Qu'est-ce que le captage et le stockage du carbone (CCS) ?

Il existe trois principaux types de captage du CO2 : la postcombustion, la précombustion et l’oxycombustion. Chaque méthode présente ses propres avantages et défis. Le choix dépend de facteurs comme le type de centrale électrique ou d’installation industrielle, les caractéristiques spécifiques du combustible fossile utilisé et les considérations économiques globales.

• Postcombustion : le type de captage du CO2 le plus courant est la postcombustion, qui consiste à capturer le CO2 après que les combustibles fossiles ont été brûlés et convertis en électricité ou en chaleur. Les gaz de combustion résultants sont séparés en un flux concentré de CO2 à l’aide d’un solvant, puis comprimés et transportés vers un site de stockage. Cette méthode est souvent utilisée lors de la modernisation des centrales électriques existantes.
• Pré-combustion : la précombustion consiste à éliminer le CO2 avant que le combustible fossile ne soit brûlé. Le combustible fossile est partiellement oxydé avant la combustion, produisant un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone. De l'eau est ensuite ajoutée pour convertir le monoxyde de carbone en CO2, qui peut être capturé et stocké. Cette méthode est plus efficace que le captage postcombustion, mais elle nécessite une installation plus complexe et coûteuse.
• Oxycombustion : Cette méthode consiste à brûler des combustibles fossiles dans de l'oxygène pur au lieu de l'air, produisant un gaz de combustion composé principalement de CO2 et d'eau. Après la condensation de la vapeur d'eau, il reste du CO2 presque pur, qui peut être comprimé et transporté. Ce type de technologie CCS en est encore aux premiers stades de développement et n'est pas encore utilisé à grande échelle.

Une fois le CO2 capté, il est transporté vers un site de stockage. Cela se fait généralement via des pipelines, en utilisant la même technologie que celle utilisée pour transporter le gaz naturel et le pétrole sur de longues distances. Des bateaux ou des camions peuvent également être utilisés pour des distances plus courtes ou lorsque le terrain est difficile.

Également connu sous le nom de séquestration ou piégeage du carbone, le stockage du carbone est une solution permanente et à long terme pour empêcher le CO2 d’être libéré dans l'atmosphère. Il existe plusieurs méthodes de stockage du carbone :

• Le stockage géologique : il consiste à injecter du CO2 en profondeur dans des formations géologiques, telles que des champs pétroliers ou des réservoirs de gaz épuisés, des veines de charbon inaccessibles ou des aquifères salins. À ce jour, les formations géologiques profondes sont la méthode la plus courante pour le stockage du carbone.
• Le stockage océanique : cette méthode consiste à injecter du CO2 directement dans l'océan à de grandes profondeurs, où il se dissout ou forme des composés stables. Toutefois, en raison des préoccupations environnementales liées à l'impact potentiel sur les écosystèmes marins, cette méthode n'est pas considérée comme viable pour le moment.
• La carbonatation minérale : ce processus fait réagir le CO2 avec certains types de roches poreuses pour former des minéraux stables. Ces réactions se produisent naturellement sur des milliers d'années, mais peuvent être accélérées par des procédés industriels. Bien qu'il s'agisse d'une solution permanente pour le stockage du CO2, cette méthode est actuellement coûteuse et gourmande en énergie.
• La séquestration biologique : cette méthode repose sur la capture et le stockage du CO2 par des moyens naturels, comme les plantes qui absorbent le CO2 au fur et à mesure qu’elles poussent, stockant le carbone dans leurs tissus et dans le sol. Les stratégies basées sur la biologie incluent le reboisement et l’agriculture du carbone, qui maximisent le stockage tout en minimisant les émissions.

Les États-Unis comptent environ dix installations de CCS à grande échelle, dont le projet Petra Nova au Texas. Il s'agit du plus grand projet de captage de carbone postcombustion au monde, captant plus d'un million de tonnes métriques de CO2 par an à partir d'une centrale au charbon, et l'utilisant pour la récupération assistée du pétrole (EOR) dans un champ pétrolifère voisin. Le gouvernement offre des incitations financières pour le CCS par le biais du crédit d'impôt 45Q, qui octroie un crédit d'impôt pour chaque tonne métrique de CO2 captée ou stockée.

Le Canada est également le foyer de plusieurs projets CCS majeurs, dont le champ de Weyburn-Midale, opérationnel depuis 2000, qui stocke environ 2 millions de tonnes métriques de CO2 par an. Le gouvernement canadien soutient le CCS en finançant la recherche et le développement, ainsi qu'en mettant en place des mesures réglementaires incitant à son utilisation dans les exploitations de sables bitumineux.

La Norvège est un pionnier du CCS. Le champ de Sleipner, en mer du Nord, capte et stocke du CO2 depuis 1996, en faisant l'un des projets de CCS les plus anciens. Le CO2 est séparé du gaz naturel extrait du gisement puis injecté dans des formations salines souterraines. Le gouvernement norvégien finance ces projets, considérant le CCS comme un outil clé pour atteindre ses objectifs climatiques.

En tant que plus grand émetteur de CO2 au monde, la Chine voit le CCS comme une composante essentielle de sa stratégie de réduction des émissions. Le pays a mis en place plusieurs projets pilotes de CCS et investit massivement dans la recherche et le développement. Cependant, le déploiement à grande échelle du CCS en Chine reste encore limité.

L'Union européenne (UE) soutient le CCS par le biais de son système d'échange de quotas d'émission, qui permet de rendre le CCS financièrement attractif en attribuant un prix aux émissions de carbone. Toutefois, les progrès en matière de CCS ont été lents en Europe, avec seulement quelques projets opérationnels.