Captage, stockage et valorisation du dioxyde de carbone (CCUS)

Le marché du CO2 n’est pas entièrement nouveau

Le dioxyde de carbon (CO2) commercial est déjà capté dans certaines unités industrielles où il est davantage concentré (ex : craquage du méthane pour la production d’hydrogène ou d’ammoniac).

Ce CO2 est utilisé pour de nombreuses applications (agent d’inertage, fluide réfrigérant, enrichissement en CO2 de l’air des serres, etc.), et en majorité dans l’industrie agro-alimentaire (congélation, conservation, carbonisation de boissons, etc.).

Toutefois, ce marché est soumis à de fortes évolutions associées aux besoins de décarboner les secteurs de l’industrie et du transport.

Captage, stockage et valorisation du CO2 : un levier de décarbonation de dernier recours

Dans les cas où une décarbonation complète de l’activité industrielle ne peut être atteinte par d’autres solutions (ex : électrification, changement de procédés, etc.), des technologies de captage, de stockage et/ou de valorisation du CO2 pourront être mises en place.

C’est notamment le cas de nombreuses émissions industrielles directement liées au procédé employé (production de ciment, de chaux, chimie, métallurgie, etc.), qu’il n’est pas possible de réduire par une sortie des énergies fossiles.

L’objectif est de capturer les émissions de CO2 issues de sites industriels :

  • Pour injecter et stocker le CO2 dans des formations géologiques, et donc éviter qu’il ne soit simplement relâché dans l’atmosphère où il contribuerait au réchauffement climatique ;
  • Pour utiliser le CO2 comme ressource dans la fabrication de produits.

Le stockage du CO2

Le stockage géologique de CO2 se fait à une profondeur minimale de 800 mètres, principalement :

  • Dans les anciens gisements d’hydrocarbures ;
  • Dans des aquifères salins (couches géologiques profondes, poreuses, perméables et saturées en eaux salées appelées saumures).

Dans ces deux cas, le stockage consiste à avoir une structure géologique réservoir fermée, recouverte par une couche imperméable au passage du CO2, et qui permet de piéger de façon sûre et permanente le CO2.

Le stockage géologique de CO2 reste dépendant :

  • De la proximité des capacités de stockage onshore (à terre) ou off-shore (en mer), et donc de la proximité d’infrastructures d’acheminement du CO2 ;
  • De sa viabilité technico-économique ;
  • D’enjeux d’acceptabilité sociale.

La valorisation du CO2

Le CO2 peut être utilisé de multiples manières. Aux utilisations « historiques » du CO2, notamment dans l’agro-alimentaire, s’ajoutent de nouvelles valorisations, parmi lesquelles :

  • La fabrication de molécules servant de base aux carburants synthétiques utilisés dans les secteurs du maritime et de l’aviation (e-carburants) ;
  • La fabrication de produits chimiques intermédiaires (éthylène, propylène, méthanol), qui peuvent ensuite être transformés en produits plus complexes ;
  • La fabrication de produits carbonatés, par exemple des matériaux de construction comme le béton.

Ces voies de valorisation du CO2 restent couteuses, parfois difficiles à mettre en place, et consomment beaucoup d’énergie.

Source : ADEME, 2021

Par ailleurs, les projets de valorisation du CO2 peuvent atteindre des niveaux significatifs de décarbonation :

  • S’ils valorisent des produits séquestrant le carbone sur une longue durée (le béton par exemple) ;
  • S’ils s’insèrent dans une boucle circulaire du carbone ;
  • S’ils valorisent du CO2 « biogénique » (provenant d’un organisme vivant ayant lui-même capté du CO2 dans l’atmosphère).
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