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>>> Rapports sur les modules de travail, veuillez consulter la section en anglais <<<
Module de travail 2 - Stockage du CO2 dans le béton:
Ce work package vise à démontrer un écosystème de carbonatation minérale, qui permet (1) de stocker le CO2 de manière permanente dans le béton primaire et le béton recyclé, et (2) de réduire la demande énergétique et les émissions de gaz à effet de serre (GES) du béton en considérant l'ensemble de la chaîne de valeur. Ce WP s'appuie sur les connaissances acquises dans le cadre du projet RECARB, où seule une partie du système complet proposé ici a fait l'objet d'une démonstration à l'échelle pendant sept jours, à savoir la carbonatation minérale de granulats de béton recyclé (RCA) dont la taille des particules peut atteindre 16 mm. En outre, une étude expérimentale de validation du concept a révélé que la carbonatation peut modifier les propriétés matérielles des granulats de béton recyclé de telle sorte que la teneur en ciment des mélanges de béton peut être réduite au minimum réglementaire, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie primaire et les émissions de gaz à effet de serre du béton. Pour faciliter la diffusion de ce savoir-faire et permettre à l'industrie suisse d'adapter ses pratiques de fabrication, une approche plus globale est nécessaire.
Dans ce qui suit, quelques résultats préliminaires sont énumérés :
- Deux technologies de carbonatation minérale à l'échelle industrielle et totalement intégrées ont été mises en service dans l'usine de production et de recyclage de béton de Kästli.
- L'exploitation de ces technologies montre que 13 kg de CO2 par tonne de RCA ont été séquestrés à l'échelle industrielle, ce qui est conforme aux expériences à l'échelle du laboratoire et correspond à une augmentation de 60 % de la capacité de stockage par rapport aux résultats du projet RECARB.
- L'eau de gâchage du béton a montré une absorption de CO2 d'environ 25 kg de CO2 par mètre cube de boue.
- Les essais de matériaux montrent que la carbonatation de l'eau de gâchage du béton a un effet moins prononcé sur l'ouvrabilité du béton.
- La teneur en eau de l'ACR a un effet significatif sur le taux d'absorption de CO2. L'absorption de CO2 la plus élevée a été mesurée à une absorption d'eau de 30 %.
- La carbonatation entraîne la décalcification du C-S-H, qui est potentiellement réactif et peut participer à l'hydratation du ciment lorsqu'il est utilisé comme granulat dans un nouveau béton.
- Un cadre basé sur Excel a été développé, qui permet le développement et la comparaison de différentes chaînes de valeur CCUS stockant le CO2 dans le béton de démolition.
- Dans tous les scénarios, les chaînes de valeur CCUS ont un impact positif sur le climat, c'est-à-dire qu'elles évitent et éliminent plus d'émissions qu'elles n'en génèrent. Les scénarios qui présentent actuellement un intérêt industriel affichent des rendements supérieurs à 90 %.
Au fur et à mesure de l'avancement du projet, d'autres résultats seront collectés, qui seront partagés dans le rapport final.
