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Captage du CO2 : la technologie va-t-elle nous sauver ? 

Patricia Crifo
Patricia Crifo
Professeure d’économie à l’École polytechnique (IP Paris)
PIETRUSZEWSKA Natalia
Natalia Pietruszewska
étudiante en économie des villes intelligentes et des politiques climatiques à l'École polytechnique (IP Paris)
TROTIN Johanne
Johanne Trotin
assistante de recherche au CREST
En bref
  • La technologie de captage et de stockage du carbone (CCS) pourrait s’avérer cruciale dans la lutte contre le réchauffement climatique.
  • En 2022, la capacité totale des projets de CCS en cours de développement était de 244 millions de tonnes par an de CO2.
  • Les CCS restent controversés pour des raisons financières et politiques : les mesures de déploiement sont parfois qualifiées de « leviers d’inaction climatique ».
  • Les leaders mondiaux en matière de CCS sont le Canada et les États-Unis, dont l’économie repose sur des énergies fossiles.
  • Les CCS sont au cœur des discussions internationales sur le climat : leur développement devra s’inscrire dans une stratégie de transition complète.

Le chan­ge­ment cli­ma­tique est sans aucun doute le pro­blème le plus pres­sant de notre époque, et nous attei­gnons actuel­le­ment sa période char­nière. Les effets du chan­ge­ment cli­ma­tique sont d’une ampleur inéga­lée, qu’il s’a­gisse de la modi­fi­ca­tion des régimes cli­ma­tiques qui met en péril la pro­duc­tion ali­men­taire ou de l’aug­men­ta­tion du niveau des mers qui accroît la pro­ba­bi­li­té d’i­non­da­tions catas­tro­phiques. Si nous n’a­gis­sons pas immé­dia­te­ment, il sera plus dif­fi­cile et plus coû­teux de s’adapter à ces effets à l’avenir. 

Un intérêt économique 

D’un point de vue éco­no­mique, nous pou­vons uti­li­ser des tech­niques d’at­té­nua­tion, qui, en évi­tant ou en limi­tant la pro­duc­tion de gaz à effet de serre (GES) dans l’at­mo­sphère, réduisent la gra­vi­té des effets du chan­ge­ment cli­ma­tique. Le Groupe d’ex­perts inter­gou­ver­ne­men­tal sur l’é­vo­lu­tion du cli­mat (GIEC, en anglais IPCC) a sou­li­gné que, pour atteindre les objec­tifs de l’Ac­cord de Paris et limi­ter l’aug­men­ta­tion des tem­pé­ra­tures à 1,5 °C, nous devons uti­li­ser des tech­no­lo­gies per­met­tant d’é­li­mi­ner le car­bone de l’at­mo­sphère, en plus d’in­ten­si­fier nos efforts pour réduire les émis­sions. L’une de ces tech­no­lo­gies, le CCS (Car­bon Cap­ture and Sto­rage), pour­rait s’a­vé­rer cru­ciale dans la lutte contre le réchauf­fe­ment climatique.

Le nombre d’ins­tal­la­tions a aug­men­té de 44 % depuis 2021.

En tant qu’ob­ser­va­teurs de la COP27, nous avons pu dis­cu­ter avec divers repré­sen­tants de gou­ver­ne­ments et d’or­ga­ni­sa­tions inter­na­tio­nales, ain­si qu’é­chan­ger avec des experts du sec­teur. Le point saillant : la tech­no­lo­gie de cap­tage et de sto­ckage du car­bone (CCS) est l’a­van­cée tech­no­lo­gique qui retient le plus l’attention.

Le pas­sage de l’am­bi­tion à l’ac­tion est non-équi­voque, à la vue des don­nées rela­tives aux inves­tis­se­ments dans le CCS. En 2022, la capa­ci­té totale des pro­jets de CCS en cours de déve­lop­pe­ment était de 244 mil­lions de tonnes par an de dioxyde de car­bone. Mais com­ment cela fonc­tionne-t-il exactement ?

Le CCS expliqué 

En bref, le CCS consiste à cap­tu­rer le dioxyde de car­bone pro­duit par les cen­trales élec­triques ou d’autres pro­ces­sus indus­triels, comme la pro­duc­tion d’a­cier ou de ciment, à le trans­por­ter, puis à le sto­cker sous terre. Les aqui­fères salins ou les réserves de pétrole et de gaz épui­sées, qui se trouvent géné­ra­le­ment à au moins 1 km sous la sur­face, sont des lieux de sto­ckage poten­tiels pour les émis­sions de car­bone. Paral­lè­le­ment au CCS, il existe une idée simi­laire appe­lée CCUS, qui signi­fie « cap­tage, uti­li­sa­tion et sto­ckage du car­bone ». Le concept : recy­cler le car­bone dans les pro­ces­sus indus­triels en le trans­for­mant en matières plas­tiques, en béton ou en bio­car­bu­rant au lieu de le stocker.

