CO2-Dissolved : le couplage réussi du stockage de CO2 et de la géothermie

Stocker du CO2 sous forme dissoute dans des aquifères salins proches d'installations industrielles émettrices, c'est l'idée développée avec "CO2-Dissolved". Une solution très prometteuse, alternative aux stockages massifs.
18 juin 2021

CO2 Dissolved : stockage et captage du dioxyde de carbone

CO2 Dissolved est un nouveau concept de stockage et de captage du dioxyde de carbone développé par le BRGM et ses partenaires depuis 2012.

© BRGM

Si la nécessité de recourir à la séquestration géologique de CO2 pour réduire les émissions de gaz à effet de serre ne fait pas de doute, les conditions de mise en oeuvre, de sécurisation et de suivi des stockages massifs posent des questions scientifiques, techniques, économiques et sociétales qui freinent un déploiement à court terme. La mise en place de stockages de petite taille près des sources d'émissions constitue donc une solution complémentaire sinon alternative. Le projet ANR CO2-Dissolved l'a explorée durant trois ans. Associant sept partenaires sous coordination BRGM, il a démontré la faisabilité d'associer le stockage de CO2 dissous en aquifère et la récupération d'énergie géothermique. 

Cette solution présente plusieurs avantages. Il s'agit de stocker le CO2 produit par une installation industrielle sur le lieu même des émissions, en l'injectant dans un aquifère salin profond sous forme dissoute. La récupération puis la réinjection d'eau chargée en CO2 s'opèrent au moyen d'un ensemble "puits injecteur / puits producteur" semblable aux doublets géothermiques utilisés pour des réseaux de chaleur. Stockage sur place du CO2, ce qui réduit les coûts et les risques liés au transport du gaz, plus récupération de chaleur, la solution est séduisante, sous réserve d'aquifères appropriés bien localisés et de maîtrise du procédé.

Faisabilité et maîtrise des risques 

Du fait des limites de solubilité du CO2 dans la saumure et des débits généralement observés dans les doublets géothermiques (250-350 m3/h dans le bassin parisien), la solution s'avère pertinente pour des petits émetteurs industriels de CO2 (< 150 000 t / an). Les sites de stockage visés sont des aquifères profonds (1 500 à 2 500 m) dont la température atteint 60 à 80°C. En France, 650 sites industriels potentiellement compatibles (25 % des émissions nationales) ont été inventoriés. 

Les partenaires américains du projet ont mis au point un procédé innovant de captage du CO2 utilisant l’eau comme seul solvant. L’intégration de ce dispositif au sein du système "CO2-Dissolved" a été étudiée en fonction de la teneur en CO2 des fumées et de la nécessité éventuelle d’une séparation préalable à l’injection. À la différence des stockages massifs, où le CO2 est injecté sous forme supercritique, il est ici totalement dissous dans la saumure de l'aquifère. On s’affranchit ainsi de tout risque de création d’une bulle de gaz en profondeur et donc de remontée potentielle de celle-ci.

L'impact de l'injection d’eau acidifiée sur la roche et les réactions chimiques induites en fonction des caractéristiques hydrogéologiques des milieux ont fait l'objet de simulations numériques et de nombreux tests sur une installation expérimentale. L’impact économique, sur le cas d'une sucrerie-distillerie du Loiret, a également été étudié, démontrant la viabilité de la majorité des scénarios simulés, du fait, notamment, du bénéfice lié à la récupération de chaleur. 

La prochaine étape est d’aller vers un pilote de démonstration sur un site industriel. La démarche est engagée, dans le cadre du nouveau projet "Pilote CO2-Dissolved" financé par le groupement d'intérêt scientifique Géodénergies.

Partenaires 

  • BRGM (France, coordinateur) 
  • BGR (Allemagne) 
  • CFG Services (France) 
  • Geogreen (France) 
  • GeoRessources (France) 
  • LEO (France) 
  • Partnering in Innovation, Inc. (USA).