La séquestration géologique est a priori adaptée aux sources importantes de CO2 qui représentent environ un tiers des émissions en France. Ce mode de séquestration est complémentaire de la séquestration biologique qui est adaptée aux sources d'émissions diffuses (transports, habitat…).
Les réalisations industrielles de séquestration de CO2 sont à l'heure actuelle très peu nombreuses, quelques projets apparaissant aujourd'hui en liaison avec la production
d'hydrocarbures.
C'est le cas de celui du gouvernement néerlandais, qui a retenu à cet effet un projet de Gaz de France (Projet ORC : Offshore Re Injection of CO2), présenté récemment à l'occasion du démarrage en avril de sa phase pilote.
Le projet de Gaz de France s'inscrit dans une démarche d'étude effectuée par le gouvernement des Pays Bas sur la problématique du CO2 dans le pays et baptisée CRUST (CO2 Re-use through Underground STorage). L'idée est de faire un inventaire des sites de séquestration possibles, d'étudier les aspects légaux et environnementaux et les possibilités de réutilisation du CO2. Un budget de 13,6 millions d'€ a été alloué par le gouvernement néerlandais pour le démarrage du projet en 2001.
Le projet vise à utiliser une plate-forme de Gaz de France Production Nederland (Proned) pour séquestrer du gaz carbonique par 3500 à 4000 m de profondeur. Le gisement K12B contenait à l'origine 14 milliards de m3 de gaz naturel avec une
teneur en CO2 de l'ordre de 13 %. Exploité depuis 1987 le gisement de gaz est presque épuisé aujourd'hui. Le gaz produit est traité sur la plate-forme de production et le CO2 extrait du gaz naturel est rejeté dans l'atmosphère.
La phase pilote du projet permettra d'enterrer 10.000 tonnes de CO2 en six mois, voire le double si elle est prolongée pendant un an.
La phase industrielle, à partir de 2005, permettra d'exploiter des petits gisements de gaz off-shore néerlandais, dont la teneur en CO2, trop forte, empêche actuellement la mise en valeur. A plein régime 480.000 tonnes de CO2 pourront être stockées chaque année.
Les solutions techniques pour réduire les émissions de CO2 industriel sont de trois types, généralement, mises en œuvre en parallèle :
- La maîtrise de l'énergie, avec l'amélioration des rendements énergétiques et l'utilisation rationnelle de l'énergie.
- L'évolution du « mix » énergétique, avec le remplacement des combustibles à forte teneur en carbone (charbon, pétrole) par des combustibles à teneur en carbone réduite (tel que le gaz naturel) et le recours aux énergies non-émettrices de CO2 telles que les énergies renouvelables.
- La gestion du cycle du carbone , avec l'amélioration de la gestion des stocks naturels de carbone (augmentation des puits naturels de carbone ou séquestration biologique : forêts, sols) et le développement des techniques industrielles de capture et de stockage des rejets de CO2.
Le problème principal de la récupération du CO2 issu des effluents gazeux est en général sa faible concentration pouvant varier, dans les fumées et selon le type de procédé, de quelques pour cents à environ 20 %. Plusieurs techniques sont alors possibles pour piéger le CO2 émis par une combustion : la capture post -combustion (traitement des fumées où les concentrations en CO2 sont faibles), la décarbonation pré-combustion (combustion d'hydrogène produit par vaporeformage et capture du CO2) et l' oxycombustion (combustion à l'oxygène).
Les coûts de la capture du CO2 dépendent a priori de la composition des effluents (combustible utilisé, excès d'air…), du volume d'effluent à traiter (puissance de l'installation) et du type d'installation.
Le mode de transport du CO2 le plus pratique reste le transport par gazoducs. Il fait appel à des technologies relativement bien connues, et est actuellement employé aux Etats-Unis où plus de 1 000 km de pipelines sont installés pour le transport de dioxyde de carbone. Des navires peuvent également être utilisés pour transporter le CO2 sous forme liquide sur de longues distances : ces bateaux ont des caractéristiques proches de ceux utilisés pour le transport du Gaz de pétrole liquéfié ( GPL).
Plusieurs options sont envisageables pour le stockage du CO2 : utilisation de réservoirs souterrains naturels (réservoirs épuisés de pétrole et de gaz, gisements houillers non exploitables, aquifères salins et cavités salines) ou le stockage dans les océans.
Les gisements de Pétrole et de Gaz naturel épuisés représentent un potentiel de stockage estimé entre 500 et 2 000 Gt ( milliards de tonnes) de CO2, pour un coût de stockage estimé à quelques euros par tonne de CO2.
Dans le cas de l'injection en nappe aquifère saline , la fourchette est encore plus large : de 320 à 10 000 Gt ( milliards de tonnes) de CO2 : cette solution est expérimentée depuis plusieurs années sur le site de Sleipner en Mer du Nord Norvégienne, où un million de tonnes de CO2 sont injectées annuellement.