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Le commentaire suivant de Corwyn Bruce, ingénieur, est une déclaration au nom de l'International CCS Knowledge Centre.

Qu'est-ce qui définit le succès ? Si 90 % du CO₂ sont constamment captés, je dirais que c'est un succès.

REGINA, Saskatchewan, 04 sept. 2020 (GLOBE NEWSWIRE) -- En attirant l'attention sur l'impact des prix du pétrole sur la décision de Petra Nova de suspendre ses opérations de captage et de stockage de carbone (CSC), je souhaite mettre l'accent sur sa réussite opérationnelle.

Les évaluations discrètes obtenues par le biais de solides examens techniques peuvent souvent ne pas faire l'objet d'une reconnaissance méritée en matière d'innovation, de réoutillage et d'optimisation. C'est le cas de l'installation de CSC de Petra Nova (initiative conjointe de NRG & JX Nippon). Certains commentaires sur l'installation indiquent que les temps d'arrêt ont été nombreux au cours des trois premières années ; toutefois, si vous prêtez l'oreille à ceux qui étaient présents, je peux vous dire que ce projet mérite d'être salué.

J'ai l'occasion d'offrir une perspective unique après avoir fait partie de l'équipe d'ingénierie qui a conçu et construit le système de captage de carbone de l'unité de CSC Boundary Dam 3 de SaskPower (BD3), où, en l'intégrant à une centrale électrique alimentée au charbon, elle est devenue la première en son genre dans le monde. J'ai également le privilège non seulement de continuer à conseiller sur l'optimisation de cette usine, mais également de diriger une équipe à l'International CCS Knowledge Centre en vue de partager les leçons apprises dans le monde entier pour soutenir le déploiement des installations de CSC de nouvelle génération et aider à atteindre les objectifs climatiques mondiaux.

Bien qu'il soit important de comprendre qu'il peut y avoir des facteurs défavorables externes, comme les forces du marché, les prix de l'électricité et les prix du pétrole, qui ont eu un impact sur la décision de placer Petra Nova dans un état de coupure de réserve, en tant qu'experts en captage du carbone, je tiens à souligner la viabilité de la technologie et la raison pour laquelle elle fonctionne. 

CETTE USINE EST CONÇUE POUR ATTEINDRE SES OBJECTIFS. ET C'EST CE QU'ELLE FAIT.

La bonne nouvelle est que Petra Nova atteint une efficacité de captage de 92,4 % (selon le rapport technique final de Petra Novaⁱ soumis au département de l'Énergie des États-Unis), ce qui dépasse non seulement son objectif de 90 %, mais souligne également la fiabilité à long terme de l'usine concernant le processus de captage. L'installation de CSC fonctionne bien et a surmonté bon nombre des éléments à risque qui se sont avérés être un défi dans d'autres installations.

En fait, l'installation de captage de Petra Nova est très proche de ses indicateurs de performance, les dépassant même de manière positive. L'usine fait donc ce qu'il a été prévu qu'elle fasse, et même un peu plus. Outre le taux de captage plus élevé que prévu, les points importants portent sur : la consommation d'énergie et les besoins en vapeur plus faibles que prévu ; la pureté du CO₂ au-delà des 99 % requis ; et un taux d'émission de composés organiques volatils (COV) à 2,8 tonnes par an, dépassant les Règles du Titre 30 du Code administratif du Texas sur les Normes nationales de qualité de l'air ambiant pour l'ozone.ⁱⁱ

Par ailleurs, la consommation d'amines répond à ses spécifications. Les produits chimiques amines utilisés dans les systèmes de captage à base de solvants sont sujets à la dégradation et ont tendance à perdre leur capacité à compléter les réactions chimiques qui séparent le CO₂ du flux de gaz de combustion.  Cela peut être démontré par la baisse des taux de captage, l'augmentation des remplacements de produits chimiques et la hausse des coûts d'entretien.  L'installation de captage de carbone de Petra Nova ne signale pas de problème relatif à une consommation d'amine plus élevée que prévu.

Une partie de notre phase d'apprentissage à BD3 était de maîtriser l'imprévu découlant du fait qu'il s'agissait d'un projet inédit. Nous avons été en mesure d'améliorer la sécurité et la fiabilité, ce qui nous a permis de nous concentrer plutôt sur l'augmentation de la capacité et sur la réduction des coûts de fonctionnement de l'installation. À Petra Nova, toutefois, il semble que la production générale de l'usine soit bonne, voire mieux que bonne. Ainsi, lorsqu'elle est en opérationnelle, elle peut constamment atteindre ou dépasser ses objectifs. Partager des enseignements précieux fait partie de ce que nous avons été en mesure d'offrir à Petra Nova : il est important de marquer les réussites et de continuer à voir cette installation de CSC fonctionner.

