Face à l'urgence climatique, la nécessité de trouver des solutions se fait de plus en plus pressante. Le budget carbone mondial annuel prévoit que les émissions de dioxyde de carbone (CO2) d'origine fossile atteindront 36.8 milliards de tonnes en 2023, soit une augmentation de 1.1 % par rapport à 2022. Le captage du carbone, qui permet de réduire les émissions de CO2 et de ralentir le réchauffement climatique, représente une technologie novatrice prometteuse. Mais en quoi consiste le captage du carbone et comment contribue-t-il à un avenir durable ? Cet article examine le fonctionnement du captage du carbone, ses applications, ses difficultés et son rôle essentiel dans la lutte contre la catastrophe climatique.

Comprendre la capture du carbone : les bases

Alors, qu'est-ce que le captage du carbone ? Fondamentalement, le captage du carbone est une technologie qui empêche les émissions de CO2 provenant des centrales électriques ou des activités industrielles de pénétrer dans l'atmosphère. Après captage, le CO2 est soit stocké sous terre, soit utilisé à d'autres fins, ce qui l'empêche de provoquer l'effet de serre. Afin de réduire la concentration atmosphérique de CO2, ce procédé est un élément essentiel du captage et du stockage du carbone (CSC) ou du captage, de l'utilisation et du stockage du carbone (CUSC).

La capture du carbone comprend trois étapes principales : la capture, le transport et le stockage ou l’utilisation. Le CO₂ est séparé des gaz produits par des sources telles que les centrales électriques, puis comprimé et transporté, généralement par pipeline, vers des sites de stockage ou pour des usages industriels. Pour le stockage à long terme, le CO₂ peut être injecté dans des formations géologiques profondes ; il peut également être recyclé en carburants synthétiques et en béton. Environ 50 millions de tonnes de CO₂ sont capturées chaque année par 45 installations commerciales de CSC (capture et stockage du carbone) (données de 2024) . La capacité de cette technologie à être déployée à grande échelle est essentielle dans la lutte contre le réchauffement climatique, même si cela ne représente qu’une infime partie des émissions mondiales.

Comment fonctionne la capture du carbone : technologies et méthodes

Pour bien comprendre ce qu'est la capture du carbone, il est essentiel de comprendre les technologies qui la sous-tendent. Il existe trois principales méthodes de capture du CO2, chacune adaptée à des applications différentes :

1. Capture post-combustion

Le CO2 est extrait des gaz de combustion issus de la combustion d'énergies fossiles, généralement dans les centrales électriques, grâce à cette technique. Après absorption par des solvants chimiques tels que les amines, le CO2 est séparé et comprimé. La capture post-combustion peut être intégrée aux installations existantes, ce qui la rend largement applicable. Par exemple, l'une des plus grandes installations de CSC, le projet Petra Nova au Texas, capture plus de 1.4 million de tonnes de CO2 par an depuis 2017 grâce à cette technologie.

2. Capture avant combustion

Avant la combustion, le combustible est transformé en un mélange de CO₂ et d'hydrogène. Après séparation du CO₂, l'hydrogène est disponible comme combustible propre. Des installations telles que les centrales à cycle combiné à gazéification intégrée (CCGI) utilisent fréquemment cette technique. Bien qu'elle soit très efficace, sa mise en œuvre dans les centrales existantes est limitée car elle nécessite d'importantes modifications d'infrastructure.

3. Oxycombustion

Cette technique brûle des combustibles fossiles dans un environnement riche en oxygène, produisant un gaz de combustion composé principalement de CO₂ et de vapeur d'eau. Le CO₂ est facilement séparé après condensation de l'eau. Bien que prometteuse, la combustion oxy-combustible est encore en phase de démonstration pour des applications à grande échelle.

De plus, les technologies émergentes comme la capture directe du CO2 dans l'air (DAC) élargissent le champ d'application de la capture du carbone. La DAC extrait le CO2 directement de l'atmosphère, et non plus seulement des sources industrielles. Les installations de DAC, comme celle d'Orca en Islande, qui capture 4 000 tonnes de CO2 par an , sont exploitées par des entreprises telles que Climeworks. Bien que la DAC soit énergivore, elle permet d'éliminer les émissions passées, ce qui en fait une solution révolutionnaire pour atteindre les objectifs de neutralité carbone.

