Évaluation du potentiel de capture et de stockage géologique du co 2 dans le monde
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Évaluation du potentiel de capture et de stockage géologique du CO 2 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 : - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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
Capture - Bilan CO2
CO2 évité
CO2 produit (kg/kWh)
Installation sans capture du CO2
Installation avec capture et stockage du CO2
CO2 supplémentaire lié à la capture
CO2 émis (10% des émissions ne sont pas capturés)
CO2 capturé
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
Méthodologie Capture
• 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
Scénarios de production d’électricité
Renouvellement centrales OCDE
années 70-80
Renouvellement centrales Chine
années 90-2000
Options de capture
Air
Combustion
Unité de séparation d’air
CO2
Oxy-combustion
CO2
ReformageSéparation du CO2
CombustionAir
Capture pré-combustion
Combustible
CombustionCapturedu CO2
CompressionEt
Déshydratationdu CO2
Air
CO2
Utilisationou Stockage
Capture post-combustionN2
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)
Technologie de capture Surconsommation de
combustible
Existante Capture en post-
combustion 25 %
Centrale au charbon / Fuel
Neuve Capture en pré
combustion (IGCC) 18 %
Centrale au gaz Existante/
Neuve
Capture en pré combustion ou post-
combustion 15 %
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
• Sur 870 Gt CO2 émis sur la période 2000 - 2050 :
- surconsommation : 10 %
- total capturé : 55 % part réellement évitée : 45 %
Bilan CO2 cumulé mondial
Résultats Capture
Pertes énergétiques de la capture 85 Gt CO2
Total du CO2 évité avec capture : 395 Gt CO2
Bilan CO2 cumulé régions
CO
2 cap
turé
(M
t)
Résultats Capture
• 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 :
Bilan CO2 - Centrales existantes et performances
Surconsommation de combustible Type de centrale Technologie Cas de base
(objectifs Castor) Performances
actuelles
Existante Capture en post-
combustion 25 % 34 % Centrale au
charbon / Fuel Neuve
Capture en pré-combustion (IGCC)
18 % 18 %
Existante Capture en post-
combustion 15 % 25 %
Centrale au gaz
Neuve Capture en pré-
combustion 15 % 15 %
Résultats Capture
-
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
2 000 2 010 2 020 2 030 2 040 2 050
Mte
p
surconsommation de combustible(Mtep) gaz Monde
surconsommation de combustible(Mtep) huile Monde
surconsommation de combustible(Mtep) charbon Monde
consommation de combustible(Mtep) gaz Monde
consommation de combustible(Mtep) huile Monde
consommation de combustible(Mtep) charbon Monde
• Surconsommation cumulée de 26 Gtep dont :
- 67 % de charbon
- 25% de gaz
Surconsommation – Rendements améliorés
Résultats Capture
-
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
2 000 2 010 2 020 2 030 2 040 2 050
Mte
p
surconsommation de combustible(Mtep) gaz Monde
surconsommation de combustible(Mtep) huile Monde
surconsommation de combustible(Mtep) charbon Monde
consommation de combustible(Mtep) gaz Monde
consommation de combustible(Mtep) huile Monde
consommation de combustible(Mtep) charbon Monde
Surconsommation – Rendements actuels
• Surconsommation cumulée de 56 Gtep
Méthodologie Stockage
• 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)
Stockage du CO2
• 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)
Gisements de pétrole Gisements de gaz
Analyse de la base de données des champs
Répartition des réserves initiales
-
20 000
40 000
60 000
80 000
100 000
120 000
140 000
160 000
180 000
Mte
p
Champ d'huilegéants
Champs degaz géants
Champsd'huile nongéants
Champs degaz nongéants
• 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
-
50 000
100 000
150 000
200 000
250 000
Mt
CO
2
Potentiel séquestrationchamps HC
Cumul CO2 capturé 2030
Cumul CO2 capturé 2040
Cumul CO2 capturé 2050
Résultats par régions(Gt CO2 cumulé entre 2000 et 2050)
Gisements de pétrole et de gaz
+10+15
-39-9
+169
+47+3 -107
-80
+7
-8+21
-17
+15
-1
+216
+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
-
2 000
4 000
6 000
8 000
10 000
12 000
14 000
16 000
18 000
Mte
p
EUROPE d
e l'O
CDE
EUROPE d
e l'E
st
Form
er U
SSR
Canad
a
AMERIQ
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Sud
AMERIQ
UE cen
trale
ASIE d
u Sud
Asie d
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t
Japo
n
AFRIQUE d
u Nor
d
AFRIQUE d
u su
d
Afriqu
e de
l'Oue
st
Afriqu
e de
l'est
MO
YEN ORIE
NT
AUSTRALASIE
Huile additonnelle produite
Cumul de lasurconsommation decombustibles liée à lacapture
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)
Gisements de pétrole et de gaz,Veines de charbon, aquifères salins
+18
+25
+10-5
+227
+72+11 -57
+64
+32
-6+34
+4
+30
+5
+226
+47
Résultats par régions Tous stockages
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.
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
-
1 000
2 000
3 000
4 000
5 000
6 000
7 000
2 000 2 010 2 020 2 030 2 040 2 050
MtC
O2
Emissions totales de CO2d'origine fossile sans CaptureAsie de l'est
CO2 capturé Asie de l'est
CO2 émis Asie de l'est
CO2 évité Asie de l'est
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