Le captage et le stockage du carbone (CSC) : un levier stratégique pour l’industrie européenne
Le captage et le stockage du carbone (CSC), ou Carbon Capture and Storage, est devenu un pilier central de la transition énergétique en Europe. Face aux objectifs climatiques ambitieux du Green Deal européen et à la nécessité de décarboner des secteurs industriels difficiles à électrifier, comme le ciment, l’acier ou la chimie, le CSC apparaît comme une technologie clé.
Dans l’industrie européenne, le captage et le stockage du CO₂ permettent de réduire rapidement les émissions des procédés les plus émetteurs, sans attendre un basculement complet vers les énergies renouvelables. Cet article propose une analyse détaillée des technologies de CSC, de leurs enjeux économiques et réglementaires, ainsi que des perspectives pour les entreprises industrielles souhaitant investir dans ces solutions bas carbone.
Comprendre le captage et le stockage du carbone dans le contexte européen
Le principe du captage et du stockage du carbone repose sur trois étapes majeures : capter le CO₂ à la source, le transporter, puis le stocker de manière sûre et durable, généralement dans des formations géologiques profondes. Dans l’Union européenne, cette approche s’intègre dans une stratégie plus large de neutralité climatique à l’horizon 2050 et de réduction des émissions de gaz à effet de serre de 55 % d’ici 2030 par rapport à 1990.
Le CSC est particulièrement pertinent pour :
- Les cimenteries, responsables de près de 7 à 8 % des émissions mondiales de CO₂.
- Les aciéries, encore largement dépendantes du charbon et du coke métallurgique.
- L’industrie chimique et pétrochimique, avec des émissions de process incompressibles.
- Les centrales électriques à gaz ou à charbon utilisées en appoint des renouvelables.
Dans ces secteurs, même une forte amélioration de l’efficacité énergétique ne suffit pas à atteindre la neutralité carbone. Le CSC devient alors un complément indispensable aux technologies renouvelables, à l’hydrogène vert et à l’électrification des procédés.
Les principales technologies de captage du CO₂ dans l’industrie
Le cœur du CSC réside dans la capacité à capter efficacement le CO₂ émis par les installations industrielles. Plusieurs familles de technologies se développent actuellement en Europe, souvent soutenues par des programmes de recherche publics et des partenariats industriels.
Le captage post-combustion : une solution adaptable
Le captage post-combustion consiste à extraire le CO₂ des gaz de fumée après la combustion. Cette méthode est particulièrement intéressante pour l’industrie européenne, car elle peut être rétrofitée sur des installations existantes.
Les technologies de captage post-combustion les plus répandues utilisent des solvants chimiques, notamment :
- Les amines, qui fixent le CO₂ à basse température puis le libèrent à haute température.
- Les solvants organiques avancés, conçus pour réduire la consommation énergétique.
- Les membranes sélectives, encore en phase de développement pour les grands volumes.
L’un des défis majeurs du captage post-combustion reste la pénalité énergétique : l’énergie nécessaire pour régénérer les solvants et compresser le CO₂. Cette pénalité peut atteindre 20 à 30 % de la production d’une centrale électrique ou d’un site industriel si les solutions ne sont pas optimisées.
Le captage pré-combustion : une approche intégrée aux procédés
Le captage pré-combustion vise à séparer le CO₂ avant la combustion en transformant le combustible (charbon, gaz naturel, biomasse) en un mélange d’hydrogène et de CO₂. Le CO₂ est capté, et l’hydrogène est brûlé ou utilisé comme vecteur énergétique.
Cette technologie est particulièrement étudiée pour :
- Les unités de production d’hydrogène « bleu » à partir de gaz naturel.
- Les centrales à cycle combiné intégrant une gazéification.
- Certaines unités de raffinage et de pétrochimie.
En Europe, le captage pré-combustion s’inscrit dans la stratégie hydrogène, en particulier pour les projets de déploiement d’hydrogène bas carbone dans l’industrie lourde, en attendant une disponibilité suffisante d’hydrogène vert produit par électrolyse.
La combustion oxyfuel et le captage direct à la source
La combustion oxyfuel consiste à brûler le combustible dans un mélange d’oxygène pur et de CO₂ recyclé, plutôt que dans l’air. Le gaz de combustion est alors riche en CO₂, ce qui simplifie considérablement le captage.
Cette solution est étudiée en particulier dans :
- Les cimenteries européennes, pour lesquelles des projets pilotes sont en cours.
- Certaines centrales électriques expérimentales.
Le principal défi réside dans la production d’oxygène pur à grande échelle, qui reste énergivore, ainsi que dans la gestion des hautes températures générées par cette combustion spécifique.
Transport et stockage géologique du CO₂ en Europe
Une fois capté, le CO₂ doit être transporté vers des sites de stockage adaptés. En Europe, le transport du CO₂ se fait principalement par pipelines, mais aussi par navires pour des projets transfrontaliers, notamment en mer du Nord.
Les infrastructures de transport de CO₂ se structurent autour de hubs industriels, permettant de mutualiser les coûts et d’offrir un accès partagé au stockage géologique. Les projets Northern Lights en Norvège ou les hubs aux Pays-Bas et au Royaume-Uni illustrent cette tendance.