PRÊTE ET DISPONIBLE

À l'instar de l'expérience de BD3, la disponibilité de l'installation de captage de Petra Nova montre une amélioration constante par rapport à une trajectoire temporelle. Lorsque nous parlons d'une usine de CSC, les performances, la disponibilité et la fiabilité sont incluses dans la conversation. Le plus souvent, comme nous l'avons vu à Petra Nova et à BD3, la quantité de CO₂ captée n'est pas un indicateur nécessaire de la fiabilité de l'installation de captage. En fait, il a été démontré que les temps d'arrêt étaient liés à de nombreux problèmes d'usine ne concernant pas le captage. N'oublions pas la violente tempête en 2018 qui a frappé la centrale électrique du Boundary Dam, ou l'ouragan Harvey qui a provoqué l'arrêt de Petra Nova.

Après avoir passé en revue les données techniques, le processus de captage du carbone n'était responsable que d'une petite partie des jours de panne de l'usine. En 2017, la première année de fonctionnement de Petra Nova, à l'instar de tout nouveau projet nécessitant un temps de démarrage pour ajuster les opérations, le processus de captage a été responsable de 41 jours de temps perdu en tout (en équivalent temps plein). En 2018, cela est passé à 34 jours, et en 2019, cela a été réduit à 29 jours. Donc, en tant que seconde installation au monde et pour la première fois à cette échelle, 29 jours sur 365 correspondent à une disponibilité de 92 à 93 %, ce qui est formidable après seulement trois années de fonctionnement ! Surtout si on considère que les équipements de cette taille d'usine nécessitent souvent de longs délais de production en raison de leur grande envergure et de leur nature spécialisée qui peuvent nécessiter plus de temps pour effectuer des modifications.

Le reste des pannes à Petra Nova étaient liées à d'autres facteurs, en particulier la centrale de cogénération, la centrale à charbon, le champ pétrolifère et la météo. Il est important de ne pas confondre la fiabilité de l'usine de captage de CO₂ avec celle d'une usine de cogénération, qui fournit la vapeur nécessaire à l'exécution du processus.

À titre de comparaison, pour le mois de juillet, les registres de BD3 montrent que l'installation de CSC était opérationnelle pendant 99,8 % du mois, se retrouvant à l'arrêt pendant une heure et demie lorsqu'un ventilateur d'appoint s'est temporairement arrêté en raison de problèmes de refroidissement de l'eau.ⁱⁱⁱ En juillet, l'installation a capté 75 503 tonnes de CO₂ avec un taux de captage journalier moyen (lorsque l'usine était opérationnelle) enregistré à 2 435 tonnes, avec un taux de captage maximal sur une journée de 2 627 tonnes.

Les projets pionniers tels que BD3 et Petra Nova jouent un rôle vital : ils offrent une plateforme pour des améliorations substantielles au tour suivant. Comme l'indique le rapport sur le CSC de deuxième génération, l'étude de faisabilité Shand sur le CSC^iv indique des adaptations dans la conception visant des améliorations des performances dès le départ.

SURMONTER LES DÉFIS DE LA 1^ÈRE GÉNÉRATION

En examinant plus en détail le rapport technique de Petra Nova, nous pouvons nous reconnaître dans des défis familiers car ils reflétaient étroitement notre expérience à BD3.  Un grand nombre des questions qui semblaient poser des problèmes et qui avaient été traitées par la suite, avaient également été traitées à BD3. Ce sont des enseignements importants que nous aimerions proposer et voir appliqués aux nouvelles usines, car ces mesures préventives augmenteront l'assurance et réduiront les coûts et les risques. 

Il est important de noter que les problèmes de fiabilité signalés, qui apparaissaient régulièrement dans les deux usines, étaient tous des problèmes mécaniques (et non chimiques). La fiabilité des équipements mécaniques dans n'importe quelle installation industrielle suit généralement cette même courbe de maturité. C'est une excellente nouvelle, car les problèmes mécaniques peuvent être résolus et ont effectivement été résolus en cours de route. Cela a permis à la fois d'approfondir notre expérience et de développer notre compréhension, tout en documentant nos prochaines itérations en matière de conception. En travaillant avec quiconque souhaitant construire une usine de CSC, nous pouvons garantir que ces choses ne se répètent pas.

Par exemple, les temps d'arrêt peuvent être majoritairement raccourcis avec la redondance. Jusqu'à ce que le CSC dispose de davantage d'itérations à l'échelle mondiale pour acquérir davantage de connaissances, certaines redondances devront être prise en considération de manière intelligente. Une redondance digne d'attention portait sur la fiabilité des échangeurs thermiques à plaque et cadre, ce qui, à la fois à Petra Nova et à BD3, a contribué à la dégradation des performances et à des temps d'arrêt. À BD3, cette situation a été largement corrigée avant 2018.

