Déployer le captage et le stockage du CO2 « à très grande échelle, c’est là tout l’enjeu des prochaines années »

Déployer le captage et le stockage du CO2 « à très grande échelle, c’est là tout l’enjeu des prochaines années »

Dans un entretien pour Le Monde de l’Energie, Florence Delprat-Jannaud, chercheuse à l’IFP Energies nouvelles, autrice de l’article La capture et le stockage du carbone, comment ça marche ? pour The Conversation, fait le point sur les technologies de captage et de stockage du CO2.

Le Monde de l’Énergie —Quelles sont, aujourd’hui, les principales technologies de captage et de séquestration du carbone ?

Florence Delprat-Jannaud —Le captage et stockage du CO2 consiste à capter le CO2 à sa source de production, dans les fumées d’installations industrielles, et à le stocker de façon pérenne dans le sous-sol afin d’éviter qu’il ne soit émis pas dans l’atmosphère. Le CO2 peut aussi, plutôt qu’être considéré comme un déchet,  être considéré comme une ressource, et être directement utilisé ou converti en un produit.

Il existe trois approches principales pour capter le CO2.

  • Le captage en postcombustion consiste à extraire le CO2 des gaz de combustion… Le procédé le plus couramment utilisé est le captage par absorption : le CO2 est extrait des fumées de combustion à l’aide d’un solvant, généralement à base d’amines, qui présente une affinité pour les molécules de CO2. Le CO2 est ensuite séparé du solvant par régénération thermique. Outre sa maturité, le captage en post-combustion présente, du fait de son positionnement en aval des processus industriels, l’avantage de pouvoir être mis en œuvre sur des installations existantes, sans nécessiter de modifications importantes. Il peut en outre être appliqué au traitement des fumées d’industries diverses (centrales thermiques, usines sidérurgiques, cimenteries…). C’est un procédé de ce type, le procédé DMX™ développé par IFPEN, qui est en démonstration aujourd’hui sur le site d’Arcelor Mittal à Dunkerque.
  • Le captage en oxycombustion consiste à réaliser une combustion avec de l’oxygène (presque) pur, plutôt qu’à l’air, produisant ainsi un gaz de combustion constitué presque exclusivement de CO2 et de vapeur d’eau. Une partie des gaz de combustion est recyclée en chambre de combustion, le reste est déshydraté pour obtenir un flux de CO2 de haute pureté. Ce procédé est par exemple  être appliqué dans des cimenteries.
  • Enfin, le captage en précombustion consiste à extraire le CO2 à la source en transformant le combustible initial par oxydation partielle en un gaz de synthèse. Ce procédé est utilisé pour produire de l’hydrogène décarboné à partir de gaz naturel.

Le transport du CO2 est déjà pratiqué à l’échelle industrielle par bateau et par gazoduc. On peut aussi transporter le CO2 par train ou camion lorsque les quantités ne sont pas trop importantes.

Le stockage du CO2 est envisagé essentiellement dans deux types de formations géologiques, en onshore (sur terre) comme en offshore (en mer), à plus d’un kilomètre de profondeur.

  • On peut stocker le CO2 dans des réservoirs de pétrole ou de gaz épuisés –et d’où vient une partie du CO2 émis- dont les propriétés sont bien connues du fait de l’exploration et de l’exploitation pétrolière même si des travaux sont nécessaires pour mettre à jour les propriétés du réservoir et de sa couverture en fin d’exploitation.
  • On peut aussi stocker le CO2 dans des couches géologiques adaptées, des aquifères salins profonds, qui offrent un potentiel de stockage plus important mais sont généralement moins connus .

L’enjeu est d’assurer un stockage du CO2 sûr et permanent grâce à des phénomènes de piégeage naturel.

Le Monde de l’Énergie —Où en est leur développement mondial, présent et à venir (investissements réalisés, projets prévus) ?

Florence Delprat-Jannaud —Le captage et stockage du CO2 n’est pas une technologie nouvelle, c’est une technologie mature appliquée dans l’industrie depuis des décennies. On capte aujourd’hui environ 40 Mt de CO2 par an et on compte, en septembre 2022, 65 projets grandes échelles dans le monde : 30 en opération, 2 interrompus, 11 en construction et 153 en développement. C’est une augmentation de 44% en 1 an.

Parmi ces projets, on peut noter en Europe, le projet Drax au Royaume-Uni qui sera le plus grand projet de bioénergie avec CSC (BECCS) au monde, avec une capacité à l’échelle mondiale de 8,0 Mtpa sur deux unités ; le projet Klemetsrud en Norvège qui sera le premier projet de captage et stockage du CO2 à l’échelle commerciale sur une installation de valorisation énergétique des déchets ; et le projet ORCA en Islande, première installation commerciale de captage direct de l’air avec stockage du carbone (DACCS).

Le Monde de l’Énergie —Très présent dans les modèles de lutte contre le changement climatique et les plans « neutralité carbone », en particulier ceux des géants des hydrocarbures, ces technologies sont aujourd’hui encore relativement peu développées. N’y voyez-vous pas une forme de greenwashing ?

Florence Delprat-Jannaud —C’est vrai que le captage, stockage et utilisation du CO2 apparait aujourd’hui dans tous les scénarios de lutte contre le changement climatique. L’atteinte de la neutralité carbone en 2050 nécessite la mise en oeuvre d’un portefeuille de solutions permettant de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Le captage, stockage et utilisation du CO2 est une de ces solutions, aux côtés de l’efficacité énergétique ou du développement des énergies renouvelables… Il ne s’agit pas de faire du greenwashing, mais d’appliquer ces technologies là où on en a besoin et quand on a besoin. Nous n’avons tout simplement pas le choix.

Le captage, stockage et utilisation du CO2 est envisagé pour décarboner le secteur de l’énergie et de la production d’électricité, ainsi que le secteur industriel, en particulier la production de ciment, de fer et d’acier, et l’industrie chimique. Cette technologie présente en effet l’avantage, pour ces infrastructures lourdes et conçues pour être exploitées pendant généralement 30 à 40 ans, de pouvoir être mis en oeuvre sans nécessiter de remplacer entièrement des installations industrielles, ni de faire évoluer l’ensemble d’un réseau de distribution d’énergie. Elle apporte aussi une solution pour réduire les émissions « difficiles à réduire» de ces industries, celles qui résultent de réactions chimiques inhérentes aux processus de production comme pour la fabrication du ciment, et pour lesquelles on ne dispose pas d’alternative à ce jour.

Enfin ces technologies permettent aussi d’éliminer le carbone de l’atmosphère, au travers de la bio-énergie avec captage et stockage du CO2 et du captage direct dans l’air, et ainsi compenser les émissions de CO2 dans des secteurs où celles-ci sont encore plus difficiles à réduire, comme celui de l’agriculture ou le transport aérien.

Bien sûr, pour que ces technologies puissent avoir un effet sur le climat, il faut être capable de les déployer à une très grande échelle, et c’est là tout l’enjeu des prochaines années.

 

Florence Delprat-Jannaud

Florence Delprat-Jannaud est chercheuse à l'IFP Energies nouvelles, responsable de programme en charge du captage et stockage du CO2. Elle préside le Club CO2, lieu d'échanges et d'initiatives entre acteurs français de l’industrie et la de la recherche de la filière Captage Stockage et Valorisation du CO2.