Capture et stockage de carbone

La capture et le stockage de carbone (CSC) est un processus qui capte et séquestre le dioxyde de carbone (CO₂). En empêchant la libération du carbone dans l’atmosphère ou en l’isolant de l’atmosphère, le CSC peut réduire les concentrations mondiales de gaz à effet de serre qui contribuent aux changements climatiques. 

Le volet de capture du processus comprend la séparation du CO₂ de l’air ou des échappements industriels dans le but de le concentrer. Le carbone peut être piégé à même la cheminée d’usine (capture à la source) ou par de grands ventilateurs d’extraction du carbone de l’air (capture directe du dioxyde de carbone).

Le volet de stockage du processus peut, quant à lui, comprendre une variété de solutions.

Le CSC a d’abord été élaboré par les sociétés pétrolières et gazières et comprenait l’injection de CO₂ dans des gisements de pétrole en partie épuisés pour augmenter leur production. Appelé récupération assistée du pétrole, ce processus laisse le CO₂ dans le sol.

La capture et l’utilisation de carbone (CUC) ou la capture et le stockage de carbone nécessitent le piégeage du carbone, puis son recyclage direct (p. ex., dans des serres) ou son utilisation comme ingrédient dans de nouveaux produits (p. ex., le béton, les carburants ou les produits chimiques).

La CUC peut réduire les émissions. Si le carbone est capté de l’atmosphère et reste dans un circuit fermé pendant plusieurs siècles (p. ex., en l’incorporant dans des matériaux de construction), la méthode peut être considérée comme un processus d’élimination.

L’élimination du dioxyde de carbone (ÉDC) fait référence au stockage durable du CO₂ dans des réservoirs géologiques, terrestres ou océaniques, ou dans des produits.

«Fondamentalement, la capture du carbone à la source empêche les nouvelles molécules de CO₂ d’atteindre l’atmosphère; on les capte avant même leur libération», a déclaré Pascal Lanctôt, un associé du Fonds Technologies pour le climat de BDC.

Il utilise l’analogie de l’eau dans une baignoire pour expliquer les techniques de réduction de la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère: «la réduction de nos émissions à la source revient à fermer le robinet, tandis que le captage direct dans l’air revient à retirer le bouchon du fond de la baignoire».

Selon Pascal Lanctôt, en l’absence de solutions de remplacement commerciales aux voyages en avion et à la construction lourde, il y a une limite à ce que nous puissions fermer le robinet pour le moment. L’ÉDC (ou la vidange de la baignoire) peut aider ces secteurs à réduire leur empreinte carbone et à atteindre les objectifs de réduction des émissions du Canada.

Jusqu’à présent, les secteurs à fortes émissions de carbone, comme le pétrole et le gaz, sont les plus grands utilisateurs du CSC.

Capture, utilisation, élimination et capture directe du carbone 

Bien que la capture directe du dioxyde de carbone et l’utilisation et l’élimination du carbone soient des méthodes faisant partie de la grande famille de la gestion du carbone, elles ont une incidence bien différente sur les changements climatiques en raison de leurs manières bien distinctes de traiter le CO₂.

Capture de carbone
Processus de séparation du CO₂ de l’air ou des échappements industriels.

Capture à la source
Processus de capture du CO₂ dans les gaz de combustion industriels (échappements).

Capture directe du CO₂
Processus de capture du CO₂ dans l’atmosphère ou l’air ambiant.

Utilisation du carbone
Processus d’utilisation de carbone et de son recyclage direct (p. ex., dans des serres, l’extraction de l’huile) ou son utilisation comme ingrédient dans de nouveaux produits (p. ex., le béton, les carburants ou les produits chimiques).

Élimination du carbone
Processus de stockage durable du CO₂ dans des réservoirs géologiques, terrestres ou océaniques.

Pourquoi la capture du carbone est-elle importante?

Pascal Lanctôt affirme que les émissions de l’agriculture, du transport, de la construction et de la production industrielle sont particulièrement difficiles à réduire. La capture de carbone semble être un important moyen de compenser les émissions de ces secteurs. D’ailleurs, ces secteurs difficiles à décarboner représentent environ 30 % des émissions mondiales.

Il ajoute que la capture de carbone ne sert pas uniquement à éviter de nouvelles émissions à la source, dans les usines et les centrales électriques. L’élimination du CO₂ déjà libéré dans l’atmosphère, par la capture directe, est aussi essentielle.

«Nous devons faire les deux si nous voulons limiter les changements climatiques», a affirmé Pascal Lanctôt, qui a une formation à la fois commerciale et scientifique et qui investit dans les technologiques propres depuis 2007. 

Comment fonctionne la technologie de capture de carbone?

La technologie capte le CO₂ à partir de sources telles que les centrales électriques et les processus industriels, tandis que la capture directe de CO₂ se fait directement dans l’air ambiant. Une fois le carbone capté, il est transporté au site de stockage. Le transport se fait généralement par pipelines, mais peut aussi se faire par navire ou train. La capture directe du CO₂ a l’avantage d’avoir le site de capture au même endroit que le site de stockage, ce qui évite la nécessité de transporter le CO₂.

