Faire de la capture et du stockage de carbone (CCS) un service, installable aisément sur différents types d’usines et facturé à l’utilisation. C’est l’objectif de l’offre de “CCS as a service” (ou CCS en tant que service, en français) présentée le 12 juillet par l’entreprise d’ingénierie norvégienne Aker Horizons. Très active sur ce marché émergent de la gestion du carbone – du captage de la molécule dans les cheminées des sites industriels jusqu’à son stockage sous les fonds marins, par exemple dans le cadre du projet Northern Lights – l'entreprise mettait déjà en avant la simplicité d’installation de ses infrastructures, pensées selon une logique modulaire autour de quelques conteneurs et de deux colonnes à garnissage.
“Notre offre modulaire “Just Catch” [“attrapez, tout simplement”, ndlr.] est idéale pour le captage de carbone en tant que service, car elle est standardisée et conçue pour la production de masse, ce qui diminuera les coûts dans le temps, garantit un délai de livraison court et permet une production en série de nos unités”, explique par email Valborg Lundegaard, le PDG d’Aker Horizons, en réponse aux questions de l’Usine Nouvelle. Une anecdote commerciale symptomatique des nouveaux attraits du CCS pour l’industrie, et des efforts des spécialistes du secteur pour répondre à la demande en miniaturisant et en modularisant leurs solutions.
Un marché en croissance
Tous ont été galvanisés par la dernière feuille de route de l’Agence internationale de l’énergie, dont la publication fin mai a fait grand bruit. Selon l'institution, entre 2030 et 2050, dix usines d’industrie lourde dans le monde devront être équipées d'installations de CCS chaque mois. Autrement dit : venir ferrer le dioxyde de carbone (CO2) au sein des cheminées industrielles sera indispensable pour décarboner l’industrie, et les technos qui le permettent doivent se démocratiser dans la décennie pour être à la hauteur de l'enjeu. “L’objectif est de capter et stocker 7,6 gigatonnes chaque année en 2050, dont 4 milliards dès 2035. Alors que nous sommes seulement à 40 millions de tonnes aujourd’hui”, résume Florence Delprat-Jannaud, responsable du programme CCUS à l’Ifpen.
La marche est donc très haute, et dans la course au retrait de carbone de l’atmosphère, le captage dans les fumées des usines et des centrales électriques est la brique technologique la plus avancée. Le captage direct dans l’air (DAC), ou encore le couplage du CCS avec des centrales électriques à biomasse (un dispositif connu sous l’acronyme Beccs), ne devraient jouer un rôle qu’au mitan du siècle, note Florence Delprat-Jannaud. D’où “la nécessité de lancer les programmes dès maintenant, pour construire la filière et pouvoir déployer le CCUS à échelle industrielle en 2030”, avance la chercheuse.
Méthodes miniatures et modulaires
Face à ces projections et à l’urgence climatique, le secteur est en pleine frénésie. D’un côté, les projets se multiplient, à l’image du protocole d’accord unissant TotalEnergies, Yara, Boréalis et Air Liquide pour capter 3 millions de tonnes de CO2 par an, annoncé début juillet, tandis que les recherches visent à abaisser les coûts via de nouvelles technologies. Aux côtés de TotalEnergie et d'ArcelorMittal, l’Ifpen doit par exemple tester un solvant “démixant” dans le cadre d’un pilote installé fin 2021 à Dunkerque, avant de démarrer au stade industriel autour de 2025.
Mais la tendance est aussi à l’émergence de méthodes miniatures et modulaires, se voulant moins chères et disponibles clés en main pour tous types de sites industriels. En l’absence d’économies d’échelle, le coût de la tonne de CO2 captée augmente quand la taille des usines, donc des gisements de carbone, diminue, rappelle Florent Guillou, chef de projet CCUS à l’Ifpen. D’où l’importance de trouver des solutions pour les sites industriels de taille moyenne et dont le dioxyde de carbone dans les fumées est peu concentré (comme les papeteries, certaines installations du raffinage pétrolier et les centrales électriques fossiles les plus performantes).
Un positionnement dans lequel s’inscrit Aker Horizons, qui précise à l’Usine Nouvelle cibler notamment “les émetteurs de taille moyenne, qui ne souhaitent pas prendre en charge eux-mêmes toute la chaîne de valeur du CCS et le financement qu’elle requiert". Par exemple les usines électriques de valorisation des déchets, émettant “de l’ordre de 100 000 à 300 000 tonnes de CO2 par an”.
Intensifier les procédés
Le créneau fait florès. L’entreprise canadienne Svante propose par exemple un système tournant ultra-compact, qui est déjà en démonstration pour capturer 30 tonnes de CO2 par jour dans la province de Saskatchewan au Canada. De son côté, l’entreprise américaine MTR développe un système modulaire à base de membrane et met là encore en avant les gains de place et la facilité d’utilisation. Des start-up, comme Entropy Inc au Canada, ou Carbon Clean en Angleterre (qui affirme que ses systèmes modulaires permettront de diviser par 10 la taille des installations et par deux le coût du captage), développent leurs propres solutions.
Du côté français, Axens, la filiale opérationnelle de l’Ifpen, propose déjà des systèmes de petite taille sur skid, par exemple pour le biogaz. Mais au-delà du combo miniaturisation et modularisation des systèmes existants, “le travail porte aussi sur l’intensification des procédés, pour améliorer le fonctionnement du captage et diminuer la taille des installations”, rappelle Florent Guillou. Qui cite par exemple des mécanismes rotatifs à haute vitesse (dits rotating packing bed) au sein desquels la force centrifuge vient favoriser les mélanges gaz-solvant, permettant de se passer des colonnes à garnissage traditionnelles.
Que faire du carbone capté?
Mais impossible de partir seul, sans penser à l'élimination du carbone ainsi capté. “Une fois capté, il faut le transporter et le stocker, et là le verrou n’est pas technologique mais repose sur les infrastructures”, rappelle Florent Guillou. Pour être à la hauteur, “le CCS nécessite des infrastructures à l’échelle de celles qui servent aujourd’hui à produire et transporter les carburants carbonés”, pointe Florence Delprat-Jannaud. Leur déploiement devrait “d’abord avoir lieu le long d’axes centraux, avant de se décentraliser progressivement”, pronostique Florent Guillou. Un frein qui pourrait limiter l’adoption des offres modulaires par les usines les plus isolées. Pour se débarrasser du carbone capturé, il faudra alors lui trouver des solutions de valorisation sur place.
