Sur le papier, c’est la solution parfaite. Alors que, de la communauté internationale aux entreprises, la question du chemin vers la neutralité carbone se pose, capturer le carbone pour éviter qu’il contribue au réchauffement de la planète, et l’utiliser comme matière première pour le valoriser, semble correspondre à une solution de premier plan pour répondre à la crise climatique.
Or, en parallèle de l'intérêt croissant des investisseurs et des gouvernements, la capture, le stockage et l’utilisation du dioxyde de carbone (CCUS) constituent, pour certains, un alibi pour l'inaction, utilisé pour maintenir un statu quo et ne pas remettre en question le recours aux énergies fossiles. Le Haut Conseil pour le Climat (HCC), dans son avis publié le 30 Novembre dernier, appelle ainsi à la prudence et juge les prévisions de stockage et de réutilisation du carbone prématurées. Fausse bonne idée ou leurre? Tour d’horizon de cette technologie en cinq questions.
Capturer, stocker et utiliser le carbone : de quoi parle-t-on exactement ?
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La capture
Il existe plusieurs méthodes pour parvenir à capturer le carbone, qui reposent chacune sur des réactions chimiques différentes et qui interviennent dans des industries variées, comme par exemple la production d’énergie (électrique, biomasse), l’industrie lourde ou la production d'énergie fossiles...
La capture carbone est principalement utilisée pour décarboner les procédés industriels, en captant les émissions à la source. Pour ce faire, les trois méthodes les plus courantes sont la capture post-combustion, la capture pré-combustion, et la capture en oxy-combustion. Ces méthodes reposent sur des réactions chimiques entre les gazs de combustion et des intrants comme la monoéthanolamine, qui permettent de “neutraliser” le carbone.
En plus de ces méthodes, il existe d'autres approches pour capturer le carbone comme la capture directe de l'air (DAC) qui vise à extraire le CO² directement de l'atmosphère à l'aide de processus chimiques ou physiques, ou la bioénergie avec capture et stockage du carbone (BECCS) qui consiste à extraire de l'énergie de la biomasse et à capturer et stocker le CO2 produit lors de sa combustion.
Une fois le carbone capturé, deux options sont possibles : le stocker dans des formations géologiques, ou l’utiliser dans la production de nouveaux produits industriels.
Le stockage
Il existe plusieurs méthodes de stockage du carbone. La plus répandue est le stockage géologique dans d'anciens gisements d'hydrocarbures, dans des veines de charbon ou dans des aquifères salins. Le CO² capturé est ensuite traité, comprimé et transporté vers le site de stockage. Selon le HCC, il y a aujourd'hui 37 sites de stockage opérationnels, et leur nombre serait en croissance.
L’utilisation
Le CO2 peut aussi être valorisé comme matière première pour différentes industries (chimie, agroalimentaire, etc.) ou bien pour la récupération assistée des hydrocarbures. Cette valorisation se fait par voie chimique et biologique mais la plupart des procédés envisagés sont encore au stade laboratoire ou pilote.
Bien que le revalorisation du CO2 puisse avoir des effets positifs sur le climat, la taille relativement limitée du marché des applications suggère que le stockage doit rester l'objectif principal des CCUS. Dans le scénario Net Zéro Emissions de l’Agence Internationale de l'Énergie, plus de 95 % du CO2 capturé en 2030 est stocké géologiquement et moins de 5 % est utilisé. Le HCC abonde en ce sens, et estime que l’utilisation du carbone « répond davantage à des considérations de diversification des chaînes d'approvisionnement en matières premières des industries concernées par ces débouchés qu'à un impératif climatique ».
Les objectifs français et européens en termes de CCUS sont-ils atteignables ?
Le CO2 peut aussi être valorisé comme matière première pour différentes industries (chimie, agroalimentaire, etc.) ou bien pour la récupération assistée des hydrocarbures. Cette valorisation se fait par voie chimique et biologique mais la plupart des procédés envisagés sont encore au stade laboratoire ou pilote.
Dans l’objectif de réduire les émissions industrielles de moitié d'ici à la prochaine décennie, le gouvernement français souligne l'importance cruciale des technologies de CCUS. Après avoir électrifié les procédés industriels, les CCUS émergent comme le second levier technologique majeur pour décarboner notre infrastructure: le potentiel estimé de séquestration de CO2 d'ici 2030 se situerait entre 4 et 8,5 millions de tonnes par an.
A l’échelle européenne, les technologies de CCUS ont la part belle dans le Green Deal européen, ou pacte vert pour l’Europe. La modélisation climatique de l'UE table en effet sur la nécessité de capter, d'utiliser ou de stocker entre 300 et 640 millions de tonnes de dioxyde de carbone par an d'ici 2050 pour atteindre ses objectifs climatiques. Les projets de CCUS bénéficient donc des financements européens, avec notamment le Fonds pour l’innovation, qui a lancé en 2020 son premier appel à grands projets.