En sep­tembre 2022, l’Institut Glo­bal du CCS (Glo­bal CCS ins­ti­tute) dénombre un total de 196 pro­jets de CCS, dont 30 sont déjà opé­ra­tion­nels et 153 encore en cours de déve­lop­pe­ment. Le nombre de pro­jets d’ins­tal­la­tions de CCS a aug­men­té de 44 % depuis 2021, pour­sui­vant la ten­dance à la hausse des pro­jets de CCS en construc­tion qui a débu­té en 2017. Les vingt der­nières années d’ex­pé­rience ont mis en lumière la diver­si­té des appli­ca­tions du CCS et, en par­ti­cu­lier, sa fonc­tion essen­tielle dans la ges­tion des émis­sions des pro­ces­sus industriels.

État d’avancée des CCS sur les der­nières années1.

Par le biais des réseaux de CCS, nous pré­voyons une aug­men­ta­tion des alliances stra­té­giques et de la col­la­bo­ra­tion pour favo­ri­ser la mise en œuvre. Avec plu­sieurs pro­jets d’hy­dro­gène bleu en cours de déve­lop­pe­ment dans le monde, l’hy­dro­gène propre et d’autres car­bu­rants à faible teneur en car­bone font éga­le­ment par­tie de la crois­sance du CCS. Le cap­tage direct de l’air avec le CCS ou le DACCS (Direct Air Cap­ture with Car­bon Sto­rage) a éga­le­ment sus­ci­té un grand inté­rêt et une par­ti­ci­pa­tion extra­or­di­naire cette année, avec des mil­liards de dol­lars de finan­ce­ment réser­vés à la mise à l’é­chelle de cette technologie.

Solution pour la transition écologique, aux dépens de la réduction des émissions ?

Bien que pro­met­teuses, ces tech­no­lo­gies res­tent contro­ver­sées, notam­ment pour des rai­sons finan­cières et poli­tiques. En effet, l’effort éco­no­mique déployé pour le déve­lop­pe­ment de ces stra­té­gies est consi­dé­rable, pour des résul­tats certes pro­met­teurs mais tou­jours incer­tains. De plus, en concen­trant leurs efforts sur les tech­no­lo­gies de séques­tra­tion du car­bone, les acteurs de la tran­si­tion éco­lo­gique pour­raient être ame­nés à mettre de côté l’enjeu de la réduc­tion des émis­sions, tant et si bien que les poli­tiques orien­tées vers le déploie­ment des CCS sont qua­li­fiées par leurs détrac­teurs de « leviers d’inaction climatique ». 

Le déploie­ment des CCS ne peut donc se faire sans l’intervention des pou­voirs publics, ce qui en fait un sujet émi­nem­ment politique.

Les infra­struc­tures de CCS sont des infra­struc­tures coû­teuses, ce qui les rendent dif­fi­ci­le­ment atti­rantes pour les inves­tis­seurs, d’autant plus que les béné­fices ne sont pas tou­jours au ren­dez-vous. Par exemple, aux États-Unis, 11 pro­jets de CCS avaient été entre­pris par le Depart­ment of Ener­gy à la fin des années 2000, dont 8 dans le sec­teur du char­bon pour un coût de 684 mil­lions de dol­lars. Sur ces huit pro­jets, un seul a été mené à terme et a fonc­tion­né de 2017 à 2020. En Europe, les pro­jets CCS se mul­ti­plient éga­le­ment, les pays d’Europe du Nord (Nor­vège, Pays-Bas et Royaume-Uni) ayant annon­cé plus de 5 mil­liards d’euros à inves­tir dans les CCS. 

D’après un rap­port de l’Ifri, le coût du cap­tage, trans­port et sto­ckage du CO2 se situe entre 40 et 200 €/tonne avec les tech­no­lo­gies actuel­le­ment dis­po­nibles – la four­chette haute cor­res­pon­dant aux infra­struc­tures par­ti­cu­liè­re­ment pol­luantes comme les cen­trales élec­triques et les usines d’incinération des déchets. Ce coût, bien que décrois­sant avec l’évolution de la tech­no­lo­gie, reste plus éle­vé que le prix du CO2 sur le mar­ché du car­bone, anéan­tis­sant les inci­ta­tions des acteurs pri­vés à inves­tir dans les CCS. 

