Le captage et stockage du CO2 (CCS) comme levier pour décarboner l’industrie : vaste sujet, qui a mobilisé les panélistes de la conférence organisée par IFP Energies Nouvelles (IFPEN) ce mardi 12 décembre à Paris. En effet, si le CCS est resté une solution peu envisagée pendant une bonne quinzaine d’années, comme le précise Pierre-Franck Chevet, président directeur général d’IFPEN, en introduction, « il revient à juste titre, parce qu’on en a besoin pour la décarbonation de l’industrie, et pour les secteurs émetteurs comme la sidérurgie, la cimenterie, ou la chimie, qui, quoi qu’ils fassent, auront toujours un résiduel d’émissions. C’est absolument essentiel, si l’on veut garder notre industrie ». L’Agence internationale de l’énergie (AIE) le classe d’ailleurs parmi les solutions indispensables pour atteindre la neutralité carbone à 2050.
C’est pour cela que, selon Julien Viau, chef du Bureau des marchés du carbone et de la décarbonation de l’industrie au ministère de la Transition écologique et de la cohésion des territoires, « l’on doit investir maintenant et adapter les outils industriels dans la décennie de la neutralité climatique. Le CCS n’est plus une solution de rupture qu’on envisage à 20 ans et dont on chiffre l’incertitude à plusieurs millions de tonnes, mais une solution que l’on met en œuvre maintenant ».
Quantifier les enjeux et les potentiels du CO2
Dans ce cadre, une stratégie CCS a été publiée sous forme de projet à l’été dernier, issue des travaux conjoints du ministère de la transition écologique et de la cohésion des territoires, et du ministère de l’économie - plus particulièrement la direction générale des entreprises. « Un gros travail a été réalisé initialement pour quantifier les enjeux et les potentiels du CO2 de façon plus précise que les estimations un peu générales qui avaient été faites auparavant. Il nous a permis de définir des fourchettes pour le CCS, soit 4 à 8 tonnes en 2030 et autour de 20 millions de tonnes en 2050 », détaille Julien Viau. Problème : le sous-sol français n’a pas la capacité de stocker tout ce qui va être capté, d’où l’importance de « créer au niveau européen un marché de développement de capacité de stockage, pour faire correspondre l’offre et la demande de stockage des industriels ». Mais aussi de conclure des accords bilatéraux avec les pays dotés de capacités de stockage importantes, comme le Danemark, les Pays-Bas, la Norvège ou encore les pays méditerranéens.
Cette stratégie comprend également un appel à projets pour créer des ZIBaC (Zones industrielles Bas Carbone), dont l’un des deux premiers lauréats est le projet décarbonation développé pour le bassin industriel de Dunkerque, porté par le groupe d’intérêt public EuraEnergie. Sur ce territoire, « nous avons 16 millions de tonnes d'émissions de CO2, soit 80% des émissions de l'industrie des Hauts-de-France, qui est environ à 20 millions de tonnes. Cela représente 20% de l'industrie française, qui produit environ 80 millions de tonnes », rappelle Henri-Pierre Orsoni, chargé de mission pour EuraEnergie.
15 projets en développement à Dunkerque
Les quinze projets soutenus dans le cadre de ce projet sont axés sur trois grandes familles de leviers : le premier regroupe « l’efficacité énergétique, la sobriété énergétique, la rupture technologique, l’hydrogène et beaucoup d'électrification. C'est l’un des moyens clairs de substituer l'énergie fossile. Un deuxième levier bien spécifique est la circularité des matières, notamment le recyclage de l'acier et de l'aluminium, qui est porté par certains industriels. Et puis le troisième levier, quand on a fait tout ça et qu'il reste encore des émissions incompressibles de CO2, c'est donc le captage en vue du stockage et ou de sa réutilisation », explique le spécialiste.
Pour le moment, seul l’un de ces projets a obtenu un FID (Final Investment decision), mais 6 devraient suivre en 2024. Ils permettraient de diminuer par deux les émissions du territoire industriel dunkerquois d’ici à 2030, et de 60% en 2033. Parmi ceux-ci, se trouve notamment le projet d’intérêt commun D’Artagnan, porté notamment par Air Liquide et Eqiom. « Son ambition est de mettre en place sur le port de Dunkerque un hub CO2. C’est-à-dire qu’une fois le carbone capté chez les industriels [ici la cimenterie d’Eqiom], avoir un réseau d’infrastructure de transport, un site de stockage temporaire et d’expédition, aujourd’hui par bateau, vers des sites de stockage géologiques en mer du nord », indique Henri-Pierre Orsoni.
