Captage et stockage du carbone: qu'est-ce que c'est et comment cela fonctionne

Qu’est-ce que le captage du carbone?

Le captage du carbone fait référence à une variété de techniques utilisées pour piéger le dioxyde de carbone (CO₂) produits par les centrales électriques et autres installations industrielles, généralement avant de pouvoir être rejetés dans l'atmosphère et contribuer au réchauffement climatique. Le dioxyde de carbone capturé grâce à l’une de ces méthodes est soit recyclé à d’autres fins, soit stocké là où il ne peut pas s’échapper – un processus connu sous le nom de séquestration du carbone.

Comment fonctionne le captage du carbone

Plusieurs technologies différentes sont utilisées ou en cours de développement pour le captage du carbone. Ils comprennent:

Captage du carbone post-combustion: Aujourd'hui la plus largement utilisée, cette technologie collecte les émissions des cheminées, appelées gaz de combustion, avant qu'elles ne puissent être rejetées dans l'air. Dans une technique appelée adsorption ou absorption, les émissions sont acheminées vers un dispositif appelé absorbeur, où le carbone le dioxyde interagit avec les solvants chimiques qui l'absorbent, lui permettant d'être séparé des autres gaz composants, qui sont ensuite libéré. Le dioxyde de carbone et le solvant sont ensuite séparés afin que le solvant puisse être réutilisé, après quoi le dioxyde de carbone est comprimé pour le transport et le stockage.

Capture pré-combustion: Ce processus élimine le dioxyde de carbone de la source de carburant avant qu'elle ne soit complètement brûlée.

Capture d'oxy-combustion: Dans cette forme de capture, le carburant est brûlé dans une atmosphère d'oxygène presque pur, plutôt que dans de l'air ordinaire, ce qui produit une forme hautement concentrée de dioxyde de carbone plus facile à collecter.

Capture d'air directe: Contrairement aux trois premières méthodes, qui ont toutes lieu à la source des émissions, la capture directe de l’air tente d’extraire le dioxyde de carbone de l’air partout où il se trouve. Pour ce faire, des ventilateurs géants aspirent l'air dans un dispositif appelé collecteur, où le dioxyde de carbone est ensuite séparé par des moyens similaires au captage post-combustion. Cette technique est encore largement au stade expérimental.

Types de stockage de carbone

Une fois le dioxyde de carbone capturé, la question suivante est: qu’en faire? Une option consiste à le stocker ou à le séquestrer, là où il ne peut vraisemblablement pas nuire à l’atmosphère. Il existe deux types de stockage de base: géologique et biologique.

Stockage géologique: Dans le stockage géologique, le dioxyde de carbone capturé est injecté profondément sous terre après avoir été chauffé et pressurisé en dioxyde de carbone « supercritique ». Comme le Département américain de l'énergie explique, le CO supercritique₂ « a certaines propriétés comme un gaz et d’autres propriétés comme un liquide. En particulier, il est dense comme un liquide mais possède une viscosité semblable à un gaz. Le principal avantage du stockage du CO₂ dans l'état supercritique est que le volume de stockage requis est nettement inférieur à celui si le CO₂ étaient dans des conditions de pression (ambiante) « standard ». Le CO₂ est piégé sous des couches de roche.

Stockage biologique: Le stockage biologique repose sur des processus naturels permettant à la fois de capturer et de stocker le dioxyde de carbone, par exemple par la plantation de les forêts, où les arbres et autres plantes l'absorberont et le retiendront tout en produisant de l'oxygène grâce au processus de photosynthèse.

Captage et stockage du carbone (CSC) vs. Captage, utilisation et stockage du carbone (CCUS)

Plutôt que de simplement piéger et enfouir le dioxyde de carbone grâce à un processus de captage et de stockage du carbone (CSC), certains les technologies permettent de l’utiliser à des fins productives – un processus connu sous le nom de captage, d’utilisation et de stockage du carbone (CCUS).

Selon l'Environmental Solutions Initiative du Massachusetts Institute of Technology (MIT), certains captent le dioxyde de carbone est pompé dans les puits de pétrole pour « éliminer le pétrole difficile à extraire ». De plus, il est utilisé dans certaines serres pour favoriser la croissance plantes. D’autres utilisations potentielles incluent « transformer le CO₂ dans les plastiques, les matériaux de construction comme le ciment et le béton, les carburants, les matériaux futuristes comme les fibres de carbone et le graphène, et même des produits ménagers comme le bicarbonate de soude, l’eau de Javel, l’antigel, les encres et les peintures. Aucun d’entre eux n’est produit à grande échelle encore.