Le mix éner­gé­tique cana­dien en 20202.

Le déploie­ment des CCS ne peut donc se faire sans l’intervention des pou­voirs publics, ce qui en fait un sujet émi­nem­ment poli­tique. La ques­tion de l’investissement public dans les CCS en dit long sur la stra­té­gie des pays ou des régions pour atteindre l’objectif de 1,5 °C fixé par l’Accord de Paris, et sur leur vision de la tran­si­tion éco­lo­gique. Les lea­ders en matière de CCS sont aujourd’hui les États et acteurs dont l’économie repose sur des éner­gies fos­siles : en Europe par exemple, les CCS sont prin­ci­pa­le­ment mis en avant par les déci­deurs poli­tiques de pays dont le mix éner­gé­tique repose en majo­ri­té sur le pétrole et le gaz. 

Dans le monde, les États lea­ders de ces tech­no­lo­gies sont le Cana­da et les États-Unis, eux aus­si avec un mix éner­gé­tique très concen­tré autours des éner­gies. Lors des négo­cia­tions de la COP27, les États du Golfe, et notam­ment les Émi­rats arabes unis, ont éga­le­ment mani­fes­té leur enthou­siasme au sujet des CCS, pré­sen­tés comme l’un de leurs prin­ci­paux leviers d’action pour atteindre l’objectif des Zéro Émis­sion Nette d’ici 2030. 

Le mix éner­gé­tique éta­su­nien en 2021.

Du côté du sec­teur pri­vé, les prin­ci­paux sou­tiens au déve­lop­pe­ment des CCS sont éga­le­ment les entre­prises du sec­teur pétro­lier : Exxon­Mo­bil et Big Oil aux États-Unis, Tota­lE­ner­gies et Tech­nip en France, soup­çon­nés d’utiliser leurs inves­tis­se­ments dans les CCS comme un moyen de détour­ner l’attention du public sur leurs acti­vi­tés gazières et pétro­lières, afin de pré­ser­ver ces der­nières. La COP27 a d’ailleurs été for­te­ment mar­quée par la pré­sence des pro­duc­teurs de pétrole et de gaz, qui étaient 25 % plus nom­breux que lors de la COP pré­cé­dente, à Glas­gow. Les CCS étaient alors au centre de leur dis­cours sur leur stra­té­gie de décar­bo­na­tion de leurs activités.

Regio­nal Car­bon Cap­ture Stra­te­gies : The U.S., EU, and Beyond by Zero-Car­bon Future – panel pen­dant la COP27 (cré­dit : N. Pietruszewska).

En chemin vers la COP28

Les pays comme le Qatar, le Koweït, les Émi­rats arabes unis (EAU), Bah­reïn et l’A­ra­bie saou­dite figurent par­mi les dix prin­ci­paux émet­teurs de car­bone par habi­tant. De ce fait, le Moyen-Orient et l’Afrique du Nord (MOAN) est consi­dé­rée comme l’une des régions les plus inten­sives en émis­sions de gaz à effet de serre. 

Les émis­sions de GES en MOAN.

À Sharm, les dis­cus­sions sur l’es­poir que nous met­tons dans la tech­no­lo­gie tournent prin­ci­pa­le­ment autour du CCS. Il est inté­res­sant de noter que l’un des prin­ci­paux acteurs sur la scène inter­na­tio­nale à pro­mou­voir cette tech­no­lo­gie n’est autre que les Émi­rats arabes unis, qui accueille­ront la Confé­rence des Par­ties en 2023. 

Tech­no­lo­gie pro­met­teuse, les CCS occupent dans tous les cas une place cen­trale dans les dis­cus­sions inter­na­tio­nales sur la ques­tion cli­ma­tique, et leur déve­lop­pe­ment devra s’inscrire dans une stra­té­gie de tran­si­tion com­plète, aux objec­tifs pré­cis et concrets.

Pour aller plus loin

1https://​www​.iea​.org/​r​e​p​o​r​t​s​/​c​o​2​-​c​a​p​t​u​r​e​-​a​n​d​-​u​t​i​l​i​s​ation
2https://​iea​.blob​.core​.win​dows​.net/​a​s​s​e​t​s​/​7​e​c​2​4​6​7​c​-​7​8​b​4​-​4​c​0​c​-​a​9​6​6​-​a​4​2​b​8​8​6​1​e​c​5​a​/​C​a​n​a​d​a​2​0​2​2.pdf

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