Un levier indispensable pour la décarbonation
Le développement de telles infrastructures est une véritable nécessité, selon Maxime Butler, responsable du déploiement CCUS (le U correspondant à « utilisation ») chez le cimentier Holcim, puisqu’elles sont « aujourd’hui inexistantes ». D’autant que pour lui, le CCS fait partie des leviers indispensables pour obtenir une décarbonation complète des cimentiers. « On ne pourra pas avoir de cimenteries complètement décarbonées sans CCS. Nous avons bâti une roadmap très tôt sur les leviers de décarbonation. Dans cette roadmap, on voit qu'entre 40 et 50% de l'effort de décarbonation pour atteindre la cimenterie zéro carbone repose sur des CCUS », affirme-t-il, en ajoutant : « L'ambition du groupe, qui a été partagée dans le Climate Report de 2023, c'est d'avoir 5 millions de tonnes par an de capacité installée de CCUS avant 2030 ».
Du carbone pour lequel il faudra donc trouver un exutoire, que ce soit en le réutilisant ou en le stockant. Or, alerte le spécialiste aujourd'hui, la tension se regroupe autour de ces exutoires : « Pour ce qui est du stockage de CO2, récemment, le Net Zero Industry Act propose de pousser les industriels de l'oil and gas à proposer 50 millions de tonnes par an, de capacités de stockage d'ici à 2030. Sauf qu’aujourd'hui, ces capacités n'y sont pas ». Il milite donc pour qu’une partie des capacités disponibles « soient réservées pour les secteurs hard-to-abate, qui ne peuvent pas se décarboner sans CCS ».
Développer des technologies innovantes
Enfin, si le développement des infrastructures et des capacités de stockage est un enjeu clé pour le déploiement à grande échelle du CCS, celui de technologies innovantes de capture et stockage du carbone l’est tout autant, rappellent en conclusion Raphaël Huyghe, responsable de programme captage et stockage du CO2 à l’IFPEN et Rachid Chennit, vice-président solutions bas carbone et gaz chez Axens. « C’est l’une des missions d'IFP Énergie Nouvelle, qui mène maintenant depuis près de 20 ans, des travaux de recherche et développement sur l'ensemble de cette chaîne, avec finalement l’objectif de développer des solutions technologiques innovantes, en lien direct avec les besoins de cette filière », note Raphaël Huygue. Or le captage peut représenter plus de 60% du coût global de la chaîne CCUS : « C'est pour répondre à cet enjeu, notamment en partenariat avec Axens, que nous avons développé le procédé DMX. Il repose sur une formulation de solvants innovante, qui permet de réduire jusqu'à près de 20-25% la consommation énergétique, par rapport à des technologies dites conventionnelles. Nous sommes actuellement en cours de démonstration de ces technologies, sur le bassin d'Ankerquois, chez ArcelorMittal, avec l'ambition, l'objectif de pouvoir adresser le marché, fin 2024 ».
D’autres options méritent néanmoins d’être approfondies, par exemple celle du Direct Air Capture (DAC), dont l’objectif est de retirer directement le CO2 de l’atmosphère : « Il nous faut une innovation de haut niveau, pour prétendre finalement à une technologie dite à émissions négatives, pour prétendre à une industrialisation à grande échelle ». D’autant que « le DAC est identifié dans la majorité des scénarios comme une technologie de premier plan et importante pour répondre à la neutralité carbone ».
Evaluer la capacité des sites de stockage
Du côté du stockage, les recherches porteront plutôt sur l’évaluation précise de la capacité des différents sites, et sur la garantie de la sécurité et de la pérennité de ce stockage au cours du temps : « nous allons faire appel à des outils expérimentaux, à des outils de modélisation numérique, à des méthodes de surveillance de très haut niveau, actuellement en cours de développement, où là encore il est nécessaire de pouvoir prétendre à des technologies high-tech, pour assurer toute cette partie, et accélérer ces sites de développement de stockage ».
Il y a donc du pain sur la planche, aussi bien pour les chercheurs que les industriels. Et pour Rachid Chennit, le succès de ces travaux reposera sur « une approche collaborative, essentielle dans la définition et la mise en place de solutions techniques. Un savoir-faire qu’on a la chance, en France, d’avoir développé durant des décennies, à travers différents secteurs, que ce soit l'oil and gas, les industries de la matière comme la sidérurgie ou d'autres, et nous a permis d'avoir cette expertise reconnue internationalement, et facilement adaptable, afin de développer des solutions innovantes ».
