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La capture de CO2 dans l’air : une piste de plus en plus rentable dans le domaine des énergies vertes

par Etienne Henri
Usine de récupération de CO2 atmosphérique.

La question des émissions atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) fait partie des grands débats de ce début de siècle.

Faut-il que l’Homme cherche à contrôler la concentration de CO2 dans l’atmosphère ? La responsabilité humaine se limite-t-elle au CO2 émis par nos activités industrielles ? Le contrôle des émissions justifie-t-il de limiter la croissance économique ? Plus généralement, l’augmentation de la concentration de CO2 est-elle un problème en soi ?

Le sujet est médiatisé depuis suffisamment longtemps pour que chacun ait pu se faire un avis sur ces différents points. Les utilitaristes acceptent de bon cœur les émissions de gaz carbonique si elles permettent d’augmenter le confort de l’Homme ; les libertaires souhaitent que la production industrielle puisse fluctuer en fonction de l’offre et de la demande sans être bridée par des projections catastrophistes ; les écologistes ne sont pas prêts à prendre des risques avec le climat de la planète au nom de la croissance économique…

Autant de positions diamétralement opposées qui font que ce débat n’est pas prêt de s’éteindre.

Le point commun entre toutes ces philosophies ? Elles partent du principe que les émissions de CO2 sont une conséquence inévitable de l’activité industrielle.

Qui dit industrie, dit CO2

Jusqu’ici, ce présupposé était tout à fait correct. Notre industrie ne fonctionne que grâce à l’utilisation massive d’énergies fossiles. La chimie est formelle : gaz naturel, charbon et pétrole sont des sources d’énergie contenant du carbone. Leur combustion dégage immanquablement du CO2.

Que l’on parle de transport, de production de métaux ou d’activités manufacturières, l’émission de dioxyde de carbone est aujourd’hui inéluctable.

Les arbitrages entre énergies fossiles, qui privilégient telle ou telle source d’énergie en fonction de sa concentration en carbone, ne changent la question qu’à la marge. Même si l’humanité limitait son utilisation d’énergies fossiles au seul gaz naturel, elle continuerait d’émettre du CO2. Cette transition énergétique (déjà peu envisageable en pratique) terminée, le problème resterait le même : la croissance de l’activité économique serait toujours corrélée aux émissions de CO2.

Les lois de la physique sont aveugles et cruelles : deux fois plus de PIB = deux fois plus de CO2 émis, et ce quelle que soit l’énergie fossile utilisée.

Partant de ce constat, les spécialistes ont tourné le problème dans l’autre sens : et si le CO2 pouvait être émis, puis capturé ? Seule la concentration atmosphérique du gaz semble problématique. Laisser l’industrie émettre du gaz puis le retirer de l’atmosphère pourrait bien être une solution acceptable pour les partisans de la croissance économique comme pour les écologistes.

La difficile récupération du CO2 dans l’air

Sur le papier, l’idée de la captation du gaz honni semble simple ; la mise en pratique s’est avérée plus compliquée.

Même si la concentration de CO2 dans l’atmosphère ne fait qu’augmenter, elle reste dans l’absolu très faible : quelques centaines de ppm (partie par millions). Toute captation du gaz doit passer par une phase de concentration difficile à mettre en œuvre.

Les solutions considérées comme économiquement viables se limitaient jusqu’ici à la récupération de CO2 en sortie de centrale, là où la concentration est bien plus importante. Mais que faire du gaz émis par les millions de petites usines, les véhicules et autres cheminées individuelles ? Une fois dilué dans l’atmosphère, sa récupération en vue d’un stockage ou d’une réutilisation comme matière première n’a rien de trivial.

Schéma technique de capture de CO2 dans l'air. Crédits : Carbon Engineering Ltd.

Schéma technique de capture de CO2 dans l’air. Crédits : Carbon Engineering Ltd.

Les travaux sur la captation du CO2 libre étaient par conséquent réservés aux chercheurs à des fins d’évaluation technologique. Aucune industrie n’espérait, en l’état actuel des connaissances, parvenir à créer un processus de concentration du CO2 économiquement viable.

Le coût de capture d’une tonne de CO2 passe de 600 $ à 94 $

Selon les estimations de l’American Physical Society de 2011, la séquestration d’une tonne de CO2 doit coûter aux alentours de 600 $. Ce chiffre reste un ordre de grandeur communément admis par les spécialistes. Il correspond d’ailleurs au coût des solutions aujourd’hui en place comme celle de Climeworks en Suisse, dont le premier site industriel capture déjà 900 tonnes par an de CO2.

Les chercheurs de Carbon Engineering à Calgary (Canada) qui travaillaient sur un site pilote d’extraction de CO2 atmosphérique ont donc été agréablement surpris lorsqu’ils ont analysé les données d’exploitation de leur usine pilote.

Après trois ans de fonctionnement, les performances de l’unité de test de Carbon Engineering permettent d’espérer un coût de capture tombant à 94 $ par tonne de CO2 seulement en cas de déploiement industriel.

Pour donner du poids à ces prévisions, qui pourraient sembler trop belles pour être vraies, Carbon Engineering a fait un pari osé : l’entreprise a rendu publics son processus industriel et ses résultats.

Chercheurs et concurrents ont donc pu consulter l’ensemble des données et confirmer la viabilité du système de barbotage d’air dans une solution d’hydroxyde de potassium.

La récupération atmosphérique de CO2 enfin rentable

A 600 $/tonne, la capture à grande échelle du CO2 atmosphérique reste un doux rêve. Les politiques ne pourraient imposer aux utilisateurs d’énergies fossiles de payer l’addition selon le principe du pollueur-payeur. Pour donner un ordre d’idée : compenser la consommation d’un litre de gazole coûterait plus de 1,3 € !

A moins de 100 $/tonne, récupérer le CO2 devient intéressant. Si les politiques publiques obligeaient les consommateurs à compenser intégralement le gaz carbonique émis par leurs activités, le surcoût ne représenterait plus que 20 centimes par litre de gazole. Une hausse non négligeable, certes, mais qui resterait économiquement supportable surtout si elle était progressive – après tout, les taxes sur les carburants sont aujourd’hui bien plus élevées que cela.

Plus que la promesse de nouvelles taxes (qui n’est une perspective réjouissante qu’à Bercy), ce sont surtout de nouveaux usages qui pourraient naître. Le CO2 concentré peut être utilisé à diverses fins industrielles : création de bio-carburants purs, utilisation en horticulture pour augmenter les rendements… De vrais débouchés rentables naissent avec une tonne de CO2 à moins de 100 $.

L’industrie, après avoir relâché du CO2 durant des siècles, pourrait bien ne plus voir le gaz comme un effluent encombrant mais comme une matière première potentiellement valorisable.

D’autant que les techniques de recyclage de ce CO2 en énergie électrique ou en “fuel” évoluent également rapidement, ce qui pourrait créer une nouvelle filière de l’énergie verte et concurrencer le solaire ou l’éolien dans la course aux énergies durables.

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