Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
Les techniques de captage, transport et stockage du dioxyde de carbone (CCS) sont
des procédés visant à séparer le dioxyde de carbone de ses sources d’émission,
majoritairement industrielles et énergétiques, et à le transporter après purification et
compression vers un lieu de stockage où il sera isolé de l’atmosphère sur le long
terme, entravant ainsi sa contribution au réchauffement climatique. Ces techniques
concernent non seulement le secteur de la production d’électricité (centrales
thermiques fonctionnant au charbon, au gaz naturel, à la biomasse ou au fioul) mais
également des procédés industriels fortement émetteurs de CO 2
comme la sidérurgie,
la cimenterie, la papeterie, le traitement du gaz naturel, la production d’ammoniac et
de fertilisants, la production de carburants de synthèse (à partir de biomasse ou de
gaz naturel) et d’hydrogène. Les champs d’application sont donc très vastes, de
même que le potentiel de réduction des émissions associé à ces techniques, aussi
bien au niveau français que mondial. En France, les émissions actuelles combinées de
CO 2
du secteur de la production d’électricité et de procédés industriels représentent
environ 75 millions de tonnes par an (environ 19 % des émissions de CO 2
nationales).
Les acteurs français de la filière sont regroupés au sein du « Club CO 2
», créé en 2002
à l’initiative de l’ADEME. Dans le scénario Blue Map de l’AIE, le CCS, en permettant
d’éviter environ 10 GT de CO 2
rejetés dans l’atmosphère, contribue à hauteur de 19 %
à la réduction des émissions mondiales en 2050 1 . Le CCS est considéré comme une
solution majeure pour la réduction des émissions des sites existants (« carbon lockin
»). En complément, il faut tenir compte du potentiel de valorisation du CO 2
, c’est-àdire
de son utilisation comme matière première, qui n’est pas négligeable. En effet, le
CO 2
est d’ores et déjà utilisé soit sans transformation dans des procédés industriels
spécifiques, soit après transformation pour obtenir des produits chimiques.
1 Le captage, transport, stockage de CO 2
1.1. Le captage
État des lieux
Il existe trois principales méthodes de captage du CO 2
, à divers stades de maturité, et
testées à des échelles différentes : la précombustion, la postcombustion et
l’oxycombustion. Le déploiement commercial dans les centrales électriques et les
procédés industriels concernés est envisagé à partir de 2020 2 , en fonction de
l’évolution des verrous techniques, économiques et sociétaux. Il est difficile
aujourd’hui de déterminer laquelle de ces trois techniques deviendra majoritaire ; des
améliorations doivent être réalisées sur chacune d’entre elles. Une coexistence des
différentes voies avec application des technologies de captage pertinentes au cas par
cas n’est pas à exclure.
(1) Cette contribution du CCS à la réduction des émissions mondiales de CO 2
en 2050 se répartit de
la manière suivante : 55 % dans le secteur de la production d’électricité (charbon : 65 % ; gaz
naturel : 30 %, biomasse : 5 %) ; 16 % dans l’industrie (sidérurgie, cimenterie, chimie, papeterie) ;
29 % dans le traitement du gaz naturel et production des carburants de synthèse et d’hydrogène.
(2) La technique de postcombustion, qui consiste à capter le CO 2
provenant des fumées de
combustion (aujourd’hui à l’aide de solvant de types solution d’amines ou d’ammoniac refroidi) est
une technique bien connue et maîtrisée dans les procédés de séparation du CO 2
du gaz naturel à la
sortie des puits d’extraction. Son application à des centrales thermiques ou des procédés
industriels nécessite néanmoins des adaptations importantes des équipements et processus.
Centre d’analyse stratégique - 204 - Août 2012
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