Un autre exemple de problème de fiabilité commun aux deux usines de CSC concernait le développement de tartre à l'arrière des pales du ventilateur booster. Ce tartre provoquait des vibrations et, en fin de compte, un arrêt des opérations pour son nettoyage. Depuis la résolution du problème à BD3, nous avons été consultés et nous avons conseillé Petra Nova et d'autres clients sur une solution de réparation facile et peu coûteuse.

Un troisième exemple portait sur les problèmes causés par les refroidisseurs du compresseur de CO₂ qui présentaient un défaut de compatibilité des matériaux. Bien qu'ils se manifestaient de manière différente, Petra Nova et BD3 ont rencontré des problèmes avec les matériaux de construction des inter-refroidisseurs du compresseur de CO₂. Cela met en évidence la valeur de l'expérience pratique et l'acquisition de connaissances essentielles que nous pouvons offrir à nos clients afin de comprendre les matériaux appropriés et robustes nécessaires pour les prochaines constructions.

La régularité des problèmes de redondance et de fiabilité souligne trois tendances importantes : 1) l'expérience montre la nécessité de travailler sur la technologie de première génération ; 2) les réussites et les adaptations démontrent que la fiabilité s'améliore au fil du temps ; et 3) nous savons désormais comment résoudre les problèmes et nous continuons à apprendre – en faisant des progrès remarquables dans le captage du carbone pour la deuxième génération.

LES ÉMISSIONS NE SONT PAS INACTIVES

La suspension des opérations à Petra Nova signifie que les émissions sont désormais évacuées dans l'atmosphère pendant que l'usine de captage est inactive. Le CSC joue un rôle significatif dans le secteur de l'énergie (responsable de 32 % des émissions mondiales de CO₂).^v Pour limiter le réchauffement global à 1,5 °C, les procédés industriels et de production d'électricité à grande échelle et à forte intensité d'émissions doivent être considérablement décarbonisés. Le CSC peut faire cela.

Il est ahurissant, d'un point de vue scientifique/technique, qu'il n'y ait pas encore de « oui » retentissant à l'adoption des nouvelles installations de CSC et à la poursuite des activités des installations existantes lorsque la technologie rencontre un succès éclatant et progresse rapidement vers un déploiement facile avec des coûts et des risques réduits.

Corwyn Bruce, vice-président, Développement de projets et Services consultatifs pour l'International CCS Knowledge Centre, possède une expertise pratique sur l'installation de CSC du BD3. Il est l'auteur principal de l'étude de faisabilité Shand sur le CSC.

À propos de l'International CCS Knowledge Centre (Knowledge Centre) : ayant pour mission de favoriser la compréhension et le déploiement mondiaux du CSC à grande échelle pour réduire les émissions mondiales de GES, le Knowledge Centre fournit le savoir-faire pour mettre en œuvre des projets de CSC à grande échelle ainsi que l'optimisation du CSC à travers les apprentissages de base à la fois de l'unité de captage et stockage du carbone Boundary Dam 3 entièrement intégrée et de l'étude complète du CSC de deuxième génération, connue sous le nom d'étude de faisabilité Shand. Opérant depuis 2016 sous la direction d'un comité indépendant, le Knowledge Centre a été créé par BHP et SaskPower. Pour de plus amples informations : https://ccsknowledge.com/

Contacts auprès des médias

International CCS Knowledge Centre
Jodi Woollam
Responsable de la communication et des relations avec les médias
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Twitter : @CCSKnowledge
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ⁱ W.A. Parish Post-Combustion CO₂ Capture and Sequestration Demonstration Project Final Technical Report tel que soumis au DOE, https://www.osti.gov/biblio/1608572-parish-post-combustion-co2-capture-sequestration-demonstration-project-final-technical-report

ⁱⁱ Texas Commission on Environmental Quality, https://www.tceq.texas.gov/

ⁱⁱⁱ SaskPower, Mise à jour du statut de BD3 : Juillet 2020, 12AOÛT20, https://www.saskpower.com/about-us/our-company/blog/bd3-status-update-july-2020

^iv Étude de faisabilité Shand sur le CSC, https://ccsknowledge.com/initiatives/2nd-generation-ccs---shand-study

^v Agence internationale de l'énergie, Energy Technology Perspectives 2017,https://www.iea.org/reports/energy-technology-perspectives-2017

Une photo accompagnant ce communiqué de presse est disponible sur https://www.globenewswire.com/NewsRoom/AttachmentNg/9fb5e6d2-cd7e-42f3-8534-9a8c500efca0