Les experts en gaz naturel le savent, produire du gaz naturel liquéfié (GNL) avec une empreinte carbone réduite requiert l’électrification des trains de liquéfaction et la séquestration du carbone émis. TotalEnergies l’a bien compris, même si cela nécessite des investissements importants dans un secteur déjà intensif en capital. Avec ses partenaires Sempra Infrastructure, Mitsui & Co. et Mitsubishi Corporation, l’énergéticien français a pour projet d’améliorer le bilan carbone de l’usine américaine de liquéfaction de gaz naturel Cameron LNG, implantée en Louisiane au milieu des marécages.
Dans le cadre d’un projet d’extension dont la décision finale d’investissement est prévue en 2023, l’usine va être dotée d’un quatrième train de liquéfaction d’une capacité de production maximale de 6,75 millions de tonnes de GNL par an (Mtpa). Les trois trains existants, chacun doté d’une capacité de 4,5 Mtpa, vont être boostés de 5% «par dégoulottage». «Le projet comprendra également des améliorations de conception visant à réduire les émissions du site»,promet le communiqué de TotalEnergies, qui détient 16,6% de l’entreprise.
L’objectif : produire plus, et mieux. Pour y parvenir, le nouveau train de liquéfaction sera équipé non plus de turbines à gaz, mais de moteurs électriques pour entraîner les compresseurs de liquéfaction. Une solution plus chère à l’achat, mais intéressante à plus d’un titre sur la durée. Un train électrique permet d’abord de réduire l’usage de gaz. Alors qu’environ 7% du volume de gaz est utilisé pour faire tourner les turbines à gaz d’un train de liquéfaction traditionnel, l’auto-consommation est limitée sur un train électrifié. «Sur le train numéro 4, elle représentera seulement 2% du gaz», explique Eric Festa, directeur des actifs GNL chez TotalEnergies. Cette économie est cependant contre-balancée par l’achat de l’électricité nécessaire au fonctionnement des moteurs électriques.
Moins de maintenance, plus de performance
Un train de liquéfaction électrifié nécessite également moins de maintenance. «Un arrêt des turbines, qui tournent en permanence, est prévu tous les trois ans et dure au total 18 jours», explique Johnny Verplancken, directeur des opérations chez Cameron LNG. Enfin, un moteur électrique peut être plus efficace qu’une turbine à gaz, dont la performance fluctue selon la température. «Les turbines à gaz perdent environ 0,59% de leur puissance pour chaque augmentation de 1°C de la température ambiante, ce qui peut limiter la production des usines situées dans les régions chaudes», a calculé Robert Skiebe, directeur des technologies pétrolières et gazières chez Siemens Energy.
Selon ce même expert, les émissions carbone sont bien moindres lorsque le GNL est produit dans un train électrifié. Alors que «les émissions d'une turbine à gaz à arbre unique de grande puissance se situent entre 250 et 280 kg de CO2 par tonne métrique de GNL»,«les émissions peuvent varier entre 6 et 190 kg de CO2 par tonne métrique de GNL» pour un moteur électrique de taille comparable. Le facteur étant l'origine de l'électricité. «Un train de liquéfaction électrique doit être alimenté par de l’énergie renouvelable, produite de préférence sur site pour véritablement être intéressant», explique un expert du secteur à L’Usine Nouvelle. Pour l’heure, Cameron LNG achète son électricité auprès d’un opérateur, Entergy Louisiana. Selon les premières estimations, le nouveau train nécessitera 300 mégawatts d’électricité pour fonctionner, dont une partie devrait être d’origine renouvelable.
Un projet de séquestration du carbone prend forme
En parallèle de ce projet d’extension, TotalEnergies a annoncé un plan pour séquestrer le CO2 généré par l’usine. Le développement du projet Hackberry Carbon Sequestration (HCS) «vise à capter, transporter et stocker le dioxyde de carbone» via les unités de désacidification de l’usine. Le CO2 sera déshydraté et comprimé avant d’être acheminé par gazoduc vers un réservoir aquifère salin situé à une dizaine de kilomètres de Cameron LNG. Grâce à un puits pouvant injecter jusqu’à deux millions de tonnes de CO2 par an, le dioxyde de carbone y sera «stocké de manière permanente». TotalEnergies ne précise pas encore à partir de quand ce site de stockage pourrait être opérationnel.
Mais ce n’est pas le seul projet de capture et de séquestration du carbone (CSS) dans lequel investit le groupe. En juin 2022, le Qatar a sélectionné l’énergéticien français pour participer au développement de North Field East, un projet qui devrait permettre de produire 32 millions de tonnes de GNL par an dès 2026. Dans le cadre de ce projet, TotalEnergies assure que «le CO2 natif associé à la production du gaz sera capté et séquestré dans un aquifère salin». Depuis plusieurs années, l’énergéticien mise sur le développement de la filière de transport et stockage de CO2 et investit en conséquence, notamment en Europe. «Cette filière de décarbonation profonde qu’est le CCS est un des moyens de la mise en oeuvre des ambitions des gouvernements, des territoires, des industriels et de nombreuses parties prenantes de la société civile dans l’atteinte de l’objectif de “zéro émission nette”», écrivait début 2022 David Nevicato, responsable du développement d’affaires et de partenariats pour la direction CCS au sein de TotalEnergies, dans un article publié dans la revue scientifique Annales des Mines.
