plus un projet-pilote techniquement. Nous pourrions en stocker beaucoup plus : ces 27 mégatonnes ne représentent que de 5 à 7 % de la capacité de la formation géologique en question.

Êtes-vous sûr que le CO2 ne fuit pas vers la surface ?

Il est à 2 km de profondeur, sous quatre couches imperméables, une couche de schiste et trois de sable. Nous surveillons le profil sismique avant et après les injections et, de plus, nous surveillons par laser la surface pour détecter des émissions ainsi que la teneur des eaux souterraines en CO2. Nous avons un contrat de recherche avec le département américain de l’Énergie pour mettre au point ces méthodes de surveillance. Le seul point où le CO2 peut s’échapper est la cheminée d’injection, alors nous concentrons nos efforts sur ce point. Selon les relevés sismiques, le CO2 n’a même pas remonté à la couche de sable qui se trouve sous la couche de schiste. Il forme une belle nappe horizontale de quelques mètres d’épaisseur.

PHOTO FOURNIE PAR SHELL

Vue aérienne du site de Scotford

Sous quelle forme le CO2 se trouve-t-il ?

Il forme un « liquide supercritique » à cause de la pression de 10 mégapascals [100 fois plus que la pression atmosphérique]. Il ne se trouve pas dans une caverne, mais dans un roc poreux, une formation géologique qui se trouve juste au-dessus du Bouclier canadien dans le nord de l’Alberta, jusqu’en Saskatchewan.

D’où provient le CO2 ?

D’une unité de transformation du bitume en pétrole à notre site de Scotford. Nous capturons 90 % du CO2 émis par cette unité, qui représente environ le quart des émissions de CO2 de toutes les unités du site.

Pourquoi ne pas capturer le CO2 d’autres unités de Scotford ?

Ça coûte beaucoup plus cher.

Serait-il possible de produire du pétrole à un prix concurrentiel en capturant tout le CO2 émis lors de sa transformation à partir des sables bitumineux ?

Les frais d’exploitation en 2018 étaient de 25 $ par tonne, ce qui n’est pas beaucoup plus que les prix sur les Bourses du carbone. Mais il faut tenir compte des investissements nécessaires [Plus de la moitié des investissements de 1,35 milliard de dollars ont été assurés par une subvention du gouvernement albertain]. En tenant compte de ces investissements, les coûts de la séquestration du CO2 sont passés de 120 $ à 80 $ par tonne depuis les débuts de Quest. En appliquant les leçons de Quest, il devrait être possible de baisser encore les coûts totaux, à 60 $ par tonne environ. Alors la clé est de réutiliser le CO2, soit pour augmenter la production de pétrole dans un vieux puits, soit pour produire des engrais. Il y a aussi des applications pharmaceutiques.

L’ABC de Quest

Premier projet de séquestration de carbone associé aux sables bitumineux, Quest est aussi le deuxième plus ambitieux, derrière un autre projet canadien, qui injecte dans des puits de pétrole de Saskatchewan du CO2 produit par un complexe de fabrication d’électricité et de carburant au charbon au Dakota du Nord. Shell a reçu pour Quest des subventions pour améliorer la surveillance des fuites et du comportement du CO2 injecté sous le sol.