Industrie & Technologies : Pourquoi le captage et stockage du carbone (CCS) revient-il sur le devant de la scène après s’être éclipsé durant la dernière décennie ?
Florence Delprat-Jannaud : Il ne s’agit en effet pas d’un domaine nouveau et il y a eu beaucoup de travaux dans les années 2000. Industriels et chercheurs ont levé le pied sur le captage du CO2 dans les années 2010, parce qu’il n’y avait pas de marché – la valeur du dioxyde de carbone était très faible – ni d’incitation politique. Aujourd’hui, le CCS revient en force avec l’urgence climatique. Tous les plans de réduction des émissions de CO2 intègrent le CCS. C’est le cas du dernier scénario de l’Agence internationale de l’énergie (AIE), qui compte sur une capacité de captage et stockage de 1,5 milliard de tonnes de CO2 par an pour 2035, voire 4 milliards de tonnes dans le scénario plus ambitieux publié en mai 2021. Le CCS est appelé à capter les émissions résiduelles de certaines industries et à compenser celles que l’on ne peut pas complètement éliminer comme dans le transport aérien et l’agriculture.
Le CCS peut-il être vu comme une solution de remplacement face aux efforts de réduction des émissions ?
Surtout pas ! J’en suis convaincue, ainsi que beaucoup d’autres personnes : le CCS n’est pas « la » solution, mais une solution parmi d’autres. Il faut poursuivre le développement des énergies renouvelables et la réduction directe des émissions. Changer un procédé industriel pour qu’il émette moins de CO2 est toujours mieux que d’aller capter le CO2 émis par ce même procédé. C’est bien l’esprit de la stratégie bas carbone française : le CCS intervient une fois que l’on a activé tous les autres leviers. Cela dit, il ne faut pas être trop strict. Le CCS peut aussi avoir des usages transitoires, pour réduire les émissions d’installations industrielles existantes et pour permettre une production rapide d’hydrogène à bas coût à partir de gaz naturel avant que l’hydrogène vert, produit par électrolyse, puisse prendre le relais.
Que prévoit la France en matière de CCS ?
La stratégie nationale bas carbone de 2020 est en train d’être révisée, les chiffres pourraient donc évoluer. Mais pour le moment, il est prévu est de capter 15 millions de tonnes de CO2 par an. Sur ce volume, 5 millions de tonnes proviendront des émissions résiduelles des industries fortement émettrices et 10 millions permettront de réaliser des émissions négatives, c’est-à-dire retirer du CO2 présent dans l’atmosphère. Cela peut être mis en œuvre avec du captage direct dans l’air ou en récupérant le CO2 émis par exemple dans une centrale à biomasse, celui-ci ayant déjà été capté dans l’atmosphère par les végétaux. Ce sont des puits de carbone artificiels qui viennent compenser des émissions n’ayant pu être évitées.
Considérant les volumes en jeu, la quasi-totalité du CO2 capté ne sera pas valorisée mais enfouie comme un déchet. Quel peut être le modèle économique du CCS ?
Le CO2 n’a peut-être pas de valeur une fois dans le sous-sol, mais celui qui part dans l’atmosphère a un prix ! Comme tous les gaz à effet de serre, le CO2 émis fait peser un coût sur l’environnement et donc sur la société. S’adapter au changement climatique – réparer des routes détruites par des inondations ou anticiper les canicules par exemple – requiert de l’argent. L’AIE travaille actuellement à évaluer cet aspect financier. Le modèle économique du CCS, quant à lui, repose sur le fait de donner un prix aux gaz à effet de serre au regard de leur effet sur l’environnement. Ce peut être par un système d’échange de quotas comme l’ETS européen [Emissions trading system, ndlr], par des bonus et malus sur les produits selon leur contenu carbone… Peu importe ! Le tout est d’arrêter de considérer que le CO2 émis dans l’atmosphère n’a aucun coût financier pour la société. La tonne de carbone ayant atteint 90 euros dans l’ETS, le captage, dont les prix varient entre 50 et 150 euros la tonne, devient bien plus envisageable pour un industriel que lorsque le CO2 n’était qu’à 10 euros la tonne.
