Obtenir de l'énergie à partir du charbon sans le déterrer

La conversion directe du charbon dans le sol en gaz à combustion propre pourrait avoir d'énormes avantages environnementaux, dont le moindre serait d'éviter des opérations minières destructrices. Le problème est que la technologie de gazéification souterraine du charbon n'en est qu'à ses débuts.

Charbon vraiment propre : Swan Hills Synfuels génère un mélange de gaz à combustion propre à partir de charbon dans son usine de gazéification souterraine au nord-ouest d'Edmonton. L'entreprise prévoit de générer 300 mégawatts d'électricité avec le gaz, tout en stockant le dioxyde de carbone qui en résulte dans les champs pétrolifères de l'Alberta.

Maintenant, le gouvernement de l'Alberta dit qu'il accordera 285 millions de dollars canadiens (271 millions de dollars) à un projet de gazéification du charbon de Swan Hills Synfuels, basé à Calgary, qui implique l'opération la plus profonde jamais réalisée pour produire de l'électricité à partir du charbon, sans le déterrer.

Des démonstrations antérieures de la technologie ont transformé des filons de charbon aussi profonds que 1 000 mètres sous la surface en gaz à combustion propre. En revanche, Carburants de synthèse Swan Hills Le projet de 1,5 milliard de dollars canadiens propose d'atteindre 1 400 mètres de profondeur. Travailler à cette profondeur pourrait réduire le risque de contamination des eaux souterraines par le charbon en décomposition qui couve. Nous avons 800 mètres de roche, en grande partie imperméables, entre nous et les aquifères d'eau douce, a déclaré le président de Swan Hills, Doug Shaigec.

De plus, si la technologie peut atteindre des couches de charbon plus profondes, elle pourrait permettre d'accéder à beaucoup plus de combustibles fossiles, explique Julio Friedmann, chef de projet de gestion du carbone pour le Lawrence Livermore National Laboratory en Californie.

Lorsque le projet démarrera en 2015, Swan Hills espère générer 300 mégawatts d'électricité à partir de son gaz de charbon tout en vendant plus de 1,3 million de tonnes de dioxyde de carbone par an. Le CO2 pourrait être utilisé par les producteurs de pétrole et finalement stocké dans des puits de pétrole. Cela pourrait entraîner le stockage de 10 à 20 millions de tonnes de dioxyde de carbone par an d'ici 2020. Cela aiderait l'Alberta à atteindre son objectif 2020 de capture de carbone de 25 à 30 millions de tonnes par an, selon un rapport publié le mois dernier par une alliance d'entreprises industrielles canadiennes .

Les tests pilotes de Swan Hills confirment la viabilité de ces promesses, selon Shaigec. Il dit que le pilote a produit un excellent gaz en utilisant une paire de puits adjacents espacés de 50 à 60 mètres, installés dans la veine de charbon avec les mêmes techniques de forage directionnel derrière la production accélérée de gaz naturel à partir de gisements de schiste.

L'oxygène est entraîné dans le puits d'alimentation et la veine de charbon est enflammée, ce qui porte la température à 800 à 900 ºC et la pression à près de 2 000 PSI. Sous ces pressions, l'oxygène, le charbon et l'eau saline (présents dans le charbon et également injectés via le puits d'alimentation) réagissent pour former un gaz composé d'environ un tiers de méthane et deux tiers d'hydrogène, ainsi qu'un peu de monoxyde de carbone et de carbone. dioxyde. Le gaz est attiré à la surface via le puits de production adjacent, où le monoxyde de carbone est converti en hydrogène et en CO2, et tout le CO2 est éliminé.

Shaigec est discret sur la façon dont Swan Hills a réussi à obtenir un flux de gaz entre ses puits, étant donné la faible perméabilité du charbon écrasé sous 1 400 mètres de roche. Nous avons utilisé des moyens mécaniques pour établir un chemin de communication adéquat entre les puits, dit-il, en utilisant des techniques standard de forage, de complétion et de stimulation. La méthode mécanique standard par laquelle la production de gaz de schiste est stimulée est la fracture de la roche avec de l'eau à haute pression.

Eh bien les paires : Le forage directionnel guide une paire de puits adjacents dans le filon de charbon de 1 400 mètres de l'usine pilote de Swan Hills Synfuels en Alberta. L'oxygène et l'eau injectés dans un puits provoquent une réaction de gazéification, envoyant du gaz synthétique à combustion propre dans l'autre puits.

Selon Shaigec, environ 20 paires de puits devraient générer suffisamment de gaz synthétique pour alimenter une centrale électrique de 300 mégawatts que Swan Hills envisage de construire avec un partenaire commercial qu'elle n'a pas encore sélectionné. La centrale sera identique à une centrale électrique à cycle combiné au gaz naturel classique, avec seulement des ajustements mineurs à la turbine à gaz pour s'adapter au mélange d'hydrogène et de méthane. Grâce à ce mélange riche en hydrogène, la centrale ne produira que 250 kilogrammes de CO2 par mégawattheure d'électricité. Le résultat, dit Shaigec, sera une énergie bien plus propre que les générateurs conventionnels au gaz naturel et au charbon de l'Alberta, qui libèrent environ 400 et 1 000 kilogrammes par mégawattheure.

Les concurrents de Swan Hills, quant à eux, espèrent construire leurs propres centrales électriques à faible émission de carbone en gérant le risque de contamination des eaux souterraines. basé à Montréal Énergie Laurus attend l'autorisation d'allumer des puits qu'il a forés dans un filon de charbon de 200 mètres de profondeur dans la vallée de Drayton en Alberta. L'Alberta Geological Survey et l'Energy Resources Conservation Board de la province ont conclu dans un examen publié cet été qu'il existe une préoccupation concernant la contamination des eaux souterraines par l'exploitation, qualifiant cette préoccupation d'obstacle potentiel.

La PDG de Laurus, Rebecca McDonald, insiste sur le fait que la technologie de son entreprise, développée par le frère de Laurus, Ergo Exergy, s'est avérée sûre lors de brûlures continues de plusieurs années en Australie et en Afrique du Sud. La clé, dit-elle, est une surveillance constante des eaux souterraines et une gestion du processus pour s'assurer que l'eau des couches environnantes alimente le réacteur et ne s'écoule pas. Une pression négative sur le joint signifie que les contaminants ne peuvent pas sortir de là et contaminer les eaux souterraines, explique McDonald.

Swan Hills prévoit que son projet sera compétitif par rapport aux centrales électriques au gaz naturel et au charbon qui ne capturent pas leurs émissions de carbone. Nous positionnons cette génération pour qu'elle soit la ressource de choix, non seulement d'un point de vue environnemental mais aussi d'un point de vue économique, ce qui signifie concurrencer le charbon conventionnel ainsi que la production au gaz naturel dans la dernière partie de la prochaine décennie, a déclaré Shaigec. .

Vendre du dioxyde de carbone aux producteurs de pétrole sera vital, dit Shaigec. Et il admet que les politiques gouvernementales qui mettent un prix sur le carbone ne peuvent qu'aider. Nous ne sommes pas trop précis sur la façon dont cela prend forme en fin de compte, tant que nous voyons des règles du jeu plus équitables [pour] les projets qui pratiquent le captage et le stockage du CO2.

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