La capture et le stockage du CO2 : un coup d’épée dans l’eau ?

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La capture du CO2 et son stockage dans le sous-sol (CCS) est une des solutions envisagées pour limiter le réchauffement climatique à moins de 2°C d’ici la fin du siècle.

Cette méthode de décarbonation est aujourd’hui principalement utilisée dans des activités en lien avec l’extraction pétrolière où le bénéfice climatique réel est douteux. Il existe cependant des activités très émettrices comme par exemple la fabrication de l’acier, du ciment ou du verre pour lesquelles il n’y a pas encore d’alternatives crédibles permettant une décarbonation totale et pour lesquelles le CCS fait office de solution ultime.

Alors que ce procédé a connu de multiples déboires et des échecs retentissants au cours des dernières années, il connait dernièrement un regain d’intérêt qui oblige à se questionner sur son véritable rôle dans la lutte contre le réchauffement climatique.

Le capture du CO2 et son stockage est-il essentiel à l’atteinte des objectifs climatiques comme certains semblent le penser ou constitue-t-il au contraire l’ultime coup d’épée dans l’eau des énergies fossiles condamnées à moyen terme à cause de l’impératif climatique ?

D’après le GIEC [1], l’atteinte de l’objectif climatique implique que, dès la deuxième moitié de ce siècle, nous soyons en mesure de stocker plus de carbone que nous n’en émettons. Ce qui veut dire que nous devons trouver des moyens de stocker le carbone via des puits naturels comme les forêts ou via des solutions techniques comme le CCS. Les énergies fossiles occupent une place de premier rang dans le mix énergétique mondial et le poids des émissions de GES associées à leurs consommations est prépondérant dans le total des émissions de GES d’origine anthropique.

Ces deux constats rendent le capture du CO2 et son stockage particulièrement attractif. Il permettrait de continuer à utiliser ces énergies fossiles tout en éliminant leurs émissions de GES en les stockant dans les couches géologiques profondes.

C’est la raison pour laquelle l’Agence Internationale de l’Energie (AIE)[2] lui accorde une place centrale dans son scenario 2° dans lequel il contribue à hauteur de 12% des réductions cumulées des émissions de carbone nécessaire d’ici à 2050.

C’est également la raison pour laquelle certains pays particulièrement dépendant du charbon dans leurs mix énergétique comme la Chine, l’Inde ou le Japon citent le CCS dans leur contribution nationale volontaire à la lutte contre le réchauffement climatique.

La capture du CO2 et son stockage : une technologie faisable ?

Un développement massif du CCS soulève cependant de nombreuses interrogations quant à ses impacts climatiques et environnementaux, son rationnel économique, sa faisabilité et donc finalement quant à son intérêt.

A ce jour, les principaux projets concernent l’industrie pétrolière. Ils visent à diminuer les émissions directes de raffineries ou d’installations de production de gaz ou d’hydrogène. Le CO2 capté est essentiellement utilisé pour le réinjecter dans des champs pétroliers afin d’en augmenter la production via la technique de Enhanced Oil Recovery (EOR). C’est le cas pour 73% des projets CCS dans le monde[3].

Ces projets vont donc contribuer à augmenter la production d’énergie fossile et les émissions associées à la consommation de ces énergies fossiles vont augmenter. Ces émissions captées seront largement inférieures aux émissions induites par cette augmentation de production rendue possible grâce au CCS. Un projet CCS est donc aujourd’hui contributeur net au réchauffement climatique.

Le processus de séparation, de purification et de stockage du CO2 est d’autre part extrêmement énergivore et consommateur d’eau. L’énergie représente 1/3 des coûts totaux d’un projet CCS. Une centrale équipée de CCS peut voir ses prélèvements et sa consommation d’eau doubler par rapport à une centrale classique[4]. Or le changement climatique va impacter négativement la ressource en eau, la rendant plus rare, ce qui entrainera une compétition accrue pour son usage. Dans ce contexte, envisager de développer un moyen de production encore plus intensif en eau et au rendement énergétique moindre est une idée douteuse.

La capture du CO2 et son stockage, peut-elle être considérée comme un coup d’épée dans l’eau ?

C’est, de plus, une technologie coûteuse qui, en dehors de l’application simple sur les projets pétroliers décrite précédemment, n’arrive pas à trouver un modèle économique viable.