Y a-t-il des solutions matures ? Un industriel peut-il se lancer aujourd’hui dans un projet de CCS qui soit bien balisé ?
Les industriels s’intéressent de plus en plus au CCS. Le Club CO2 que je préside voit augmenter le nombre de ses membres de façon impressionnante. Nous sommes 46 aujourd’hui. Ils viennent vers nous car ils voient le prix du carbone grimper et observent les demandes de décarbonation de leur filière. Ils veulent évaluer la possibilité, les coûts et les délais d’installation de CCS sur leurs procédés. Mais la communauté du CCS manque encore d’expérience pour qu’un industriel puisse établir un projet de captage spécifique avec une fourchette de coûts et de risques suffisamment précise pour se décider. La nature du site industriel est cruciale pour bâtir la solution à mettre en œuvre et il n’y a pas encore eu assez de projets sur différents types d’usines pour bien expérimenter et comparer les solutions possibles. La disponibilité des infrastructures pour transporter et stocker le CO2 constitue également un véritable enjeu.
Comment s’organise la R&D sur le CCS ?
Aujourd’hui, 40 millions de tonnes de CO2 sont captées dans le monde, surtout dans le traitement du gaz naturel. En 2035, selon l’AIE, il faudrait parvenir à 4 milliards, soit 100 fois plus. Même si certains trouvent ce chiffre trop ambitieux, une grande partie de la communauté internationale reconnaît qu’atteindre la neutralité carbone en 2050 exige de déployer le CCS à l’échelle industrielle dès 2030. La R&D doit donc agir sur tous les fronts. Il faut progresser dans l’intégration, avec des projets à l’échelle industrielle sur différentes usines, comme une cimenterie ou un site sidérurgique, visant 500 000 à 1 million de tonnes par an. Nous devons mettre en place des démonstrateurs pour optimiser les procédés avant de les passer à l’échelle industrielle. Enfin, il faut préparer demain avec de la recherche plus en amont.
L’Ifpen travaille-t-il actuellement sur tous ces niveaux de R&D ?
C’est effectivement ce que nous faisons à l’Ifpen. Notre procédé DMX est en cours de démonstration dans l’usine d’ArcelorMittal à Dunkerque. Il utilise un solvant innovant améliorant l’efficacité énergétique. Notre filiale Axens commercialisera cette solution dès 2023. Plus en amont, nous étudions des procédés se passant de solvants aminés, plus sympathiques pour l’environnement. Nous travaillons aussi sur des méthodes de combustion en boucle chimique pour faire de l’oxycombustion, qui permet de récupérer le CO2 avec un coût énergétique moindre. Nous avons un pilote en Chine et visons une première unité à l’échelle industrielle autour de 2028.
Et le captage direct dans l’atmosphère ?
Il faut bien comprendre que la priorité, le cheval de bataille de la R&D sur les technologies de captage, c’est l’efficacité énergétique. D’abord parce que si vous consommez une énergie carbonée, vous réduisez l’efficacité nette du captage de CO2. Il faut donc utiliser une électricité décarbonée pour alimenter votre procédé de CCS et réduire au minimum la consommation sous peine d’entrer en compétition avec d’autres usages de cette électricité. À cette aune-là, on peut dire que le captage direct dans l’atmosphère (DAC) interpelle ! Le CO2 est si peu concentré dans l’air que les besoins en énergie explosent. Mais le DAC figurant dans tous les scénarios à l’horizon 2050, l’Ifpen travaille donc aussi dessus. Il faudra des innovations de rupture pour faire du DAC une vraie solution et il ne faut pas compter sur lui avant 2040. En tant que chercheuse, j’espère que réfléchir sur des concentrations aussi faibles nous obligera à penser différemment et peut-être à trouver des innovations qui nous serviront, avant 2040, pour d’autres procédés de CCS.