Module de travail 3 - Transport et stockage du CO2 en Islande:
L'objectif général de ce lot de travail est de démontrer la faisabilité technique de la chaîne logistique dans son intégralité avec (i) la liquéfaction du CO2 sur le site d’un émetteur industriel suisse, (ii) le transport transnational du CO2 et (iii) le stockage géologique du CO2 à l'étranger. L'émetteur industriel en question est la station d'épuration des eaux usées Ara Region Bern, qui fournit du CO2 biogénique de haute pureté résultant de la valorisation du biogaz produit à partir des eaux usées de la station. Neustark et Ara Region Bern gèrent et exploitent l'unité de liquéfaction installée sur le site de l'émetteur et s’occupent du chargement du CO2 dans des conteneurs-citernes dédiés pour le transport. Salzmann AG Transporte, CFF Cargo et ChemOil assurent le transport des conteneurs-citernes de CO2 du site de l'émetteur à Rotterdam et retour. Les conteneurs-citernes sont d’abord transportés par camion jusqu'à la gare de Weil-am-Rhein, puis par le rail jusqu'au port de Rotterdam. Le fret maritime des conteneurs-citernes du port de Rotterdam à Reykjavik est assuré par un prestataire de services (Samskip) et est géré par Carbfix. Le CO2 transporté est ensuite dissous dans l'eau et injecté pour un stockage minéral permanent dans une formation rocheuse basaltique qui sert de réservoir de stockage permanent. Carbfix est chargé (i) de la caractérisation technique et géologique du site de démonstration (c'est-à-dire la caractérisation du terrain, la conception et la mise en place du système d'injection, et l'échantillonnage et la caractérisation des fluides du réservoir), (ii) de la construction du système d'injection, et (iii) de la démonstration sur le terrain (c'est-à-dire l'injection du CO2, la surveillance chimique, et la surveillance du flux de CO2). Cette injection pilote sera la première dissolvant du CO2 dans l'eau de mer et sera effectuée sur un nouveau site d'injection construit et exploité par Carbfix. Lors de sa mise en oeuvre, la performance de la chaîne logistique de CO2 sera évaluée sur la base d'indicateurs de performance clés (IPC) prédéfinis, relatifs aux aspects techniques, opérationnels, économiques et environnementaux. Ce travail (i) fournira un modèle de conception pour les chaînes logistiques de CO2 qui seront développées à l'avenir, (ii) prouvera la faisabilité de telles chaînes, et (iii) permettra une identification précoce des lacunes techno-économiques, juridiques et environnementales qui devraient être comblées avant la mise à l'échelle et le développement ultérieur des chaînes logistiques de CO2.
Module de travail 4 - Analyse technico-économique et mise à l'échelle:
L'objectif général de ce WP est d'évaluer le potentiel d'extension des chaînes de captage, d'utilisation et de stockage du carbone (CCUS) et de captage, de transport et de stockage du carbone (CCTS) à court terme, ainsi que celui d'un réseau de CO2 reliant les sites d'émission suisses aux sites de stockage nationaux et internationaux à long terme. Dans ce qui suit, les chaînes logistiques de CO2 qui impliquent le captage et le transport du CO2 à l'étranger en vue d'un stockage géologique sont désignées comme CCTS, tandis que les chaînes logistiques de CO2 qui impliquent le captage et l'utilisation du CO2 et son stockage permanent dans le béton par minéralisation sont désignées comme CCUS. Tout d’abord, nous nous concentrerons sur l'analyse de quelques sources d’émissions localisées en Suisse provenant des secteurs de la valorisation énergétique des déchets, du ciment et du biogaz (par exemple, les usines d’incinération KVA Linth et ERZ à Hagenholz, la cimenterie Jura à Wildegg) qui pourraient déployer le CCUS et le CCTS comme solution de réduction des émissions à court terme, c'est-à-dire jusqu'à environ 2030. Ce travail examinera la chaîne logistique globale en CO2 avec le captage et la liquéfaction du CO2 sur le site de l'émetteur, le transport et le stockage dans du béton (solution nationale) ou dans un réservoir géologique à l'étranger. En raison de l'horizon proche, il est prévu que ces chaînes logistiques reposent principalement sur le transport terrestre du CO2 par camion et par train. Dans une prochaine étape, le développement et la conception intégrée optimale d'un réseau de CO2 interconnecté à une infrastructure paneuropéenne partagée seront étudiés en tant que solution de réduction des émissions à long terme. L'analyse sera étendue à d'autres secteurs, à savoir les secteurs chimique, pharmaceutique et des sciences de la vie. Un tel réseau desservira les quelques sources d’émissions localisées en Suisse et comprendra des unités de captage direct dans l'air (DAC), dont l'emplacement optimal par rapport aux sites de stockage de CO2 opérationnels à l'étranger sera étudié. Enfin, l'intégration optimale du captage post-combustion du CO2 aux usines de d’incinération des déchets et aux cimenteries sera évaluée en se référant à l'usine de Jura Cement à Wildegg (Argovie) et à l'usine de ERZ à Hagenholz (Zurich) et des directives seront fournies pour généraliser les résultats de cette analyse à d'autres émetteurs suisses de ces secteurs.