Le projet Kemper aux Etats Unis devait être la plus grosse centrale au charbon équipée de CCS au monde avec plus de 3mt de CO2 captées et stockées par an. Agacé par les 7,5 Md$ engloutis par ce projet, les années de retard accumulées et les incertitudes quant à sa rentabilité future, le régulateur de l’état du Mississippi a demandé en juin à l’entreprise Southern Co, propriétaire de la centrale, de suspendre son projet et d’étudier la possibilité de la transformer en une centrale au gaz classique.

La disponibilité des lieux de stockage du CO2 mais surtout l’adéquation entre ces lieux de stockage et les sources d’émissions est une autre limite. La majorité des émissions de CO2 provient de la Chine, des Etats Unis et de l’Europe alors que la majorité des couches géologiques profondes propices à son stockage se trouve au Moyen Orient et en Afrique du Nord.

Outre les questions de coût associées au transport du CO2 sur de longue distance afin de permettre une adéquation entre sources d’émission et lieux de stockage, se pose la question de sa faisabilité technique.

Enfin, le capture du CO2 et son stockage n’est pas un prérequis pour atteindre une décarbonation massif. De nombreux pays, l’ensemble de pays européens en particulier, ne font pas référence au CCS dans leurs contributions volontaires aux objectifs climatiques.

Dans leurs « Mid-Century Strategy (MCS) », les Etats Unis, deuxième plus gros émetteur de GES au monde, considèrent qu’ils peuvent atteindre une réduction de leurs émissions de GES de 80% en 2050 par rapport à leur niveau de 2005 sans avoir recours au capture du CO2 et son stockage.

Toutes ces limites ne sont sans doute pas étrangères à la léthargie actuelle du CCS. Les investissements et le soutien règlementaire sont en baisse. Le nombre de projets CCS en construction dans le monde est en chute libre et pas un seul nouveau projet n’a été annoncé en 2016. Les principaux utilisateurs pressentis du CCS, les producteurs d’électricité et les industriels (aciéristes, chimistes et cimentiers) qui représentent plus de 80% du total des émissions captées par le CCS dans le scenario de l’AIE sont totalement absents du débat. Parmi les 22 projets en opération ou en construction, seuls trois sont destinés à des projets de génération d’électricité[5].

Les autres se concentrent quasi exclusivement sur des applications en lien avec le secteur pétrolier. L’AIE dans la dernière version de son Scenario 2° a été obligé de largement revoir à la baisse les capacités de génération électrique équipées de CCS à horizon 2040. Elles ont été divisées par deux par rapport à la version précédente du scenario qui ne datait pourtant que d’un an. Même l’administration américaine, qui souhaite sauver l’industrie du charbon en la rendant «  propre » grâce au CCS, a baissé de 85% le budget R&D du département de l’énergie (DOE) dédié à son développement.

Force est de constater que le CCS est dans une impasse. Son coût et ses impacts environnementaux conduisent à douter de cette technique de décarbonation. Son utilisation ne semble pas pertinente pour des applications de production d’énergie fossile et en particulier d’électricité à partir de charbon.

La notion de charbon « propre » qui continue d’avoir des partisants relève donc de l’oxymore et confirme l’opinion du Sustainability Centre de BNP Paribas Asset Management que le charbon n’a pas sa place dans un mix énergétique compatible avec l’objectif de l’Accord de Paris.

Le capture du CO2 en son stockage devrait être réservé à des applications industrielles comme la production d’acier, de ciment ou la chimie pour lesquelles les alternatives crédibles permettant de neutraliser leurs émissions de carbone se font attendre.


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[1] 2015, Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), Contribution du Groupe de travail III au cinquième Rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, Résumé à l’intention des décideurs

[2] Agence Internationale de l’Energie, Energy Technology Perspectives 2016

[3] OECD/IEA 2016, 20 years of carbon capture and storage, table 1.1 Large-scale CCS projects in operation or under construction et Global CCS Institute

[4] IEA, WEO 2016, Water energy nexus

[5] OECD/IEA 2016, 20 years of carbon capture and storage, table 1.1 Large-scale CCS projects in operation or under construction et Global CCS Institute

Thibaud Clisson

Senior Analyst, ESG

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