L’incapacité de l’humanité à réduire les émissions de dioxyde de carbone qui réchauffent la planète – 41 milliards de tonnes métriques en 2022 – a propulsé des options autrefois marginales pour plafonner ou réduire le CO2 dans l’atmosphère au centre de la politique climatique et des investissements.
La capture et le stockage du carbone (CSC) et la capture directe de l’air (DAC) sont deux processus industriels complexes qui isolent le CO2, mais ces technologies en plein essor sont fondamentalement différentes et souvent confondues.
Voici une introduction sur ce qu’ils sont et comment ils diffèrent.
Qu’est-ce que la capture de carbone ?
Le CSC siphonne le CO2 des gaz d’échappement, ou des gaz de combustion, des centrales électriques à combustibles fossiles ainsi que de l’industrie lourde.
Les gaz d’échappement d’une centrale électrique au charbon contiennent environ 12 % de CO2, alors que dans la production d’acier et de ciment, ils sont généralement le double.
Contrairement au CCS, qui à lui seul empêche uniquement le dioxyde de carbone supplémentaire de pénétrer dans l’atmosphère, le DAC extrait les molécules de CO2 déjà là.
Surtout, cela fait du DAC une technologie « à émissions négatives ».
Il peut donc générer des crédits pour les entreprises qui cherchent à compenser leur production de gaz à effet de serre, mais seulement si le CO2 capté est stocké en permanence sous terre, comme dans des réservoirs de pétrole et de gaz épuisés ou dans des aquifères salins.
La concentration de dioxyde de carbone dans l’air ambiant n’est que de 420 parties par million (environ 0,04 %), donc le captage du CO2 à l’aide du DAC est beaucoup plus énergivore.
Une fois isolé à l’aide de CCS ou de DAC, le CO2 peut être utilisé pour fabriquer des produits tels que des matériaux de construction ou du carburant d’aviation « vert », bien qu’une partie de ce CO2 s’infiltre dans l’air.
« Si le CO2 est utilisé, il ne s’agit pas d’une élimination », a déclaré Oliver Geden, chercheur principal à l’Institut allemand pour les affaires de sécurité internationale.
État des lieux
L’industrie des combustibles fossiles utilise le CSC depuis les années 1970, mais pas pour empêcher le CO2 de s’infiltrer dans l’atmosphère.
Au lieu de cela, les sociétés pétrolières et gazières injectent du CO2 dans les champs pétrolifères pour extraire plus de brut plus rapidement.
Historiquement, le montage d’installations de CSC sur des centrales électriques au charbon et au gaz, puis le stockage du CO2 pour réduire les émissions s’est avéré techniquement faisable mais non économique.
La plus grande usine de CSC au monde, l’usine de Petra Nova au Texas, a été mise sous cocon trois ans après son ouverture en 2017.
Mais la crise climatique imminente et les subventions gouvernementales ont ravivé l’intérêt pour le CSC pour le secteur de l’électricité et au-delà.
Fin 2022, il y avait 35 installations à l’échelle commerciale dans le monde appliquant la technologie de capture du carbone à l’industrie, à la transformation de carburant ou à la production d’électricité, isolant un total de 45 millions de tonnes (Mt) de CO2, selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE).
DAC, en revanche, est très nouveau.
Un total de 18 usines DAC dans le monde n’ont capturé l’année dernière qu’environ autant de CO2 (10 000 tonnes) que le monde en émet en 10 secondes.
Mise à l’échelle
Le CSC et le CAD doivent être massivement développés s’ils veulent jouer un rôle significatif dans la décarbonation de l’économie mondiale.
Pour maintenir l’objectif de zéro net du milieu du siècle, le CSC devra détourner 1,3 milliard de tonnes par an de l’électricité et de l’industrie – 30 fois plus que l’an dernier – d’ici 2030, selon l’AIE.
DAC doit éliminer 60 Mt de CO2 par an d’ici cette date, plusieurs milliers de fois plus qu’aujourd’hui.
Mais l’industrie naissante est en plein essor avec de nouveaux acteurs, et la première usine d’un million de tonnes par an devrait entrer en service aux États-Unis l’année prochaine, et d’autres suivront.
« C’est un énorme défi mais ce n’est pas sans précédent », a déclaré à l’ Gregory Nemet, professeur à l’Université du Wisconsin-Madison, citant d’autres technologies, dont les panneaux solaires, qui se sont considérablement développées en quelques décennies.
La préparation d’un site pour stocker le CO2 peut prendre jusqu’à 10 ans, de sorte que le stockage pourrait devenir un sérieux goulot d’étranglement pour le développement du CCS et du DAC.
Coût par tonne
La capture du carbone coûte de 15 à 20 dollars par tonne pour les procédés industriels avec des flux de CO2 très concentrés, et de 40 à 120 dollars par tonne pour des flux de gaz plus dilués, comme dans la production d’électricité.
Le DAC, encore balbutiant, a des coûts beaucoup plus élevés, allant aujourd’hui de 600 à 1 000 dollars par tonne de CO2 capturée.
Ces coûts devraient chuter fortement pour atteindre 100 à 300 dollars la tonne d’ici 2050, selon le rapport inaugural sur l’état de l’élimination du dioxyde de carbone, publié plus tôt cette année.
Suivez l’argent
Alors que les pays et les entreprises ressentent le pincement des calendriers de décarbonisation et des engagements nets zéro, davantage d’argent – public et privé – est acheminé à la fois vers le CSC et le CAD.
Aux États-Unis, l’Inflation Reduction Act (IRA) alloue des milliards de dollars de crédits d’impôt au CCS.
L’ancienne Loi sur l’investissement et l’emploi dans les infrastructures prévoit environ 12 milliards de dollars sur cinq ans.
Le budget 2022 du Canada prolonge également un crédit d’impôt à l’investissement qui réduit de moitié le coût des projets de CSC.
La Corée du Sud et la Chine investissent également massivement dans le secteur, la Chine ayant ouvert le mois dernier une usine de 500 000 Mt dans la province du Jiangsu.
En Europe, le soutien se situe au niveau national et est orienté vers l’industrie et le stockage, notamment en mer du Nord.
Pour DAC, une série d’entreprises – Alphabet, Shopify, Meta, Stripe, Microsoft et H&M Group – ont cotisé à un fonds avec la promesse d’acheter collectivement au moins 1 milliard de dollars d' »élimination permanente du carbone » entre 2022 et 200.
Le mois dernier, JP Morgan a conclu un accord d’élimination du carbone de 20 millions de dollars sur neuf ans avec le pionnier du DAC Climeworks, basé en Suisse.
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