Module de travail 5 - Politique, réglementation et acceptation par le public:
Le Work Package 5 de DemoUpCARMA est consacré aux questions politiques, réglementaires, financières et d'acceptation publique dans le contexte des chaînes de valeur CCUS et CCTS et identifie les lacunes potentielles pour leur mise en oeuvre et leur mise à l'échelle. Dans ce contexte, ce work package comprend donc, entre autres, une analyse des instruments de financement climatique au niveau national et international, une étude des politiques efficaces pour surmonter les problèmes de financement et d'acceptation potentielle, une analyse des parties prenantes et des propositions pour une communication appropriée, ainsi qu'une évaluation des questions techniques et organisationnelles liées au développement de l'infrastructure nécessaire. Étant donné que le projet et la plupart des lots de tâches du Work Package 5 se poursuivent jusqu'en septembre 2023, ce document résume principalement des résultats et des conclusions sélectionnés et provisoires. La Suisse a attribué un rôle important au CSC dans sa stratégie climatique à long terme visant à atteindre zéro émission nette d'ici 2050, mais les chaînes de valeur CCUS et CCTS n'ont actuellement pas d'analyse de rentabilité positive, principalement en raison de leur coût élevé. Pour devenir économiquement viables, ces technologies auront vraisemblablement besoin de nouvelles incitations économiques. Afin d'explorer ces possibilités, une analyse des futurs instruments de financement climatique actuels et potentiels aux niveaux national et international en Suisse et dans d'autres pays a été réalisée dans le cadre du Work Package 5. Plusieurs options ont été identifiées pour soutenir les activités de CSC en Suisse et au-delà. Alors que le travail sur ces questions se poursuit, les premiers résultats concrets sont d'ores et déjà disponibles pour les parties prenantes, sur la base desquels les premières mesures de soutien au développement du CSC en Suisse peuvent être prises. Afin de pouvoir présenter ces résultats aux bonnes parties prenantes, une analyse du paysage des parties prenantes a également été réalisée dans le cadre du workpackage ; à cette occasion, une série de parties prenantes pertinentes issues des milieux scientifiques, économiques, politiques et de la société civile ainsi que du public ont été identifiées le long des chaînes de valeur CCTS/CCUS. Étant donné qu'en plus des personnes concrètes, le public jouera également un rôle dans le développement des CCUS et des CCTS, les partenaires du Work Package 5 travaillent également sur la compréhension actuelle des CCS et de l'opinion publique par le biais d'interviews, de groupes de discussion et de questionnaires, et formulent sur cette base des recommandations pour la communication publique. Un aspect critique pour le développement réussi du CSC en Suisse est l'infrastructure de pipeline de CO2 qui y est liée. Dans ce domaine, les modèles organisationnels et financiers d'un tel réseau ont notamment été examinés et un aperçu complet des modèles possibles a été établi. Dans l'ensemble, les modèles commerciaux réglementés avec une instance centrale semblent offrir l'approche financière la plus appropriée pour un réseau suisse de pipelines de CO2, car ils offrent de faibles coûts de financement, des incitations à une exploitation efficace et la flexibilité d'évoluer avec la création du réseau et les changements de l'environnement réglementaire au fil du temps. Étant donné que les projets de démonstration DemoUpCARMA sont des projets pilotes novateurs et que la compréhension globale des chaînes de valeur CCUS et CCTS et de leurs aspects politiques, réglementaires et financiers n'en est qu'à ses débuts, une série de méthodes qualitatives et exploratoires ont été utilisées pour aborder les questions, telles que l'inventaire des meilleures pratiques nationales et internationales existantes en matière de financement, des ateliers et des entretiens avec des acteurs clés pertinents (tels que les autorités nationales, les partenaires industriels, les experts techniques, le public, les associations et les entreprises de secteurs comparables, etc. ).