Projet Quest de Shell Canada Energy

Promoteur principal : Shell
Lieu :  Nord de l'Alberta
Contribution du FEP:   120 M $
Total du projet : 1310 M $

Contexte du projet

Le projet d’exploitation des sables bitumineux de l’Athabasca englobe les activités d’extraction et d’exploitation minière des installations Shell Albian Sands, à l’usine de valorisation de Scotford au nord de Fort McMurray, en Alberta. Les installations Shell Albian Sands comprennent deux mines – la mine de la rivière Muskeg et la mine Jackpine. Le minerai contenant le bitume est extrait des mines et ensuite, transporté vers des concasseurs où le minerai est préparé en vue de l’extraction. Le bitume est séparé du sable et de l’argile à l’aide d’eau chaude et ensuite, dilué à l’aide de solvant pour être transporté par pipeline à l’usine de valorisation de Scotford. L’usine de valorisation de Scotford est conçue pour traiter 255 000 barils d’équivalent pétrole par jour de bitume dilué et pour le convertir en pétrole brut synthétique. Shell est l’exploitant et l’actionnaire majoritaire du projet d’exploitation des sables bitumineux de l’Athabasca – une coentreprise composée de Shell Canada (60 %), de Chevron Canada Limited (20 %) et de Marathon Canadian Oil Sands Holding Limited (20 %).

L’extraction de bitume et autres pétroles bruts lourds consomme plus d’énergie que la production de pétroles plus légers et plus accessibles. Ainsi, la production de pétroles lourds a tendance à créer plus d’émissions par baril de pétrole produit. Le captage et le stockage du carbone (CSC) constituent une technologie qui permet d’en réduire l’incidence par le captage du CO₂ et son stockage souterrain. À cette fin, Shell (exploitant et actionnaire majoritaire du projet) a proposé le projet « Quest ». Quest, le projet phare de captage et de stockage du carbone (CSC), permettrait de capter et de stocker en permanence plus d’un million de tonnes de CO₂ chaque année – soit un tiers des émissions provenant de l’usine de valorisation de Scotford. Le Fonds pour l’énergie propre (FEP) a accordé 120 M$ au projet (et la province de l’Alberta y a accordé 745 M$).

Résultats

La planification et la conception préliminaire du projet Quest ont commencé au troisième trimestre de 2009. La construction du système de captage a suivi au cours du deuxième trimestre de 2012, après une année entière de conception technique. Le système capture le CO₂ des flux gazeux de trois unités de production d’hydrogène à l’usine de valorisation de Scotford. Au moyen d’un processus ayant fait ses preuves sur le plan commercial à base d’amines activées, le CO₂ est absorbé (capté) dans la solution d’amines, puis régénéré afin de produire un CO₂ pur à au moins 95 %. Ensuite, le CO₂ est comprimé au moyen d’un compresseur électrique jusqu’à une pression maximale en phase dense d’environ 12 mégapascals et transporté dans un pipeline de 12 po de diamètre à un site de captage, situé à environ 80 km au nord de l’usine de valorisation de Scotford près de Thorhild, en Alberta.

Le travail sur le pipeline a commencé au troisième trimestre de 2013. La protection du pipeline est assurée par des vannes d’arrêt de la conduite, réparties à intervalles réguliers, et des débitmètres installés pour la détection de fuites. Un contrôle sur le terrain par un organisme de réglementation et la gestion proactive de la corrosion sont également mis en place pour s’assurer de l’intégrité du système de transport. Le pipeline est enfoui à une profondeur de 1,5 m, à l’exception de là où se trouvent les vannes d’arrêt de la conduite. Après de longues consultations et discussions avec des propriétaires fonciers, ces derniers ont consenti à un tracé pipelinier définitif. Plus de 30 modifications ont été faites au tracé pipelinier afin de tenir compte de préoccupations dont les propriétaires fonciers ont fait part.

Dans la sélection du site du projet pour le stockage du CO₂, il a fallu un examen attentif de critères, tel que les propriétés des formations rocheuses, le nombre d’anciens puits dans le complexe de stockage et aux alentours (afin de réduire le risque de fuites potentielles) et la proximité à des zones densément peuplées (afin de réduire le nombre de consentements à obtenir de propriétaires). Qui plus est, il était essentiel au projet que des projets de CSC à l’avenir ne fassent pas obstacle au site de stockage sélectionné. Pour cette raison, Shell a demandé des droits d’exploitation d’un espace poral pour l’exploitation exclusive des formations de grès du cambrien basal aux fins du projet, dans les limites de la zone de concession pour le captage et le stockage ou SLA (Sequestration Lease Area), et a obtenu ces droits de la province de l’Alberta. Les propriétés de stockage du complexe dans les formations de grès du cambrien basal ont été validées par analyse des données obtenues par le forage d’un puits d’essai à l’emplacement prévu de stockage.

