Les producteurs d’énergies fossiles pourraient être forcés de capturer et d’éliminer de l’atmosphère le CO2 émis par l’utilisation de leurs produits en le stockant sous terre, suggèrent des chercheurs d’Oxford.

séquestration du carbone

Dans un article publié par le journal Environmental Research LettersExtended producer responsibility for fossil fuels* – des chercheurs d’Oxford proposent d’étendre à l’industrie du pétrole, du gaz et du charbon le principe de responsabilité élargie des producteurs (EPR).

Ce dispositif de gestion de déchets, en vigueur par exemple en France dans certains secteurs, rend les producteurs responsables de la gestion des déchets issus de leurs produits.

“Il n’y a que deux façons d’empêcher l’augmentation constante du réchauffement mondial dû aux combustibles fossiles et à la bioénergie : soit arrêter immédiatement la production d’hydrocarbures fossiles, ce qui est inacceptable à ce jour, soit s’assurer que tout le carbone utilisé dans les combustibles, les matières premières et le ciment est stocké en permanence et renvoyé sous terre, d’où il est originaire. Le stockage obligatoire du carbone ouvre la voie à un stockage commercialement réalisable, nécessitant moins d’efforts gouvernementaux et un prix moins cher pour les consommateurs”

Prof Stuart Haszeldine, Professor of Carbon Capture and Storage at the University of Edinburgh

Le coût de la capture et du stockage du CO2 est estimée entre 50 et 180 euros la tonne. Ainsi, il s’agirait potentiellement de 11.000 sites industriels européens soumis aux quotas-carbone qui pourraient trouver un avantage économique à capter et à stocker leurs émissions, même si la variabilité du prix reflète de grandes disparités entre les industries rendant plus ou moins facile le procédé.

Quid des solutions de réduction des émissions?

L’Europe diversifie et investit dans de nouvelles infrastructures fossiles, notamment pour importer du gaz naturel liquéfié (GNL), en réponse au manque de gaz russe.

Pour Alexandre Joly, Responsable du Pôle Énergie au sein de Carbone 4, l’importation du GNL est une fausse bonne idée. D’abord parce qu’il nécessite beaucoup plus d’énergie pour son acheminement que le gaz transitant par gazoduc. De plus, le GNL américain est avant tout du gaz de schiste très carboné. En 2021, 79% du gaz naturel produit aux États-Unis était du gaz de schiste. Globalement, le gaz de schiste génère entre 1,5 et 4 fois plus d’émissions de gaz à effet de serre que l’extraction du gaz conventionnel. Mais le GNL américain (depuis l’extraction jusqu’au transport de celui-ci) émettrai entre 9 à 14 fois plus que le gaz norvégien acheminé par gazoduc. En intégrant les émissions de combustion, la fourchette haute de l’empreinte carbone du GNL américain, cela équivaut à 85% des émissions du charbon pour une même quantité d’énergie consommée.

L’étude de principe de responsabilité élargie (EPR) de Jenkins a l’avantage de ne pas rejeter la réalité de l’économie actuelle selon laquelle, pour répondre à la demande mondiale en énergie et en produits/matériaux de consommation, tout en maintenant la qualité de vie, les combustibles fossiles (dans une mesure décroissante mais significative) seront essentiels au moins pour une grande partie de ce siècle.

La seule façon d’y parvenir et d’atteindre l’objectif ambitieux de zéro émission nette de carbone d’ici 2050 pourrait être d’empêcher le CO2 d’atteindre l’atmosphère ou de l’éliminer, par tous les moyens disponibles.

C’est aussi ce que suggère le groupe d’experts de l’ONU sur le climat – le GIEC – dans son dernier rapport de référence qui estime que le monde devra recourir au captage et stockage du CO2, quel que soit le rythme auquel il parvient à réduire ses émissions de gaz à effet de serre.

L’étude des chercheurs d’Oxford propose deux procédés : le Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) et l’élimination des gaz à effet de serre (GGR), comme des solutions basées sur la nature et des solutions techniques).

“Des solutions techniques existent et, comme le dit l’étude, les énergies fossiles peuvent éviter de provoquer un réchauffement climatique. Ce truisme est particulièrement important à comprendre dans la situation mondiale actuelle où les pays s’efforcent d’améliorer leur sécurité énergétique en augmentant la production nationale de combustibles fossiles lorsque cela est possible ou en important du GNL du monde entier, apparemment en conflit avec les objectifs climatiques nationaux et mondiaux. Le problème est que l’échelle et le rythme de la construction commerciale de CCUS sont bien inférieurs à ceux nécessaires pour capturer tout le CO2 provenant de la production et de l’utilisation de combustibles fossiles, estimé à au moins 10 Gt par an dans le monde d’ici 2050, même avec l’augmentation des énergies renouvelables et des mesures d’efficacité énergétique.”

Prof Geoffrey Maitland Freng, Professor of Energy Engineering at Imperial College London

Pour les auteurs de l’étude, il reviendrait ainsi aux producteurs d’énergies fossiles de s’assurer de l’élimination du CO2 émis lors de l’utilisation de leurs produits, avec la mise en place progressive d’une “obligation de reprise du carbone.” C’est exactement le type d’approche que le monde adopte dans la gestion des risques pour la santé et la sécurité: un principe d’atténuation et d’élimination totale des externalités négatives générées par le pollueur.

