Porthos : Une approche passionnante du captage et du stockage du carbone

Approche du captage et du stockage du carbone.

Pourquoi la mesure de l'humidité est cruciale pour le CSC

Le groupe de trois champs gaziers P18 se trouve à environ 3,5 km sous les eaux peu profondes de la mer du Nord, juste au large de la côte des Pays-Bas.  Le premier de ces champs - P18-2 - a été découvert en 1985 et est entré en production en 1997, tandis que les champs de gaz P18-4 et P18-6, plus petits, ont commencé à produire respectivement en 1993 et 2003.  Bien que la production du groupe P18 ait atteint son apogée en 1998, le gaz a continué à couler pendant une autre décennie et, en 2018, 13,5 milliards de mètres cubes de gaz naturel avaient été extraits. 

Bien que les champs soient épuisés et ne soient plus commercialement viables pour la production de gaz, ils ont maintenant trouvé une nouvelle vie en tant que réservoirs de dioxyde de carbone (CO2), qui sera capturé à partir d'usines de traitement industriel autour du port de Rotterdam. 

Cette idée passionnante et imaginative s'appelle Porthos, abréviation de Port of Rotterdam Transport Hub and Offshore Storage.  Porthos est dirigé par l'autorité portuaire de Rotterdam, en collaboration avec les entreprises énergétiques Gasunie et Energie Beheer Nederland (EBN), et est reconnu par la Commission européenne comme un projet d'infrastructure vital.  Plus important encore, il joue un rôle transformateur dans l'expansion des projets de captage et de stockage du carbone (CSC) et de captage et d'utilisation du carbone (CCU) dans le monde entier, dans le cadre de la campagne mondiale visant à atteindre l'objectif "Net Zero". 

Le captage et le stockage du carbone commencent en 2026

Si tout se passe comme prévu, le processus d'injection de CO2 dans les champs P18 commencera en 2026.  Porthos a passé un contrat avec quatre partenaires de développement conjoint - Air Liquide, Air Products, ExxonMobil et Shell - pour les aider à réduire leurs émissions de carbone et à atteindre leurs objectifs climatiques tout en assurant la transition vers des formes de production d'énergie plus propres.  Au total, les quatre entreprises captureront 2,5 millions de tonnes métriques de CO2 chaque année. 

Le CO2 sous forme gazeuse sera introduit, à une pression de 35 bars, dans un nouveau pipeline en cours de pose dans la zone portuaire de Rotterdam.  Il passera ensuite par une station de compression, où la pression sera portée à 130 bars, pour être ensuite acheminé par un pipeline offshore jusqu'à la plate-forme P18-A ; celle-ci était auparavant utilisée dans le cadre du processus d'extraction du gaz naturel. 

De là, le CO2 sera injecté dans le réservoir par l'intermédiaire d'un puits à tubage métallique existant, équipé d'un nouveau tube intérieur.  À mesure que la pression du CO2 augmente dans le gazoduc offshore au cours de la première période de fonctionnement, l'état du fluide peut passer de la phase vapeur à la phase dense supercritique, en fonction de la température ; la phase dense supercritique est optimale pour l'efficacité car le CO2 aura la viscosité d'un gaz mais la densité d'un liquide. 

Le réservoir est constitué de roches gréseuses poreuses, datant du Trias inférieur et appartenant au sous-groupe triasique principal du Buntsandstein.  Ces roches se trouvent sous une couche non perméable de roches de couverture, formées de siltstones, de claystones, d'évaporites et de dolomies.  Cette disposition permet de stocker de grandes quantités de CO2 dans la roche poreuse, tandis que les pierres de couverture empêchent le gaz de s'échapper.  Une fois que chaque champ aura atteint sa capacité, il sera scellé et surveillé en permanence, la pression finale du réservoir étant proche de celle du gaz naturel d'origine. 

Maintien de la qualité, de la Sécurité et de l'efficacité

Le projet Échelle capturera le CO2 à partir d'une variété de processus industriels, chacun d'entre eux introduisant potentiellement une gamme de contaminants susceptibles d'affecter la qualité, la sécurité et l'efficacité du fonctionnement de capture et de stockage du carbone en aval.  Les contaminants peuvent inclure des hydrocarbures provenant du raffinage du pétrole, du soufre provenant des gaz de combustion, des amines provenant du stripping des gaz et de l'humidité provenant à la fois des opérations de traitement et de transport. 

Les contaminants tels que l'humidité peuvent créer toute une série de problèmes.  La vapeur d'eau peut se condenser en liquide, se transformer en glace et réagir avec le CO2 et les composés sulfurés pour former des acides agressifs.  Il en résulte une corrosion des surfaces métalliques, des obstructions de canalisations et des dommages aux pièces mobiles telles que les pales de compresseurs à grande vitesse. 

Il existe donc un ensemble solide de spécifications de projet pour contrôler la qualité du gaz CO2.  Par exemple, les composés soufrés totaux doivent être inférieurs à 20 ppm (micromol/mol), tandis que la teneur maximale en humidité ne peut être supérieure à 70 ppm, le gaz étant exempt de tout contenu liquide jusqu'à au moins -10°C à une condition d'analyse normalisée de 20 bara.  

Pour répondre à ces critères, il est essentiel de maintenir une mesure précise et cohérente des contaminants tout au long de la chaîne de traitement, depuis le point où le carbone est capturé jusqu'à l'injection finale dans le réservoir.  Par exemple, des appareils avancés tels que le Condumax II Dew-Point Analyzer peuvent jouer un rôle clé, en fournissant une mesure précise du point de rosée des hydrocarbures. 

Nos derniers instruments sont basés sur des technologies de capteurs éprouvées, simples à configurer et à utiliser, et installés comme instruments de référence par des laboratoires d'étalonnage de premier plan dans le monde entier.  En tant que tels, ils offrent une solution idéale pour les organisations qui souhaitent exploiter le potentiel de la capture et du stockage du carbone, de manière sûre et efficace.  

Avec plus de 40 ans d'expérience dans le développement d'instruments de précision innovants, nous sommes les experts des applications en matière de mesure du point de rosée pour toutes les applications de capture et de stockage du carbone. Si vous souhaitez discuter de vos besoins, veuillez contacter notre équipe dès aujourd'hui.  

Le projet Porthos est représentatif des plus de 250 initiatives de captage et de stockage du carbone prévues ou en cours de développement dans le monde.  Il jouera un rôle crucial en aidant les Pays-Bas à atteindre leurs objectifs climatiques - réduire les émissions nationales de carbone de 55 % d'ici à 2030, par rapport aux niveaux de 1990, et atteindre la neutralité climatique d'ici à 2050. 

La zone portuaire de Rotterdam représente 14 % des émissions de carbone du pays, de nombreux grands fonctionnements pétrochimiques et de production d'énergie étant parfaitement adaptés au processus de capture du carbone.  Bien que la majeure partie du CO2 capturé par le projet Porthos soit stockée dans des réservoirs offshore, il existe également des initiatives visant à explorer les moyens d'utiliser le CO2 comme matière première. Un bon exemple est Alco Energy, qui capture le CO2 de son usine d'éthanol et l'achemine directement vers des serres où il est utilisé pour favoriser la croissance des tomates et des poivrons. 

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