Capter et stocker le CO2 ne sont pas à proprement parler des actions innovantes. Plusieurs grandes entreprises hautement émettrices en carbone, comme les centrales électriques au gaz ou au fioul ou encore les raffineries de pétrole, utilisent déjà cette technique d’extraction du carbone. Habituellement, le gaz est filtré directement à la sortie des cheminées des bâtiments.
Capter du CO2 à la sortie des cheminées d’usines (cimenteries, aciéries…) est bien plus facile et moins coûteux que le rechercher dans l’atmosphère, car sa concentration en volume est de 4 % à 40 %, voire plus, alors que dans l’air, le CO2 est extrêmement dilué (0,04 %)
On distingue trois grandes familles de procédés. La première, le captage en « post-combustion », consiste à extraire le CO2 des fumées industrielles de combustion de ressources fossiles (bois, gaz naturel, pétrole et charbon) à l’aide d’un solvant qui présente une affinité pour les molécules de CO2. Positionnée en aval des processus industriels, cette technologie peut être mise en œuvre sur des installations préexistantes et appliquée au traitement des fumées d’industries diverses. Si le taux de captage dépasse les 90 % du CO₂ émis, elle s’accompagne néanmoins d’une forte « pénalité énergétique » requise lors de la séparation du CO2 du solvant, ce qui entraîne un coût de mise en œuvre élevé, soit entre 10 et 100 € par tonne de CO2 évité (et donc non émis).
La seconde famille, dite de captage en « oxy-combustion », consiste à réaliser une combustion en présence d’oxygène (presque) pur, plutôt qu’à l’air. Le gaz de combustion ainsi produit est constitué presque exclusivement de vapeur d’eau et de CO2. Il est alors beaucoup plus simple d’extraire le CO2 que lorsqu’il est dilué dans l’azote de l’air. Cette technologie présente ainsi une pénalité énergétique plus faible mais nécessite une refonte de la chambre de combustion. Elle est donc envisagée pour certaines applications, comme les cimenteries, et pour de nouvelles unités de conversion des combustibles biomasse et fossiles.
La troisième famille enfin, dite de captage en « précombustion », consiste à extraire le CO2 en amont de la combustion en transformant le combustible initial en un « gaz de synthèse » : il s’agit de gazéifier le combustible pour obtenir un mélange de CO + H20, puis d’opérer une transformation chimique pour obtenir un mélange CO2 + H2 et enfin d’extraire du CO2 par solvant. La mise en œuvre de ce procédé nécessite d’être intégrée en amont, au moment de la construction de l’unité industrielle.
Ce procédé permet de capturer le CO2 au niveau d’installations industrielles, mais aussi de retirer du CO₂ présent l’atmosphère comme sur le site d’Orca en Islande (qui devrait capter environ 4000 tonnes par an).
Après le captage vient le transport et l’enfouissement. En aval de la chaîne précédente , le CO2 se transporte au même titre que le gaz naturel, par gazoducs, train ou bateau, en fonction de la quantité de CO2 à transporter et de la distance. Les infrastructures de transport et de stockage ne posent donc pas de problème technique particulier, mais il faut les sécuriser et assurer leur maintenance, comme l’exige tout équipement industriel.
Ensuite, le CO2 capté est stocké dans d’anciens gisements d’hydrocarbures ou des roches poreuses (aquifères salins profonds). Le CO2 est injecté sous forme dense à une profondeur d’au moins 800 mètres. Il est alors piégé par des mécanismes chimiques et géologiques : dissolution dans la saumure (eau salée) présente dans les roches, immobilisation dans les pores des roches, puis, à terme, minéralisation. Il n’est pas exclu d’utiliser la roche ainsi obtenue dans la construction.
Les sites de stockage font l’objet d’une sélection rigoureuse afin de garantir la pérennité et la sécurité du stockage sur le long terme (fuite du CO2 hors du site de stockage). Les opérations de stockage s’accompagnent d’un protocole de surveillance qui intègre, entre autres, un suivi géophysique du comportement du CO2 dans le sous-sol, des mesures de gaz et des prélèvements en profondeur dans le sous-sol et en surface, une surveillance des événements microsismiques,
Élaborés dans le cadre de projets de recherche européens tels que Strategy CCUS sur la base de facteurs techniques (volumes de CO2 impliqués, zones géographiques concernées, usages possibles du CO2 à proximité des lieux de capture, lieux de stockage possibles) et environnementaux (via les méthodologies d’analyse de cycle de vie), les scénarios prennent aussi en compte des facteurs économiques et sociaux, tels que la création d’emploi et les préoccupations des communautés locales, qu’il est impératif d’associer au plus tôt à la construction d’un projet.
L’enjeu est aujourd’hui de créer les conditions pour permettre le déploiement de la filière du CCUS à grande échelle dès 2030. Si les technologies sont là, des mécanismes de soutien financier et un cadre réglementaire sont nécessaires pour accélérer la mise en place de la filière. En l’état actuel des estimations, le prix du quota de carbone émis est encore inférieur aux dépenses que les industriels devraient engager pour investir dans ces installations, soit entre 50 et 180 € par tonne de CO2 évités.
Sources
National Geographic.fr
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Note.
Faut-il rappeler que le meilleur moyen d’éviter la production de CO2 serait d’éviter les guerres et la fabrication puis l’emploi des armements nécessaires. Ainsi, avec un budget militaire annuel de 842 milliards de dollars, les Etats-Unis doivent produire chaque année quelques milliards de tonnes de CO2
Europe Solidaire 