Comment capter et stocker le CO2 ?

Le captage et stockage du CO2 (CSC) est une technologie de plus en plus envisagée pour lutter contre le changement climatique. Avec l’augmentation constante des émissions de gaz à effet de serre, il devient impératif de trouver des solutions efficaces pour réduire notre empreinte carbone. Mais comment capter et stocker le CO2 de manière durable et à grande échelle ?

Qu’est-ce que le captage et stockage du CO2 ?

• Captage : Séparation du CO2 des autres gaz émis par les sources industrielles (centrales électriques, cimenteries, aciéries, etc.) ou directement de l’air ambiant.
• Transport : Acheminement du CO2 capté vers un site de stockage approprié, généralement par pipelines, bateaux ou camions.
• Stockage : Injection du CO2 dans des formations géologiques souterraines profondes, où il est piégé de manière permanente.

Les différentes méthodes de captage du CO2

Plusieurs méthodes de captage du CO2 existent, chacune ayant ses avantages et ses inconvénients. Le choix de la méthode dépend de la source d’émission, de la concentration de CO2, et des contraintes économiques. En pratique, on distingue principalement trois approches :

Captage post-combustion

Cette méthode consiste à séparer le CO2 des gaz de combustion après la combustion de combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel). Le CO2 est absorbé par un solvant chimique, puis séparé du solvant par chauffage.

Captage pré-combustion

Cette approche implique la conversion du combustible en un mélange de monoxyde de carbone (CO) et d’hydrogène (H2), suivi de la séparation du CO2 avant la combustion. L’hydrogène peut ensuite être utilisé comme combustible propre.

Captage direct dans l’air (DAC)

Le captage direct dans l’air (DAC) extrait le CO2 directement de l’atmosphère ambiante. Cette méthode est plus coûteuse que les autres, car la concentration de CO2 dans l’air est beaucoup plus faible que dans les gaz d’échappement industriels. En revanche, elle permet de cibler les émissions diffuses et de compenser les émissions résiduelles.

Le stockage géologique du CO2 : une solution durable ?

Le stockage géologique est la méthode la plus couramment envisagée pour le stockage permanent du CO2. Il consiste à injecter le CO2 capté dans des formations géologiques souterraines profondes, telles que :

• Aquifères salins profonds : Formations rocheuses poreuses contenant de l’eau salée non potable.
• Anciens gisements de pétrole et de gaz : Structures géologiques ayant déjà piégé des hydrocarbures pendant des millions d’années.
• Mines de charbon non exploitées : Couches de charbon profondes pouvant absorber le CO2.

Une fois injecté, le CO2 est piégé par différentes forces, notamment :

• Piégeage structural : Le CO2 est bloqué sous une couche de roche imperméable.
• Piégeage résiduel : Le CO2 est piégé dans les pores de la roche.
• Piégeage par solubilité : Le CO2 se dissout dans l’eau souterraine.
• Piégeage minéral : Le CO2 réagit avec les minéraux de la roche pour former des carbonates stables.

La surveillance continue des sites de stockage est essentielle pour vérifier l’absence de fuites et garantir la sécurité à long terme. Il faut aussi tenir compte du fait que le stockage géologique du CO2 nécessite une infrastructure importante pour le transport et l’injection.

Les défis et les limites du captage et stockage du CO2

Bien que prometteuse, la technologie du CSC présente plusieurs défis et limites :

• Coût élevé : Le captage, le transport et le stockage du CO2 sont des processus coûteux qui peuvent augmenter le prix de l’énergie ou des produits industriels.
• Consommation d’énergie : Le captage du CO2 nécessite une quantité importante d’énergie, ce qui peut réduire l’efficacité globale du processus.
• Infrastructures : Le déploiement à grande échelle du CSC nécessite la construction de pipelines et d’installations de stockage, ce qui peut être coûteux et complexe.
• Acceptabilité sociale : Le stockage géologique du CO2 peut susciter des inquiétudes quant à la sécurité et à l’impact environnemental.
• Fuites potentielles : Bien que les risques soient faibles, des fuites de CO2 des sites de stockage pourraient annuler les bénéfices climatiques.

Neanmoins, des progrès technologiques et des incitations financières pourraient contribuer à surmonter ces obstacles. En réalité, une combinaison de plusieurs approches sera probablement nécessaire.

Comment améliorer le captage et le stockage du CO2 ?

Pour optimiser le captage et le stockage du CO2, plusieurs pistes sont explorées :

• Développer des solvants de captage plus efficaces et moins énergivores.
• Réduire les coûts de transport du CO2 en optimisant les infrastructures.
• Améliorer les techniques de surveillance des sites de stockage pour détecter les fuites éventuelles.
• Explorer de nouvelles options de stockage, telles que la minéralisation du CO2.
• Mettre en place des politiques publiques incitatives pour encourager le déploiement du CSC.

L’avenir du captage et stockage du CO2

Le CSC est une technologie prometteuse pour réduire les émissions de CO2 et lutter contre le changement climatique. Son déploiement à grande échelle nécessitera des investissements importants, des innovations technologiques et une collaboration internationale. Toutefois, il est peu probable qu’il s’agisse d’une solution unique. Il est plus réaliste de l’envisager comme une partie d’un ensemble de mesures, comprenant la réduction de la consommation d’énergie, le développement des énergies renouvelables et l’amélioration de l’efficacité énergétique. Il est essentiel d’évaluer attentivement les avantages et les inconvénients du CSC, et de le mettre en œuvre de manière responsable et durable.

Le captage du CO2 est donc un outil puissant, mais qui doit être utilisé avec discernement. L’avenir énergétique dépendra d’une approche combinant différentes solutions.

Pour aller plus loin

• CNRS – Physique
• CNRS – Chimie
• CERN