9.4 Le captage du carbone

EN

L’atteinte de la carboneutralité à l’échelle de la société résultera de la combinaison de deux facteurs, soit une réduction importante des émissions dans tous les secteurs et l’utilisation de techniques permettant de capter l’équivalent des émissions restantes. Le recours au captage du carbone dans les scénarios menant à la carboneutralité est en grande partie inévitable si l’on ne veut pas réduire la prestation de certains services, notamment dans les secteurs de l’agriculture et des procédés industriels, comme cela est expliqué au chapitre 8. 

Le captage du carbone peut prendre différentes formes et être complété par divers procédés et technologies qui sont décrits plus en détail au chapitre 12. Nous nous bornerons pour l’instant à faire la distinction entre trois catégories d’utilisation de cette approche, soit le captage des émissions dans le cadre de la combustion et des procédés industriels; le captage du carbone dans les activités à émissions négatives ce qui, dans le modèle, correspond à la production d’électricité ou d’hydrogène à partir de la BECSC; et enfin l’extraction directe dans l’air, une pratique qui est censée permettre le captage des émissions dans l’atmosphère à l’aide de technologies autres que les processus naturels comme la photosynthèse de la biomasse. Ces trois utilisations sont présentées de manière plus détaillée ci-dessous.

Figure 9.7 – Émissions captées #

Alors que le volume total d’émissions captées, évalué dans chaque scénario et à des moments différents, varie pour les trois catégories d’utilisation du captage du carbone selon le rythme des réductions d’émissions, les prévisions de tous les scénarios convergent vers un volume d’émissions captées compris entre 155 et 167 Mt d’équivalent CO2 lorsque l’on se rapproche de la carboneutralité (figure 9.7). Dans le secteur industriel, l’immense majorité des émissions sont captées dans le cadre des activités de combustion, soit environ 77 % des émissions captées dans ce secteur, ce qui souligne la difficulté de transformer la production de chaleur de manière concurrentielle à l’aide des technologies actuelles. 

Les installations de production équipées pour réaliser le captage du carbone varient en nombre et en importance selon les secteurs industriels. La production de ciment représente la plus grande part du total et, dans le scénario CN50, 62 % du ciment produit proviendra d’usines équipées pour effectuer le CSC d’ici 2050. Dans le secteur des pâtes et papiers en revanche, seulement 30 % de la production proviendra d’usines équipées de la sorte, et une situation similaire prévaudra pour les industries chimiques. Cela signifie que, par rapport à la production du ciment, une part beaucoup plus importante de la réduction des émissions de ces deux derniers secteurs industriels reposera sur un changement de combustible. 

La deuxième catégorie d’utilisation du captage du carbone concerne la bioénergie associée au captage et au stockage du carbone (BECSC). Plus de 95 % du captage réalisé dans le cadre de la production d’électricité et d’énergie provient de l’utilisation de la BECSC pour la production d’électricité et d’hydrogène (figure 9.8), le reste provenant des centrales électriques au gaz naturel équipées d’installations de CSC. La production d’électricité à partir de la BECSC augmente déjà rapidement en 2030 dans les scénarios CN50 et CN45 où elle atteint respectivement 11 et 22 Mt d’équivalent CO2. La production d’hydrogène à partir de la BECSC rattrape cependant rapidement son retard avant de constituer, dans ces deux scénarios, une part à peu près égale d’ici 2040 d’environ 57 Mt d’équivalent CO2, soit une part semblable à celle de l’électricité produite à partir de la BECSC. Cela s’explique en partie par le fait que la demande d’hydrogène est faible au cours de la première décennie en raison de la nouveauté de ce vecteur. Une fois que la demande pour ce combustible a décollé, la production d’hydrogène, qui génère des émissions négatives comme la production d’électricité à partir de la BECSC, devient une source importante d’émissions négatives servant à compenser les émissions restantes produites ailleurs dans l’économie.

Figure 9.8 – Bioénergie associée au captage et au stockage du carbone (BECSC) #

Par conséquent, bien qu’une très petite quantité de biomasse soit utilisée pour la production d’électricité en proportion du total, les centrales électriques alimentées à la biomasse et équipées d’installations de CSC produisent un volume considérable d’émissions négatives. En effet, la production d’électricité associée au captage du carbone devient la principale utilisation de la biomasse, ce qui représente 827 TJ en 2050 dans le scénario CN50 et une part à peu près égale à celle de la biomasse utilisée pour la production d’hydrogène (750 TJ), comme indiqué dans les sections précédentes. 

Enfin, les résultats montrent que, pour atteindre la carboneutralité, il faudra recourir à la technologie d’extraction directe dans l’air. Dans les scénarios menant à la carboneutralité, entre 15 et 33 Mt d’équivalent CO2 doivent en effet être directement retirés de l’atmosphère pour compenser les émissions restantes. Bien que cela ne représente qu’une faible partie de l’ensemble des émissions captées, l’expérience très limitée que l’on a actuellement de l’utilisation concrète de cette technologie invite à évaluer ce résultat avec prudence, car le coût de fonctionnement de cette technologie suscite de grandes incertitudes quant à son éventuelle utilisation. En fait, le captage du carbone à l’aide de l’EDA n’apparaît dans le modèle qu’en 2050, ce qui reflète le coût élevé associé à son fonctionnement. Il convient cependant de noter qu’en 2060, le scénario CN45 fait un plus grand usage de l’EDA que le scénario CN50, ce qui suggère que l’innovation technologique dans le domaine des technologies de captage du carbone, et plus généralement pour les technologies à faibles émissions de carbone, continue d’évoluer une fois la carboneutralité atteinte, apportant ainsi des solutions plus novatrices pour contrôler les émissions.  

La figure 9.7 montre également que, si l’on doit choisir entre le stockage et l’utilisation du carbone dans les secteurs de l’industrie et de la production d’énergie, le stockage constitue la meilleure façon de capter plus de 99 % des émissions. La technologie d’EDA et la production d’électricité à partir de la BECSC, qui sont toutes les deux comprises dans le graphique, entraînent également la nécessité de recourir à une proportion similaire de stockage. D’une part, ce constat montre le potentiel limité de la réutilisation du CO2 en termes de coût, le stockage étant l’option la moins onéreuse. D’autre part, cela illustre également la principale contrainte relative à la réutilisation du carbone, à savoir que celle-ci se traduit le plus souvent par le rejet des émissions captées, quelque part en aval, après l’utilisation du CO2 capté. 

Observations générales :

  • Pour atteindre la carboneutralité, il est nécessaire de procéder au captage du carbone à grande échelle, une opération qui peut être réalisée de différentes manières; son utilisation pour capter les émissions générées par l’industrie est cependant inégale selon les secteurs.  
  • La technologie d’EDA est essentielle dans tous les scénarios menant à la carboneutralité et la nécessité d’y recourir dépend en grande partie du volume d’émissions restantes ainsi que de la quantité d’électricité et d’hydrogène produite à partir de la BECSC.