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Développement de technologies de pointe - captage et stockage du carbone

Avec une participation directe d’un tiers environ de la capacité mondiale en captage et stockage du carbone, ExxonMobil est le chef de file d’une des technologies à faible intensité en carbone de deuxième génération les plus importantes.

Le captage et le stockage du carbone (Carbon Capture and Sequestration, CCS) est un processus permettant de capter et de stocker du dioxyde de carbone qui serait autrement dégagé dans l’atmosphère ; il est ensuite comprimé et injecté dans des formations géologiques pour stockage permanent. Le Panel intergouvernemental chargé des questions de changement climatique estime que les centrales électriques alimentées par carburants fossiles contribuent à jusqu’à 60 % des émissions mondiales de carbone. Dans ces conditions, le déploiement à grande échelle de techniques rentables de captage et stockage du carbone pourrait avoir un impact énorme sur le dégagement des gaz à effet de serre autour du globe.

ExxonMobil estime que le meilleur débouché pour le déploiement à grande échelle de la technologie CCS se trouvera dans le secteur des centrales électriques au gaz naturel. Bien que la technologie de CCS puisse être appliquée dans les centrales au charbon, le coût du captage du CO2 représente à peu près le double du prix de la production au gaz naturel. En outre et parce que les centrales électriques alimentées au charbon produisent près de deux fois plus de CO2 par unité d’électricité produite, l’espace géologique nécessaire pour stocker le CO2 produit par une centrale au charbon est à peu près le double de celui associé au stockage du dioxyde de carbone produit par une centrale au gaz.

ExxonMobil poursuit des travaux de recherche exclusive et fondamentale pour mettre au point des technologies émergentes de captage du carbone avec pour objectif de réduire la complexité et le coût de cette technologie cruciale et d’encourager son déploiement mondial.

Engagement à long terme de ExxonMobil pour faire progresser la technologie de CCS

Pendant plus de 30 ans, les ingénieurs et scientifiques d’ExxonMobil ont effectué des recherches, mis au point et appliqué des technologies qui pourraient jouer un rôle dans la généralisation du déploiement du captage et du stockage du carbone.

Nous avons obtenu des résultats probants dans notre utilisation du processus de récupération assistée du pétrole (Enhanced Oil Recovery ou EOR), qui implique d’injecter du CO2 dans un réservoir pour en extraire le pétrole et le gaz qui y sont encore « piégés » et ne pourraient autrement pas être extraits. Rien qu'aux États-Unis, plus de 312 milliards de mètres cubes de CO2 ont déjà servi à des projets EOR.

ExxonMobil travaille avec ses partenaires sur plusieurs projets liés au captage et au stockage du carbone, tels que l’amélioration du captage, la modélisation des flux de réservoirs, le stockage géologique et la modélisation de l’intégrité. ExxonMobil évalue également l’intégrité des joints et de la capacité des réservoirs de pétrole et de gaz, ainsi que des aquifères et lits de houille en tant que lieux de stockage éventuels.

Nous sommes constamment à la recherche de nouvelles manières innovantes de perfectionner la technologie de captage et de stockage du carbone. Notre technologie brevetée Controlled Freeze Zone (CFZ), par exemple, est un processus en une seule étape qui permettrait de séparer efficacement le CO2 et les autres impuretés d’un flux de gaz naturel. Cette technique a le potentiel de rendre le coût du CCS plus abordable.

Forte de sa longue expérience sur les plans opérationnel, technique et de la recherche dans les technologies du captage et du stockage du carbone, ExxonMobil est la mieux placée pour mener les développements technologiques futurs de cette approche prometteuse de réduction des émissions.

