Surveillance du confinement de surface pour le captage et le stockage du carbone

Promoteur principal : Université Saint Francis Xavier
Lieu : Antigonish (Nouvelle-Écosse)
Contribution de l’Initiative : 756 236 $
Projet complémentaire : 156 958 $
Total du projet : 1 634 000 $

Contexte du projet

La feuille de route sur la technologie de CSC (CCS Technology Roadmap) de 2009 de l’Agence internationale de l’énergie qualifie la mise au point d’un « protocole international de surveillance et de vérification » [traduction] comme le principal « enjeu juridique international » [traduction] touchant le déploiement du captage et du stockage du carbone (CSC), et elle encourage les ministères de l’Environnement du monde entier à mettre au point des méthodologies appropriées et harmonisées. La mise au point de moyens de validation du stockage du carbone n’a pas suivi le rythme de la mise au point de la plus vaste technologie de captage et stockage du carbone (CSC), en particulier les activités de surveillance, de vérification et de comptabilité (SVC) de surface. Bien que divers groupes aient réalisé des essais de comparaison corrélative, les évaluations n’étaient pas quantitatives et elles manquaient de rigueur. Les exploitants de projets de CSC ont besoin de conseils clairs sur les outils qui conviennent à la mise en œuvre. En outre, aucun essai de comparaison corrélative n’a été réalisé sur les technologies de SVC de surface au Canada, sous toutes les saisons et dans divers écotypes.

Reconnaissant le besoin de faire avancer les technologies de SVC de surface, l’Université St-Francis-Xavier a proposé le projet « Surveillance du confinement de surface pour le captage et le stockage du carbone » aux fins de financement dans le cadre de l’Initiative écoÉNERGIE Innovation. On a accordé 909 000 $ au projet. La surveillance et la vérification du CO2 sur les lieux de stockage sont un élément important permettant d’assurer la sûreté, l’efficacité et la fiabilité du stockage du CO2. Les outils de SVC sont utilisés pour faire le suivi d’un site où du CO2 est injecté, afin de surveiller les fuites éventuelles des puits d’injection et des puits abandonnés et de vérifier la quantité de CO2 ayant été injectée dans le sous-sol. La surveillance est également importante pour assurer que les eaux souterraines et les écosystèmes sont protégés et que la population locale n’est pas exposée à des concentrations dangereuses de CO2. Le projet a compris des éléments de recherche de comparaison corrélative (comparaison des technologies) et des éléments de développement (développement des technologies).

Résultats

Le chercheur du laboratoire de flux James Williams, avec le camion de recherche prêt pour une autre journée de cartographie des émissions fugitives; le camion de recherche sur la photo est un Toyota Tacoma doté d’un capot de caisse permettant d’y ranger l’équipement de détection pendant la collecte des données.

Le chercheur du laboratoire de flux James Williams, avec le camion de recherche prêt pour une autre journée de cartographie des émissions fugitives; le camion de recherche sur la photo est un Toyota Tacoma doté d’un capot de caisse permettant d’y ranger l’équipement de détection pendant la collecte des données.

La phase 1 du projet s’est concentrée sur la détection des suintements aux sites de récupération assistée des hydrocarbures (RAH) par injection de CO2 à l’aide de techniques de détection pour mesurer, surveiller et vérifier l’intégrité du stockage du CO2 dans le cas de grandes empreintes. Le rapport signal-bruit de diverses méthodes de surveillance a été utilisé dans deux champs pétrolifères épuisés dans le sud-est de la Saskatchewan - Weyburn et Midale (Saskatchewan) – où le programme de surveillance des gaz à effet de serre de l’Agence internationale de l’énergie à Weyburn-Midale (GESAIE) venait de prendre fin en 2012. Des méthodes telles que les stratégies d’échantillonnage des gaz du sol (pour le CO2 respiré et du sol) et les méthodes de flux du CO2 du sol de surface, y compris celles assistées par des algorithmes de modélisation biologique pour la réduction du bruit afin d’améliorer le rapport signal-bruit, ont été étudiées. Cependant, les méthodes pour les grandes empreintes n’avaient pas été appliquées dans le cadre du programme de surveillance GESAIE à Weyburn-Midale, ce qui a mené à la mise au point d’une plateforme mobile de mesure des émissions fugitives.

Une nouvelle plateforme de mesure sur camion a été mise au point. La mobilité du système de mesure facilite la surveillance de grandes empreintes, contrairement aux systèmes qui utilisent des méthodes fixes de covariance des turbulences et d’autres méthodes capables de mesurer seulement 1 km2 environ. La nouvelle plateforme de mesure a été mise à l’essai aux installations d’un partenaire du projet. Il a été non seulement possible de détecter les émissions fugitives et mises à l’air libre provenant des installations du partenaire, mais aussi de détecter les émissions provenant des installations avoisinantes. Qui plus est, il a été possible de faire la différence entre les émissions provenant de différentes installations.

La chercheuse du laboratoire de flux Jennifer Baillie, avec le camion de recherche garé devant le chevalet de pompage du champ pétrolifère situé à Weybrun (Sask.); Jennifer prend des notes sur une planchette à pince à l’extérieur du camion de recherche.

La chercheuse du laboratoire de flux Jennifer Baillie, avec le camion de recherche garé devant le chevalet de pompage du champ pétrolifère situé à Weybrun (Sask.); Jennifer prend des notes sur une planchette à pince à l’extérieur du camion de recherche.

La phase 2 du projet a ajouté de l’ampleur à la phase 2 antérieure pour ce qui est de la géographie et des types d’émissions. On a accueilli d’autres partenaires de projet, notamment la Southeastern Saskatchewan Airshed Association (SESSA), le ministère de l’Environnement de la Saskatchewan et Altus Geomatics. De vastes campagnes d’inventaire régionales ont été menées pour comprendre les régimes d’émissions fugitives. Le calendrier de certains inventaires et de traitement ultérieur des données a été comprimé compte tenu des échelles spatiales concernées, plus particulièrement là où huit blocs (superficie totale de 800 km2) ont fait l’objet d’un inventaire de six à huit fois, au cours de deux saisons (l’été et l’automne). Les travaux sur ces inventaires se sont poursuivis après la fin du projet financé dans le cadre de l’Initiative écoÉNERGIE Innovation.

Avantages pour le Canada

Une surveillance de surface plus simple, plus efficace et rationalisée pour le CSC profite aux entreprises de RAH et a le potentiel de réduire les émissions provenant du secteur de la RAH du Canada.

Prochaines étapes

Terminer les travaux sur les campagnes d’inventaire et communiquer les résultats d’une façon générale. Des initiatives frontalières sont en cours avec le US National Energy Technologies Laboratory au Marcellus Shale Energy and Environmental Laboratory et divers partenaires au Royaume-Uni.

Pour en apprendre davantage