Évaluation du potentiel de capture et de stockage géologique du CO2 dans le monde

Cadre de l’étude Objectifs principaux de l’étude CLIP : À travers un scénario de pénétration de la technologie de capture sur les centrales électriques d’ici à 2050 : estimer géographiquement et quantitativement les potentiels mondiaux de : capture du CO2 issu de la production d’électricité stockage du CO2 capturé dans les gisements de pétrole et de gaz estimer les surconsommations énergétiques engendrées Horizon temporel : 2050 Pénétration de la capture à partir de 2020

CO2 supplémentaire lié à la capture Capture - Bilan CO2 CO2 produit (kg/kWh) Installation sans capture du CO2 CO2 émis (10% des émissions ne sont pas capturés) CO2 capturé CO2 évité CO2 supplémentaire lié à la capture Installation avec capture et stockage du CO2

Production multipliée par 4 entre 2000 et 2050 Méthodologie Capture Scénarios de production d’électricité Calage en 2000 de la production d’électricité pour chaque pays (données Enerdata) Evaluation de la production d’électricité d’ici 2050 à partir de l’évolution des consommations et de la répartition de la production (scénario IPCC B1  évolution vers un fonctionnement équilibré et modernisé, en faveur du développement durable) Production multipliée par 4 entre 2000 et 2050

Scénarios de production d’électricité Méthodologie Capture Scénarios de production d’électricité Identification des nouvelles centrales électriques (technologie et performances de capture différentes / centrale existante) basée sur 2 hypothèses : - durée de vie 40 ans - la croissance de la production est assurée par l’installation de nouvelles centrales Renouvellement centrales OCDE années 70-80 Renouvellement centrales Chine années 90-2000

Unité de séparation d’air Options de capture Combustible Combustion Capture du CO2 Compression Et Déshydratation Air CO2 Utilisation ou Stockage Capture post-combustion N2 CO2 Reformage Séparation du CO2 Combustion Air Capture pré-combustion Air Combustion Unité de séparation d’air CO2 Oxy-combustion

Scénarios de capture du CO2 Méthodologie Capture Scénarios de capture du CO2 Pénétration d’unités de capture sur les centrales électriques : Date de pénétration : 2020 Taux d’équipement : 100 % des centrales neuves 10% / an des centrales existantes d’âge inférieur à 30 ans Hypothèses technico-économiques Capacité > 200 MW (% extraits des données AIE GHG) Centrales fonctionnant en base et semi-base Améliorations / surconsommation de combustible espérées à moyen terme (pour la post-combustion, objectifs du projet européen Castor)

Méthodologie Capture Bilan CO2 et énergie Centrales installées sur la période 2000-2020 : applications des rendements et facteurs d’émissions actuels base de données : AIE, 2002 energy balances, édition 2004 Gains en consommation de combustible pour chaque nouvelle installation sur la période 2020-2050 : 7% pour les centrales au charbon/fioul 10% pour les centrales au gaz

Résultats Capture Bilan CO2 annuel mondial En 2050 : 66 % des émissions annuelles peuvent être évitées soit une augmentation des émissions de 16 % par rapport au niveau de 2000

Résultats Capture Bilan CO2 cumulé mondial Sur 870 Gt CO2 émis sur la période 2000 - 2050 : surconsommation : 10 % total capturé : 55 % part réellement évitée : 45 %

Résultats Capture Bilan CO2 cumulé régions CO2 capturé (Mt) Pertes énergétiques de la capture  85 Gt CO2 Total du CO2 évité avec capture : 395 Gt CO2

Résultats Capture Bilan CO2 - Centrales existantes et performances Le parc de centrales existantes en 2020 joue un rôle important dans le potentiel de capture : Sans capture sur ce parc, le cumul CO2 évité sur 2000-2050 se réduirait à 26% contre 45% dans le scénario de référence Performances énergétiques :

Résultats Capture Surconsommation – Rendements améliorés Surconsommation cumulée de 26 Gtep dont : - 67 % de charbon - 25% de gaz