À la fin de 2012 et jusqu’au début de 2013, deux puits d’injection supplémentaires et trois puits de surveillance profonds (chacun à côté d’un puits d’injection) ont été forés. Le CO₂ est injecté à une profondeur d’environ 2 km sous terre dans la formation de grès du cambrien basal par l’intermédiaire de ces puits d’injection. Puisque la formation de grès du cambrien basal est située au-dessous de couches de roche couverture imperméable, continue et épaisse, le CO₂ sera séquestré dans l’espace poral de la formation rocheuse, empêchant ainsi sa migration vers le haut.

La construction des installations mécaniques a pris fin le 10 février 2015, y compris la correction des anomalies dans tous les systèmes. Ensuite, l’unité pour le traitement à base d’amines et la régénération a été mise en service à la fin mai. Le compresseur et les unités de déshydratation ont été mis en service au mois d’août. Le pipeline a été rempli et l’injection dans le premier puits a eu lieu le 23 août. Le 30 septembre 2015, le projet Quest s’est vu décerner un certificat pour la réalisation avec succès d’essais de fonctionnement commercial. Par la suite, le système au complet a été confié à l’usine de Scotford de Shell pour exploitation en continu.

Un plan détaillé de mesure, de surveillance et de vérification a été préparé et Shell procède à la mise en œuvre du plan afin de surveiller le stockage du CO₂. Le plan de mesure, de surveillance et de vérification comprend une surveillance de l’atmosphère, de la biosphère, de l’hydrosphère, de la géosphère et des puits. La collecte de données des manomètres et des jauges de la température en conditions de fond, qui sont installés dans les puits d’injection et les puits de surveillance profonds, ainsi que de données des enregistreurs du niveau d’eau dans les puits d’eau souterraine se fait au moyen d’un système de surveillance et d’acquisition de données ou SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) lié à la base de données d’information sur la production à l’usine de Scotford.

Le projet Quest a commencé ses opérations commerciales en novembre 2015, et en septembre 2016, bien en avance sur les prévisions, il avait capté et stocké avec succès 1 million de tonnes de CO₂. Le succès précoce du projet Quest est attribuable en grande partie à la forte collaboration entre Shell, les propriétaires de la coentreprise, et les gouvernements de l’Alberta et du Canada. Le projet Quest a démontré qu’il était possible de réaliser d’importantes économies de coûts grâce à des installations communes de transport et de stockage, et toutes les données concernant la propriété intellectuelle ou autres données produites par Quest sont accessibles au public. Cela permettra d’autres réductions des coûts et une plus vaste utilisation des technologies de CSC aux quatre coins du globe.

Avantages pour le Canada

Le projet Quest est le premier projet de CSC à l’échelle commerciale dans le monde à s’attaquer aux émissions de carbone dans les sables bitumineux et on s’attend à ce qu’ils réduisent les émissions de CO₂ au Canada au rythme de 1 million de tonnes par année. La réussite du projet Quest constitue la preuve que la technologie est faisable, fonctionnelle et applicable à l’échelle industrielle, notamment dans l’industrie pétrolière, gazière et cimentière, l’industrie des engrais et des produits chimiques et d’autres sources importantes d’émissions. Le projet Quest a attiré l’intérêt de gouvernements et d’établissements d’enseignement en Corée, au Mexique, à Taiwan, en Norvège et au Royaume-Uni.

Prochaines étapes

Des activités continues d’engagement des intervenants permettront aux résidents des environs du projet à prendre conscience des progrès du projet ainsi que des activités réalisées pour protéger les résidents. Shell poursuivra son engagement avec les représentants de l’industrie et divers ordres du gouvernement afin de faire part des connaissances acquises et des progrès du projet. Les technologies et les systèmes de mesure, de surveillance et de vérification qui ont été mis en place serviront à veiller à ce que le fonctionnement du site de stockage et des installations de captage et de stockage réponde aux attentes et que le CO₂ soit manipulé et stocké de manière sécuritaire. De plus, les responsables du projet Quest ont établi un rapport avec le U.S. Department of Energy aux fins d’essais des technologies avancées de mesure, de surveillance et de vérification.