Pour le stockage, le CO₂ est injecté sous des formations rocheuses profondes, comme dans des gisements de pétrole et de gaz épuisés, de profonds aquifères salins et des formations de basalte pour la minéralisation. Le but est de stocker le CO₂ en toute sécurité pendant de longues périodes afin d’éviter qu’il ne se retrouve dans l’atmosphère. Les sites de stockage sont soigneusement choisis et contrôlés, afin de s’assurer que le CO₂ reste piégé.

Le CO₂ capté peut aussi servir dans divers processus et produits industriels. Tel qu’il est indiqué plus haut, il s’agit donc de la capture et de l’utilisation de carbone, un processus auquel on peut avoir recours pour améliorer la récupération du pétrole, la production de produits chimiques ou même la création de matériaux de construction comme le béton.

Quelle est l’efficacité de la capture et du stockage de carbone?

La capture du carbone à la source est une technologie efficace. Les systèmes d’épuration aux amines, qui sont fixés aux cheminées industrielles, récupèrent entre 80 % et 95 % de CO₂ selon un rapport du International Panel on Climate Change.

Quant à l’efficacité du stockage, les gisements de pétrole et de gaz épuisés ou les aquifères salins profonds peuvent retenir le CO₂ en toute sécurité pour des milliers d’années.

Une PME devrait-elle investir dans la capture du carbone?

«Jusqu’à ce que de nouvelles technologies permettent des opérations à petites échelles, la capture du carbone doit être réalisée à très grande échelle pour être rentable, a dit Pascal Lanctôt. Il est impossible d’installer une petite unité sur la cheminée d’un restaurant.»

Selon lui, les PME ont tout intérêt à réduire leur empreinte carbone par des actions à leur portée, comme l’électrification de leur flotte ou l’installation d’une thermopompe.

En quoi la capture de carbone contribue-t-elle à limiter les effets des changements climatiques?

Le CSC contribue à limiter les effets des changements climatiques en réduisant la quantité de CO₂ libérée dans l’atmosphère par les processus industriels et la production d’électricité. En intégrant le CSC dans cette vaste lutte aux changements climatiques, nous pouvons nettement réduire les émissions globales, tout en continuant à répondre à la demande d’énergie.

Pascal Lanctôt considère la capture et le stockage de carbone comme un moyen important d’affronter les changements climatiques et de compenser les émissions des secteurs difficiles à décarboner.

«À l’heure actuelle, il n’existe aucune technologie permettant à un avion de se rendre en Australie avec une batterie ou de l’hydrogène.» 

Toutefois, l’essor technologique en CSC a un aspect positif. En effet, les fabricants de cette technologie bénéficient aussi d’un marché qui récompense les entités qui contribuent à la réduction des gaz à effet de serre.

«De nombreuses entreprises dans lesquelles nous avons investi ont vendu ou cherchent à vendre leurs crédits de carbone sur le marché volontaire du carbone», a déclaré Pascal Lanctôt. Il a aussi ajouté que de nombreuses grandes entreprises, comme Microsoft, Frontier, Airbus et Google, achètent des compensations de carbone pour réduire leur empreinte environnementale.

Que seraient des exemples de capture de carbone?

En octobre 2023, BDC a dénombré 69 entreprises d’élimination du carbone en activité, à divers niveaux de préparation commerciale, dans l’ensemble du Canada. En voici quatre exemples:

Planetary Technologies est une entreprise de Nouvelle-Écosse qui élabore des méthodes qui font augmenter l’absorption et le stockage du dioxyde de carbone. Ce processus s’appelle l’alcalinisation des océans.

CO280 Solutions est un développeur de projets d’élimination du carbone à la source situé en Colombie-Britannique. L’entreprise s’est associée à des sociétés papetières pour développer des projets d’élimination de dioxyde de carbone qui délivrent des crédits d’élimination permanente du carbone sur le marché volontaire du carbone.

Deepsky est une entreprise québécoise qui développe des technologies de capture directe et de séquestration du CO₂. Elle construit, à Innisfail (Alberta), ce qu’elle appelle le premier centre d’innovation et de commercialisation de l’élimination du carbone au monde, qui aura la capacité de capturer et d’éliminer 3 000 tonnes de CO₂ par année.

 AtkinsRéalis est une entreprise québécoise qui a travaillé sur le projet de la centrale électrique Boundary Dam en Saskatchewan, l’un des premiers projets de modernisation de grande envergure, par technologie CSC, d’une centrale au charbon.

Quel est le coût de la capture du carbone?

«Actuellement, l’élimination du CO₂ de l’atmosphère coûte entre 500 $ et 1 000 $ la tonne et la vente de crédits de carbone ne permet pas nécessairement d’obtenir ce montant, a affirmé Pascal Lanctôt. C’est pourquoi les investisseurs comme nous doivent soutenir l’expansion du secteur jusqu’à ce que les marchés rattrapent leur retard et puissent aider les entreprises à prospérer.»

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