Résultats Capture Surconsommation – Rendements actuels Surconsommation cumulée de 56 Gtep

Méthodologie Stockage Stockage du CO2 Gisements de pétrole Gisements de gaz Quantités de stockage de CO2 basées sur étude DTI 2 types d’injection considérés : injection alternée d'eau et de gaz (WAG) injection de gaz seul (GSGI) Base de données concernant l'ensemble des champs (IHS) Récupération assistée du pétrole (EOR) Quantités de stockage de CO2 basées sur l’étude ECOFYS Base de données concernant l'ensemble des champs (IHS) Pas de récupération assistée du gaz (EGR)

Analyse de la base de données des champs Répartition des réserves initiales Au total : - 77 % des réserves initiales appartiennent à des champs dits « géants » - 83 % des réserves initiales sont en cours de production

Résultats Potentiel capture (2000 - 2050) : 480 Gt CO2 Potentiel stockage : 715 Gt CO2 (min 560 Gt/ max 1170 Gt) Au global, potentiel de stockage suffisant Mais au niveau des régions, fortes disparités

Résultats par régions (Gt CO2 cumulé entre 2000 et 2050) Gisements de pétrole et de gaz +169 +15 +10 -39 +216 -9 +21 -8 +15 -107 +3 +47 +7 -1 -17 -80 +8

Résultats par pays 18 pays représentent 80% des émissions mondiales capturables sur 2000 - 2050 soit 420 Gt CO2 Pour les 3 premiers pays (Chine, Inde et USA) cette part s’élève à 53 % Au final (avec 1000 km de distance de transport) : les 18 pays peuvent éviter 16 % de leur émissions les 3 premiers pays peuvent stocker 17 % de leurs émissions

Résultats – Bilan énergétique (hors États-unis) Récupération d'huile additionnelle (EOR) : + 46 Gtep Surconsommation : avec rendements capture améliorés - 26 Gtep avec les rendements énergétiques actuels : - 56 Gtep

Résultats – Autres stockages géologiques C&S CO2 Données ECOFYS : Aquifères salins profonds : 237 GtCO2 (compris entre 30 et 1066 GtCO2) On peut s'attendre à un potentiel plus important, mais peu de données sont disponibles. Veines de charbon : 267 GtCO2 (compris entre 0 et 1480 GtCO2) a priori, valeur supérieure pour les aquifères

Résultats par régions Tous stockages Gisements de pétrole et de gaz, Veines de charbon, aquifères salins +227 +25 +64 +18 +10 +226 -5 +34 -6 +30 +11 +72 -57 +32 +5 +47 +4

Résultats Conclusions Potentiel important de la filière de capture et séquestration de CO2 pour le secteur électricité mais : dépend fortement du potentiel de stockage disponible implique la planification de centrales IGCC pour 2020 (dans le cas de la post-combustion) Des enjeux stratégiques différents pour chaque région.

Nécessité d’investissements importants en R&D : Résultats Conclusions Nécessité d’investissements importants en R&D : Capture en post-combustion : réduction des consommations énergétiques Stockage : veines de charbon et aquifères salins profonds Problèmes liés à la réglementation et aux autorisations Nécessité d’investissements en infrastructure : transport : en 2050, gestion de volumes 5 fois supérieurs aux volumes de gaz naturel transportés actuellement stockage, monitoring

Évaluation du potentiel de capture et de stockage géologique du CO2 dans le monde

Résultats Capture Bilan CO2 Asie de l’Est – Rendements actuels Sans amélioration, aberration d’un point de vue économie d’énergie

Résultats Capture Bilan CO2 mondial – Rendements actuels Sans amélioration, 190 Gt de CO2 capturé cumulé pour compenser les pertes énergétiques, soit 34 % des émissions évitées En 2050 : capture de 90 % du CO2 émis sans capture au lieu de 80 % avec les rendements Castor

Résultats par pays