Toutefois, il semblerait que ces projections doivent être revues à la baisse, en raison de la persistance de nombreuses limites rendant l’utilisation des CCUS incertaine. Le HCC mise en effet sur un potentiel de capture entre 2 à 4 millions de tonnes de CO2 par an à l’échelle française, ce qui revient à diviser par deux les ambitions du gouvernement. Le rapport insiste sur la nécessité de réserver l'utilisation de ces outils en priorité aux secteurs industriels où la réduction des émissions résiduelles s'avère impossible, comme dans la production de ciment. Les solutions de CCUS sont considérées comme des compléments essentiels aux efforts déployés en matière de sobriété énergétique et d'efficacité énergétique.
Pourquoi le passage à l’échelle des technologies de CCUS est nécessaire ?
Le passage à l’échelle des technologies CCUS contribuerait à supprimer certaines limites actuelles qui réduisent considérablement leur potentiel.
Les technologies de CCUS font face au paradoxe de la poule et de l'œuf, ce qui reflète la nécessité de mettre à l'échelle l'ensemble de la chaîne de valeur. En effet, une usine de piégeage ne commencera pas à fonctionner tant que le CO2 piégé ne pourra pas être transporté, puis stocké de manière permanente sur un site de stockage. A l’inverse, les promoteurs d'installations de stockage attendent, pour investir, de savoir s'il y aura du CO2 capté à stocker. Ce décalage pourrait lourdement entraver le déploiement de la filière CCUS. La Commission européenne estime en effet que, d'ici 2030, la capacité de stockage disponible en Europe ne couvrira que la moitié du volume de CO2 capté.
La question du coût de ces technologies est aussi centrale. Grâce aux technologies les plus avancées, les coûts globaux de la capture et du stockage du CO2(CCS), y compris les frais de transport, sont estimés entre 60 et 150 euros par tonne de CO2. Cependant, pour les méthodes moins matures, ces coûts peuvent atteindre entre 320 et 500 euros par tonne de CO2. Cette fourchette met en lumière l'importance d'investir dans des technologies plus évoluées pour rendre le processus de CCS plus économiquement viable.
Quelles innovations peuvent accélérer le passage à l’échelle des technologies CCUS ?
Selon l’AIE (Agence Internationale de l'Énergie), l’innovation concernant les CCUS doit se porter sur deux priorités : la réduction de l’énergie nécessaire à la capture du CO2, et le développement des produits issus de l’utilisation du carbone.
L’amélioration du rendement de la capture carbone peut en effet passer par l’introduction de nouvelles méthodes de capture plus efficaces. Par exemple, la technologie des membranes à fibres creuses (HFM) est apparue comme une alternative bon marché et efficace aux usines de captage du carbone à base d'amine. L’utilisation des cellules électrochimiques pour capturer et relâcher facilement le CO2 à partir des émissions industrielles est aussi une méthode prometteuse car elle demanderait une consommation énergétique minimale
En ce qui concerne l’utilisation du carbone, les solutions doivent encore se développer pour notamment réduire le coût des technologies de réutilisation du carbone. La question de la valeur du carbone est ici essentielle : pour que l’utilisation du carbone capturé soit adoptée à grande échelle, il faut que la valeur créée par le processus d’utilisation soit supérieur au coût de capture de celui-ci et que l’ensemble de l’ACV (Analyse du Cycle de Vie) du projet pour lequel le carbone est utilisé, permette une réduction de l’empreinte finale.
Quelle est la position de FIND Climate sur les technologies de CCUS ?
Nous souhaitons toujours nous référer à des données et des avis scientifiques et en l’occurrence, nous nous conformons à l’avis du GIEC dans ce domaine. Comme souligné par le GIEC : “Si le réchauffement dépasse un niveau précis tel que 1,5 °C, il pourrait être graduellement réduit de nouveau avec les émissions mondiales nettes négatives de CO2. Mais il rapporte également que « cela nécessiterait un déploiement supplémentaire de l’élimination du CO2, par rapport aux voies sans dépassement. Ce qui entraînerait de plus grandes préoccupations de faisabilité et de durabilité »”. Le GIEC tient donc les technologies de CCUS comme une solution d’appoint qui pourraient jouer un rôle dans la lutte contre le réchauffement climatique en complément d’autres technologies.
Par conséquent, nous ne nous intéressons à date qu’aux CCUS pouvant capter le CO2 directement au niveau industriel, comme technologie de transition ou d’appoint, avec une vigilance forte sur les ACV de ces solutions, comme sur celles de toutes les start ups que nous sélectionnons. Notre approche sur le sujet sera la même que pour n’importe quelle technologie : œuvrer pour le passage à l’échelle et le déploiement massif de ces solutions.