Avantages et inconvénients du captage du carbone

Le principal avantage du captage du carbone est qu’il a le potentiel de ralentir, voire d’inverser l’accumulation de carbone. dioxyde de carbone dans l’atmosphère terrestre, qui est une cause majeure du réchauffement climatique, du changement climatique et de tous les dangers qui en découlent. pose.

Le principal inconvénient à ce stade est le coût, en particulier le coût de la mise à l’échelle jusqu’au point où elle aura un impact important. Dans un rapport de 2023 du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, le captage du carbone a été classé comme l’un des moyens les moins efficaces et les moins efficaces. le moyen le plus coûteux de réduire les émissions de gaz à effet de serre, bien en dessous des options telles que l’éolien, le solaire, la géothermie et le nucléaire pouvoir.

Une préoccupation connexe est que l’accent mis sur le captage du carbone retarde inutilement le passage des combustibles fossiles aux combustibles fossiles. énergie renouvelable sources. Comme article de 2021 dans le Revue technologique du MIT En d’autres termes, « le bruit, les nouvelles et le battage médiatique alimentent la perception selon laquelle l’élimination du carbone sera bon marché, simple, évolutive et fiable – sur laquelle nous ne pouvons pas compter. »

Le groupe de défense Food & Water Watch est plus direct: « Le captage et le stockage du carbone (CSC) est le plus grand projet de l’industrie des combustibles fossiles à ce jour pour convaincre. aux gens que la crise climatique peut être résolue tout en restant dépendant de ce qu’ils vendent. Il qualifie le CCS de « faux », d’« huile de serpent », d’« arnaque » et de « marketing ». stratagème."

Histoire du captage du carbone

Le captage du carbone remonte au moins aux années 1920, lorsque les foreurs de pétrole et de gaz ont commencé à séparer le dioxyde de carbone du méthane, qu'ils pouvaient vendre. Mais il semble s’être répandu plus largement dans les années 1970, lorsque les foreurs ont commencé à l’injecter dans les puits de pétrole pour faciliter le processus d’extraction du pétrole. C’est ce qu’on appelle la récupération assistée du pétrole.

L’idée a pris de l’ampleur dans les années 1980 et 1990, à mesure que l’impact environnemental du dioxyde de carbone était de plus en plus connu. Malgré cela, les progrès ont été lents. Aujourd’hui, selon l’Agence internationale de l’énergie, il existe environ 40 installations commerciales de CCUS en activité dans le monde, ainsi que « plus de 500 projets à différents stades de développement ».

L’avenir du captage du carbone

Si le captage du carbone suscite de nombreuses critiques, d’autres y voient au moins une mesure provisoire utile. Comme le dit l’Agence internationale de l’énergie, les systèmes CCUS « peuvent être adaptés aux installations électriques et industrielles existantes, permettant ainsi leur fonctionnement continu. Il peut lutter contre les émissions dans les secteurs difficiles à réduire, en particulier les industries lourdes comme le ciment, l’acier ou la chimie. L’organisation affirme que le CCUS peut également « éliminer le CO₂ de l’air pour équilibrer les émissions inévitables ou techniquement difficiles à réduire.

Un article d’opinion publié sur le site Web du Forum économique mondial note que « les climatologues affirment qu’il est impossible d’atteindre les objectifs de carboneutralité sans le déploiement du CCUS à l’échelle mondiale ». Mais, ajoute-t-il, « les inconvénients de ces technologies, notamment leurs coûts élevés et leur faible efficacité, doivent être comblés avant que le CCUS puisse être déployé à grande échelle et transformé en un outil climatique efficace. solution."

Aux États-Unis, le Loi sur l'investissement dans les infrastructures et l'emploi, adopté en 2021, a alloué plus de 12 milliards de dollars aux projets CCUS, un argent qui est progressivement dépensé. En août 2023, par exemple, le ministère de l'Énergie (DOE) a annoncé qu'il investirait jusqu'à 1,2 $ milliards de dollars dans deux installations commerciales de captage direct de l’air, l’une en Louisiane et l’autre au Texas. Le DOE a déclaré que l’investissement « vise à lancer un réseau national de sites d’élimination du carbone à grande échelle pour lutter contre la pollution héritée du dioxyde de carbone et compléter les réductions rapides des émissions ».

L'essentiel

Le captage et le stockage du carbone (CSC) font partie des technologies susceptibles de contribuer à la lutte contre le réchauffement climatique continu. Ses partisans y voient une mesure provisoire valable, mais les critiques remettent en question à la fois son coût et son efficacité.