La distinction entre captation de CO2 et stockage de CO2 influe sur la stratégie climatique des industries et des territoires. Comprendre ces notions aide à réduire les émissions de gaz à effet de serre et orienter des choix technologiques et politiques.
Selon l’AIE, le CCUS devra capter plusieurs gigatonnes annuelles pour respecter les trajectoires net zéro et limiter le changement climatique. Les éléments essentiels sont présentés ensuite sous A retenir : pour guider choix techniques et politiques.
A retenir :
- Captation de CO2 sur émissions industrielles, concentration élevée
- Stockage de CO2 en aquifères salins profonds, confinement durable
- Séquestration du carbone via BECCS, émissions négatives potentielles
- Valorisation du CO2 en carburants synthétiques, marché encore immature
À partir des éléments clés, captation de CO2 : technologies industrielles et préparation au stockage de CO2
Technologies de captage : pré, post et oxycombustion
Ces méthodes de captage répondent aux émissions concentrées des usines et des centrales thermiques. Le captage de CO2 en pré-combustion, post-combustion et oxycombustion présente des avantages et contraintes distincts.
La pré-combustion dégage de l’hydrogène et facilite la séparation du CO2, mais les coûts restent élevés et l’adaptation industrielle est conséquente. La post-combustion s’applique aux sites existants mais exige beaucoup d’énergie et d’investissements pour atteindre des taux de capture significatifs.
Innovations et coûts du captage
L’innovation cherche surtout à réduire le coût et la pénalité énergétique du captage et à limiter l’empreinte économique pour les industriels. Des approches comme le Chemical Looping Combustion promettent une pénalité énergétique plus faible si les verrous technologiques sont levés.
Selon l’AIE, le déploiement devra passer de dizaines d’installations actuelles à des milliers d’unités d’ici 2050 pour atteindre les objectifs climatiques. Le tableau suivant synthétise les cibles et l’échelle actuelle du captage à l’horizon planifié.
Année
Cible AIE (Gt CO2/an)
Réalité approximative
2022
~0,04
Installations de grande taille injectent environ 40 Mt/an
2030
1,6
Objectif AIE de captage annuel
2035
4,0
Objectif AIE à moyen terme
2050
7,6
Scénario Net Zero by 2050 de l’AIE
Aspects techniques captage :
- Pré-combustion, production d’hydrogène et séparation du CO2
- Post-combustion, adaptation d’unités existantes
- Oxycombustion, fumées plus concentrées en CO2
- Chemical Looping, réduction potentielle des coûts énergétiques
« J’ai piloté un test industriel de post-combustion, et la consommation énergétique a surpris l’équipe. »
Marie L.
En conséquence, stockage de CO2 : options géologiques, sécurité et suivi, préparation à la séquestration du carbone
Structures géologiques : aquifères salins et gisements épuisés
Les aquifères salins profonds constituent le principal réservoir envisagé pour le stockage massif du CO2 et présentent un potentiel global élevé. Selon l’AIE, la capacité terrestre estimée dépasse largement les centaines de gigatonnes nécessaires pour les scénarios climatiques planifiés.
Les gisements d’hydrocarbures épuisés offrent des connaissances géologiques précieuses et une étanchéité démontrée sur des millions d’années, mais leurs capacités restent limitées et géographiquement dispersées. Des opérations pilotes dans des champs pétroliers ont déjà permis de tester l’injection et le confinement en conditions réelles.
Surveillance et durée : fiabilité du stockage
La surveillance continue est essentielle pour garantir la sécurité et la permanence du stockage et pour détecter toute fuite éventuelle à temps. Des outils de modélisation et des techniques de monitoring sophistiquées sont nécessaires pour assurer la confiance des acteurs et des populations locales.
Selon l’AIE, la capacité mondiale de stockage varie fortement selon les estimations et les régions, et cette incertitude appelle des recherches ciblées. Le tableau suivant présente des ordres de grandeur et les avantages relatifs des différents types de réservoirs.
Type de réservoir
Capacité estimée (Gt)
Avantage principal
Aquifères salins profonds
400 – 10 000
Potentiel de stockage massif réparti globalement
Gisements épuisés
Limité
Connaissance géologique et étanchéité éprouvées
Capacité terrestre totale
6 000 – 42 000
Potentiel supérieur à l’offshore
Capacité offshore totale
2 000 – 13 000
Important mais localisé près des côtes
Méthodes de suivi :
- Surveillance sismique pour détecter mouvements du sous-sol
- Mesures de pressions et de compositions dans les puits
- Gazodétecteurs de surface pour remonter toute anomalie
- Modélisation prédictive et corrélation données terrain
« Le projet Northern Lights a montré que le transport et l’injection maritime sont réalisables à grande échelle. »
Anna B.
Pour approfondir la compréhension technique, une vidéo présente des cas réels d’injection et de suivi, utile pour les décideurs et techniciens. Elle illustre les pratiques industrielles et les défis opérationnels liés au stockage de CO2.
Pour passer à l’action, séquestration du carbone : valorisation, marchés et politiques climatiques
Valorisation du CO2 : voies chimiques et biologiques
La valorisation transforme le CO2 en produits utiles, depuis l’urée jusqu’aux carburants synthétiques, offrant des débouchés industriels. Ces filières restent souvent au stade pilote et nécessitent de l’hydrogène bas-carbone et des conditions économiquement favorables.
Selon The Conversation, la valorisation peut compléter le stockage, mais elle ne remplace pas l’ampleur du besoin en stockage permanent pour atteindre les objectifs climatiques. La plupart des procédés chimiques ou biologiques n’assurent qu’un stockage temporaire du carbone, sauf en cas de minéralisation.
Voies de valorisation :
- E-fuels par hydrogénation du CO2 avec hydrogène renouvelable
- Minéralisation et carbonatation pour durcir le béton
- Utilisation industrielle pour solvants et gaz alimentaires
- Culture de micro-algues pour produits à haute valeur ajoutée
« J’ai travaillé sur une unité pilote de méthanation qui a prouvé un rendement intéressant en conditions contrôlées. »
Paul N.
Économie, politiques et acceptabilité sociale
Les décisions politiques et le prix du carbone conditionnent l’essor des filières de séquestration et de valorisation, et déterminent les modèles d’investissement. Des mécanismes de soutien et une tarification stable sont nécessaires pour que les projets deviennent viables économiquement.
Enjeux économiques :
- Coût du captage élevé, nécessité de réduction technologique
- Besoin d’infrastructures de transport mutualisées et portuaires
- Création d’emplois dans ingénierie et construction
- Acceptabilité locale liée à la sécurité et à la transparence
« La valorisation du CO2 restera marginale sans signal prix clair et politiques stables. »
Luc N.
Une deuxième vidéo synthétise les options de séquestration du carbone et les modèles économiques observés dans les projets européens et internationaux. Elle aide à comprendre les leviers politiques et industriels disponibles.
Source : Agence internationale de l’énergie, « Net Zero by 2050 », AIE, 2021 ; Agence internationale de l’énergie, « Report on CCUS », AIE, 2020 ; The Conversation, « La capture et le stockage du CCUS, comment ça marche ? », The Conversation, 2022.