Notre engagement comprend :

  • Le partenariat avec la Commission européenne et d’autres organismes au sein du projet CO2ReMoVe, qui a évalué une série de technologies pour contrôler l’injection et le stockage de CO2 provenant de flux de gaz dans les champs du monde entier.
  • Les recherches collaboratives qui se déroulent à l’Agence internationale de l’énergie, au MIT, à Georgia Tech, à l’Université du Texas et à l’Université du Wyoming.
  • La participation aux partenariats de stockage régional du Département américain de l’énergie.
  • Les efforts intenses de recherche et développement effectués en interne dans les technologies relatives au CCS et la participation à des projets de démonstration.
  • Co-fondateur du Projet mondial pour le climat et l’énergie (Global Climate and Energy Project, GCEP) de l’Université de Stanford, un programme de recherche à long terme conçu pour accélérer la mise au point d’une série de technologies d’énergie viables sur le plan commercial, susceptibles de réduire les émissions de gaz à effet de serre à l’échelon mondial.
  • ExxonMobil et FuelCell Energy, Inc. ont récemment annoncé la conclusion d'un accord pour explorer de nouvelles technologies en matière de captage du dioxyde de carbone émis par les centrales électriques grâce à une nouvelle application des piles à combustible au carbonate, qui pourrait considérablement réduire les coûts et ouvrir une voie plus économique à son application à grande échelle dans le monde.

Processus de captage et de stockage du carbone

Étape 1 : Capter le CO2

La première étape du processus de CCS est le captage, ou séparation du CO2 de la source de carburant utilisée dans les centrales électriques ou les usines de fabrication industrielle. Le captage est l’étape la plus coûteuse et la plus gourmande en énergie du processus de CCS.

ExxonMobil possède une vaste expérience dans la séparation du CO2 des hydrocarbures grâce à ses usines de traitement du gaz naturel qui extraient les impuretés du gaz avant son expédition via gazoduc.

Les technologies de captage les plus récentes utilisent un solvant pour retirer le CO2 du flux gazeux, mais la technologie CFZ (Controlled Freeze Zone) d'ExxonMobil se base sur la congélation et la refonte du CO2 dans une colonne de distillation modifiée. Cette technologie CFZ™ permet de réduire le coût et la complexité de la séparation du CO2 du gaz naturel et pourrait présenter des avantages significatifs pour les systèmes de CCS, en partie parce qu’il n’existe pas de limite à la concentration du CO et parce que le CO2 est extrait sous pression et prêt à être réinjecté.

Étape 2 : Processus de transport

La deuxième étape est le transport du CO2 capté vers le site de stockage, qui consiste en des formations géologiques souterraines telles que des poches de pétrole ou de gaz presque vides.

La ExxonMobil Pipeline Company possède ou détient aux États-Unis des intérêts dans plus de 19 000 kilomètres de pipelines utilisant la technologie la plus moderne et d’importantes procédures de contrôle de qualité sont mises en place pour assurer la sécurité des pipelines. Le programme de gestion de l’intégrité de l’entreprise inclut un grand nombre de techniques de test et de contrôle, allant des tests de pression hydrostatique à des dispositifs voyageant tout au long du pipeline pour détecter les défaillances ou assurer le contrôle permanent de la corrosion. En plus de ces mesures d’inspection et d’entretien, le centre des opérations de l'entreprise surveille le fonctionnement des pipelines 24 heures sur 24.

ExxonMobil conduit actuellement plusieurs projets de recherche conçus pour tester l’intégrité de l'acier et des autres matériaux constitutifs lors de leur exposition au CO2.

Étape 3 : Injection et stockage

La troisième et dernière composante du CCS est l’injection du CO2 dans des réservoirs souterrains pour le stockage. ExxonMobil connaît parfaitement le domaine de l’injection, grâce à sa longue expérience dans l’utilisation d’eau, du gaz naturel et du CO2 pour la récupération assistée des hydrocarbures (RAH, ou EOR en anglais) et la saine gestion des ressources.

Le programme de gestion de l’intégrité du puits d’injection testé sur le terrain par l'entreprise inclut des essais mécaniques, des programmes de contrôle de la corrosion et des systèmes de contrôle informatisés.

ExxonMobil possède une haute expertise technologique de l’inspection et de l’assurance de l’intégrité des champs. Notre participation aux projets d’injection de CO2 en Mer du Nord et à LaBarge, dans le Wyoming, a donné à l'entreprise une connaissance et une expérience de première main dans cette étape du processus de CCS.

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