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Le rôle de la capture du carbone dans la lutte contre le réchauffement climatique

En réduisant la quantité de CO2 rejetée dans l'atmosphère, le captage du carbone est essentiel pour lutter contre le réchauffement climatique. Avec des concentrations atmosphériques de CO2 atteignant 420 parties par million (ppm) en 2023 – un niveau record depuis des millions d'années –, ce gaz est le principal gaz à effet de serre responsable du changement climatique. Environ 16 % des émissions mondiales de CO2 proviennent d'industries difficiles à décarboner, comme la sidérurgie et la cimenterie ; ces émissions pourraient être considérablement réduites grâce aux technologies de captage et de stockage du CO2 (CSC).

De plus, la capture du carbone favorise la transition vers une économie bas carbone. Par exemple, des initiatives comme l'installation de Boundary Dam au Canada, qui a absorbé plus de 5 millions de tonnes de CO₂ depuis 2014 , démontrent comment le CO₂ capturé peut être utilisé pour améliorer la récupération du pétrole ou fabriquer des carburants bas carbone. En réutilisant le CO₂, le captage, l'utilisation et le stockage du carbone (CUSC) concilient objectifs économiques et environnementaux en offrant des incitations financières aux entreprises pour la mise en œuvre de cette technologie.

Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), le captage et le stockage du carbone (CSC) pourraient contribuer à atteindre l'objectif de 1.5 °C de l'Accord de Paris en réduisant de 15 % les émissions mondiales d'ici 2050. Cela souligne l'importance cruciale de cette technologie pour parvenir à la neutralité carbone, en complément d'autres mesures comme l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables.

Défis et limites de la capture du carbone

Malgré son potentiel, plusieurs obstacles freinent le déploiement à grande échelle du captage du carbone. Le coût représente un frein majeur. Selon la technologie et la source, le coût de développement et d'exploitation des installations de CSC peut varier de 50 à 100 dollars par tonne de CO₂ . Bien que les coûts soient en baisse (de 35 % au cours de la dernière décennie, selon le Global CCS Institute), des investissements importants restent nécessaires pour généraliser cette technologie.

Un autre défi réside dans l'intensité énergétique. Les procédés de captage du carbone, notamment le captage direct du CO₂ (DAC), nécessitent une énergie considérable, susceptible d'accroître les émissions si celle-ci provient de combustibles fossiles. Par exemple, chaque tonne de CO₂ absorbée par les installations DAC consomme environ 2 2,000 kWh d'électricité . Pour que les installations de captage et de stockage du carbone (CSC) aient un impact environnemental maximal, il est indispensable d'utiliser des énergies renouvelables pour les alimenter.

Les obstacles comprennent également les systèmes réglementaires et l'acceptation du public. Bien que des études démontrent que les sites de stockage bien gérés, tels que le projet Sleipner en Norvège, qui stocke un million de tonnes de CO2 par an depuis 1996 , présentent un excellent bilan de sécurité, certaines communautés restent sceptiques quant au stockage du CO2 par crainte de fuites. Pour instaurer la confiance, des lois strictes et un contrôle transparent sont indispensables.

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Conclusion

Alors, qu'est-ce que le captage du carbone ? Afin d'atténuer les effets du réchauffement climatique, cette technologie révolutionnaire capte les émissions de CO2, les stocke en toute sécurité ou les valorise. Le captage du carbone est un élément clé de l'action climatique, car il permet des émissions négatives grâce à la DAC et s'attaque aux émissions des industries difficiles à réduire. Même si des problèmes de coût et de consommation d'énergie subsistent, de nouveaux développements et un soutien législatif ouvrent la voie à son développement. Le captage du carbone doit être intensifié afin de garantir un avenir durable face à la hausse continue des émissions mondiales de CO2.

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