Séquestration du carbone

Technologies de captation du Carbon dans l’air

La capture de CO2 dans l’air existe déjà mais à très petite échelle, faute de financements adéquats ou d’une forte dépendance à l’énergie.

La société suisse Climeworks a annoncé l’automne dernier, le début des activités d’Orca en Islande. La « première usine à concrétiser la vision du captage direct du CO2 dans l’air et de son stockage à l’échelle industrielle ». Une technologie cependant limitée puisque cette installation – pourtant la plus grande du monde à ce jour – n’élimine actuellement en un an que ce que l’humanité produit en quelques secondes.

Mais le procédé suscite de nombreuses interrogations, voire un certain scepticisme, en raison de son coût, de la consommation d’énergie associée ou encore de la très faible concentration du CO2 dans l’air (de l’ordre de 0,04%). Climeworks ne communique ni sur la consommation d’électricité nécessaire à Orca (toutes ses installations ont vocation à être couplées avec des installations de production renouvelables), ni sur son coût.

A ce jour, trois grandes familles de technologies de capture du CO2 existent:

  • la “post combustion” qui est la plus mature et consiste à capturer le CO2 des fumées issues de la combustion. 
  • moins énergivore, la technologie de la « pré-combustion » qui retire le CO2 des combustibles comme le pétrole ou le charbon avant leur combustion. Cependant elle ne s’applique que dans des cas particuliers comme le reformage du gaz.
  • et enfin, l’oxycombustion qui intervient lors de la phase de combustion. Réalisée avec de l’oxygène plutôt qu’avec l’air ambiant, elle permet d’obtenir une fumée très concentrée, donc plus facile à capturer.

On parle aussi de la cryogénie, avec le projet de Revcoo adapté aux fumées à faible concentration de CO2 – comme sur les carrières de production de chaux d’Eiffage, mais sans adhésion à échelle mondiale.

La situation pourrait cependant changer si le secteur des énergies fossiles était contraint d’y recourir massivement, répondent les auteurs de la recherche, d’autant que cette industrie s’est considérablement enrichie depuis un an avec la flambée des cours.

“On doit discuter de la manière de rediriger ces sommes colossales, qui sont actuellement simplement injectées dans la rente des énergies fossiles, vers une solution au problème climatique.”

Myles Allen, Professeur en science géo systémique à l’Université d’Oxford

Hugh Helferty, co-auteur de l’étude et ancien du géant pétrolier ExxonMobil, estime que l’industrie est “capable” de capter et de récupérer le CO2.

“Ce qui lui manque c’est le modèle financier et la motivation: Il faut réglementer!”

Hugh Helferty, co-auteur de l’étude

Le groupe industriel Yara a bien identifié le potentiel du captage de CO2 et a désormais décidé de l’exploiter commercialement. A la fin de l’été dernier, un contrat commercial de stockage du CO2 détenu à parts égales par TotalEnergies, Equinor et Shell, a été signé avec le producteur d’engrais minéraux norvégien Yara pour le projet Northern Lights. Ainsi à partir de 2025, 800.000 tonnes de CO2 par an seront captées dans une usine située aux Pays-Bas afin d’être enfouies dans des couches géologiques à 2.600 mètres sous les fonds marins norvégiens, via des pipelines en mer du Nord norvégienne.

Marché de la séquestration carbone

Si des entreprises de premier plan s’engagent comme prévu dans des partenariats et des collaborations avec d’autres entreprises innovantes, le marché mondial de la capture et de la séquestration du carbone devrait croître à un CAGR de 19,5 % et atteindre les 7 milliards de dollars entre 2021-2028.

A ce jour on compte parmi les pur players et en plus de ceux déjà cités précédemment : Air Liquide, Fluor Corporation, ExxonMobil, Carbon Engineering Ltd., ADNOC Group, Equinor, China National Petroleum Corporation, Dakota Gasification Company, BP, Chevron, Linde, Aker Solutions, NRG Energy, Carbfix

Cette solution alternative aura besoin du soutien des gouvernements, de mesures et de règlementations incitatives afin d’accélérer la recherche, le développement et l’adhésion à échelle mondial et de réduire l’impact de l’industrie lourde sur le climat.

L’Europe a donc commencé à encourager les projets de capture du CO2. Dans son rapport de 2021, l’Institut français des relations internationales (Ifri) mentionne 76 projets en Europe de capture, transport ou stockage de CO2, y compris à l’état de démonstrateurs. L’ensemble de ces projets permettraient de stocker 50 millions de tonnes de CO2 par an en 2030.

Pour accélérer les initiatives, l’Europe a lancé un fonds de 1,5 milliard d’euros dédiés aux énergies propres financé par la mise aux enchères des quotas carbone européens. Elle est maintenant dans le peloton de tête mondial avec les Etats-Unis.

La recherche est disponible en anglais sur le lien suivant: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aca4e8

Séquestration du carbone

Article: Joana Foglia