Les formations géologiques pour le stockage de CO₂
Le stockage géologique du CO₂ repose sur l’injection à grande profondeur (généralement entre 800 et 3 000 mètres) dans des formations rocheuses poreuses, recouvertes d’une couche imperméable assurant la confinement.
Les principaux types de réservoirs utilisés en Europe sont :
- Les gisements d’hydrocarbures épuisés (pétrole et gaz).
- Les aquifères salins profonds, largement disponibles sous la mer du Nord.
- Les couches de charbon profondes non exploitables, à l’étude dans certains pays.
L’Europe dispose d’un potentiel de stockage important, estimé à plusieurs dizaines de milliards de tonnes de CO₂, principalement en mer du Nord (Norvège, Royaume-Uni, Pays-Bas, Danemark). La sécurité de ce stockage est encadrée par une réglementation stricte, notamment la directive européenne sur le stockage géologique du CO₂.
Enjeux économiques et réglementaires du CSC pour l’industrie européenne
L’adoption du captage et du stockage du carbone par l’industrie européenne dépend fortement des conditions économiques et du cadre politique. Le coût actuel du CSC varie selon les secteurs, généralement entre 50 et plus de 150 euros par tonne de CO₂ captée et stockée, avec des perspectives de baisse grâce aux effets d’échelle et à l’innovation technologique.
Plusieurs facteurs influencent la rentabilité des projets de CSC :
- Le prix du carbone dans le système d’échange de quotas d’émission (EU ETS).
- Les subventions, appels d’offres et mécanismes de soutien publics.
- Le coût des technologies, de l’énergie et des infrastructures de transport.
- La valeur ajoutée en termes d’image, de conformité réglementaire et d’accès aux marchés verts.
La politique européenne renforce progressivement le signal prix sur le CO₂, ce qui rend le CSC plus compétitif. De plus, les programmes comme le Fonds pour l’innovation, Horizon Europe ou les mécanismes de soutien nationaux (notamment en Allemagne, aux Pays-Bas, dans les pays nordiques) financent des projets pilotes et des premières installations commerciales.
CSC, neutralité carbone et compétitivité de l’industrie européenne
Pour de nombreuses entreprises, le captage et le stockage du carbone ne relèvent plus seulement d’une logique de conformité réglementaire. Il s’agit d’un élément stratégique de compétitivité à long terme. Les industriels capables de produire de l’acier, du ciment ou des produits chimiques à faible empreinte carbone bénéficieront d’un avantage sur les marchés mondiaux, en particulier auprès des acheteurs soumis à des critères ESG ou à des réglementations environnementales strictes.
Le mécanisme d’ajustement carbone aux frontières (MACF ou CBAM) de l’UE, qui impose un prix du CO₂ aux importations de certains produits, renforce cet enjeu. Les acteurs européens qui investissent dans le CSC peuvent mieux se positionner face à la concurrence extra-européenne tout en répondant à la demande croissante pour des matériaux bas carbone.
Perspectives technologiques : innovations et complémentarités avec d’autres solutions bas carbone
Le futur du captage et du stockage du carbone en Europe repose sur l’innovation technologique et sur son articulation avec d’autres solutions de décarbonation, comme l’hydrogène vert, l’efficacité énergétique, l’électrification des procédés ou encore l’économie circulaire.
Parmi les pistes d’innovation prometteuses, on retrouve :
- Les nouveaux solvants et matériaux pour le captage, moins énergivores et plus durables.
- Le captage direct dans l’air (Direct Air Capture), encore très coûteux mais stratégique pour compenser des émissions résiduelles.
- Le couplage CSC et utilisation du carbone (CCU), transformant le CO₂ en produits à valeur ajoutée : carburants synthétiques, matériaux, produits chimiques.
- La numérisation et l’optimisation des réseaux de transport de CO₂, pour réduire les coûts et améliorer la sécurité.
Ces innovations ouvrent la voie à de nouveaux modèles économiques, incluant la vente de crédits carbone de haute qualité, la fourniture de services de décarbonation à d’autres acteurs industriels ou encore l’intégration du CO₂ dans des chaînes de valeur circulaires.
Opportunités pour les entreprises et acteurs de la chaîne de valeur du CSC
Le déploiement du captage et du stockage du carbone dans l’industrie européenne crée un écosystème complet d’opportunités pour différents types d’acteurs :
- Les industriels lourds qui souhaitent réduire leurs émissions et sécuriser l’accès aux marchés bas carbone.
- Les fournisseurs de technologies de captage, de compression, de transport et de monitoring.
- Les entreprises d’ingénierie et de services, spécialisées dans le design, l’exploitation et la maintenance des installations CSC.
- Les investisseurs et fonds d’infrastructure, intéressés par des actifs de long terme liés aux hubs de CO₂.
Pour les entreprises souhaitant se positionner, plusieurs stratégies sont envisageables : participation à des projets pilotes, partenariats avec des acteurs déjà engagés, investissement dans des solutions technologiques innovantes, ou encore développement de services de conseil et d’ingénierie liés à la décarbonation.
À mesure que l’Union européenne renforce ses politiques climatiques et déploie de nouvelles infrastructures de transport et de stockage du CO₂, le captage et le stockage du carbone devrait s’imposer comme un élément structurant de l’industrie européenne, combinant impératifs environnementaux, innovations technologiques et enjeux de compétitivité à l’échelle mondiale.
