Adaptation of risk analysis tools to the future geological storage of CO2
Adaptation des outils d'analyse de risques aux futurs complexes de stockage géologique de CO2
Résumé
One option studied to limit the impact of climate change is the capture and storage of CO2 emitted by large industrial facilities. The envisaged technology will contain several installations, that we can gather into four main elements, highly interconnected, each element being devoted to a specific function : capture, transport, injection and geological storage of CO2. Risk analysis of this complex system is based on a limited feedback from experience, since only a few sites in the world have been operated, for not more than 10 years. The methodology for risk analysis of this emerging technology should be based on the learning from experience of geological storage of hydrocarbons, while being adapted to the specificities of the stored fluid (CO2 supercritical, presence of impurities, abandonment of the site under pressure) but also the duration of confinement (from the order of a millennium) which approximates that of radioactive waste storage. Because of interactions between the various links in the chain and due to the low feedback, risk analysis should be as comprehensive as possible and take into account the 4 elements as a whole. As in any risk analysis, one must consider a number of scenarios by linking initiating causes, events and dangerous phenomena (expression of hazards, hence entailing damages for the targets at stake: man and environment). The risk analysis will also have to take into account the different life stages of the system, from exploitation to the longer term. That is why, in addition to the two conventional criteria probability and severity, we suggest to integrate formally the time dimension. The risk matrix becomes a three-dimensional structure in which the representative point of a scenario evolves, along the life stages of the system. In order to integrate uncertainty, this point may get a wider or lesser extent, depending on the associated uncertainty. Therefore, a risk considered acceptable in the shorter term may become unacceptable in the long term, either because its probability of occurrence, or its uncertainty, evolves. It is essential that this uncertainty is described at the design stage so that the risks are controlled during the different life stages of the system
L'une des options étudiées pour limiter l'impact du changement climatique est le captage et le stockage souterrain du CO2 émis par les grandes installations industrielles. La filière envisagée comprendra différentes installations, que nous regroupons en quatre maillons principaux et fortement interconnectés, assurant quatre fonctions successives : le captage, le transport, l'injection et le stockage géologique du CO2. L'analyse des risques de cette chaîne ne repose, à ce jour, que sur un retour d'expérience limité à une dizaine d'années d'exploitation sur quelques sites dans le monde. La méthodologie d'analyse de risques de cette technologie émergente doit s'appuyer sur celle d'autres stockages souterrains tels que les stockages d'hydrocarbures, tout en étant adaptée aux spécificités du produit stocké (CO2 supercritique, présence d'impuretés, abandon du site en pression), à la durée du confinement nécessaire (de l'ordre d'un millénaire) qui se rapproche de celle des sites de stockages de déchets radioactifs. Du fait des interactions entre les divers maillons de la chaîne et du faible retour d'expérience, l'analyse de risques doit être aussi exhaustive que possible et prendre en compte la totalité de la filière. Comme dans toute analyse de risques, on doit envisager un certain nombre de scénarios mettant en relation des causes initiatrices, des événements centraux et des phénomènes dangereux (ayant des conséquences pour les cibles étudiées : homme et environnement). L'analyse devra également considérer les différentes périodes de vie de la chaîne, depuis l'exploitation jusqu'au délaissement à long terme. Ainsi, en plus des deux critères classiques que sont la probabilité et la gravité, nous proposons d'intégrer formellement la dimension temporelle pour caractériser le risque de la filière. La matrice de risques devient ainsi une structure tridimensionnelle au sein de laquelle le point représentatif d'un scénario évolue, selon les périodes de vie. Afin de prendre en compte les incertitudes, ce point pourra de plus devenir une zone plus ou moins étendue selon l'incertitude associée. De ce fait, un risque considéré comme acceptable à court terme peut devenir inacceptable à long terme, parce que sa probabilité d'occurrence, ou son incertitude, évolue. Il est fondamental que cette incertitude soit correctement décrite dès la phase de conception afin que les risques soient maîtrisés tout au long des différentes périodes de vie du système