Captage du CO2 · Glossaire

Le captage du CO2 désigne les procédés techniques permettant de séparer le dioxyde de carbone d'un flux gazeux. Ce flux peut être les gaz de combustion d'une centrale électrique, un gaz de procédé issu de l'industrie du ciment, de la chaux, de l'acier ou de la chimie, du biogaz brut lors de son épuration en biométhane, les fumées d'une usine d'incinération de déchets ou l'air ambiant. Le captage seul ne résout aucun problème climatique. Il constitue la première étape d'une chaîne. Ensuite, le CO2 capté doit être comprimé, transporté, puis utilisé ou stocké de façon durable. Seule cette chaîne dans son ensemble détermine l'effet sur le climat.

Indicateurs : tonnes, taux de captage, besoin en énergie

Le captage du CO2 se mesure surtout en tonnes de CO2 par an, par le taux de captage et par le besoin en énergie par tonne captée. Le taux de captage indique la part du CO2 du flux gazeux traité qui est séparée. Une installation avec un taux de captage de 90 % ne supprime donc pas 90 % de toutes les émissions climatiquement actives d'un site. Elle élimine 90 % du CO2 du flux gazeux qui passe réellement par l'installation de captage. Ne sont pas prises en compte les émissions liées à la fourniture de combustible, à l'énergie auxiliaire, à la construction de l'installation, aux fuites et aux flux partiels qui contournent l'installation. Pour l'illustrer : un filtre sur la cheminée principale n'agit pas sur la cheminée secondaire.

Procédés

Il existe plusieurs approches techniques. Dans le captage en post-combustion (Post-Combustion), le CO2 est séparé des gaz de combustion après la combustion, souvent à l'aide de solutions de lavage à base d'amines. Ces solutions fixent le CO2 et le libèrent lorsqu'elles sont chauffées. La chaleur de régénération nécessaire représente une part importante du besoin en énergie. Dans le captage en pré-combustion (Pre-Combustion), le combustible est d'abord converti en un gaz de synthèse composé d'hydrogène et de CO2. Le CO2 est ensuite séparé avant l'utilisation énergétique. Les procédés d'oxycombustion (Oxyfuel) brûlent le combustible avec de l'oxygène quasi pur. Il en résulte un gaz de combustion composé essentiellement de CO2 et de vapeur d'eau. L'oxygène doit toutefois être extrait de l'air, ce qui consomme beaucoup d'énergie. Il existe en outre les membranes, les procédés d'adsorption, la séparation cryogénique et le captage direct dans l'air (Direct Air Capture, DAC). Le choix du procédé dépend de la concentration en CO2, de la pression, de la température, des impuretés, du mode de fonctionnement et de la pureté souhaitée. En principe, plus le CO2 est dilué dans le flux gazeux, plus l'effort par tonne est élevé.

Distinction avec le CCS, le CCU et les émissions négatives

Le captage du CO2 doit être distingué du CCS, du CCU et des émissions négatives. Le CCS (Carbon Capture and Storage) comprend le captage, le transport et le stockage géologique durable. Le CCU (Carbon Capture and Utilisation) désigne l'utilisation du CO2 comme matière première, par exemple pour des produits chimiques, des carburants synthétiques ou des matériaux de construction. Cette utilisation ne soulage le climat que si le CO2 reste fixé à long terme ou remplace de manière fiable du CO2 fossile, et si l'ensemble de la chaîne de procédé génère globalement moins d'émissions. Un carburant synthétique libère le CO2 à nouveau après peu de temps lors de la combustion. Des émissions négatives n'apparaissent que lorsque du CO2 est retiré de l'atmosphère et stocké durablement. Des exemples sont la bioénergie avec captage et stockage du CO2 (BECCS) ou le Direct Air Capture avec stockage géologique (DACCS). Le captage sur une centrale fossile réduit ses émissions par rapport à un fonctionnement sans captage. Il ne retire cependant pas de CO2 de l'atmosphère.

Importance pour le système électrique

Premièrement, le captage du CO2 peut réduire les émissions de centrales fossiles pilotables, dans la mesure où de telles installations continuent d'être utilisées pour couvrir la charge résiduelle. Une centrale à gaz avec captage présente des coûts, des rendements et des exigences d'exploitation différents de ceux d'une centrale sans captage. Le captage nécessite de la chaleur, de l'électricité ou les deux, par exemple pour la régénération du solvant et pour la compression du CO2. Le rendement net diminue de ce fait, et l'installation injecte moins d'électricité dans le réseau, à consommation de combustible égale, qu'une installation comparable sans captage. Dans le bilan électrique, c'est donc la quantité nette restant après la consommation propre qui compte, et non la production brute.

Deuxièmement, le captage du CO2 concerne les procédés industriels à forte intensité énergétique. Pour le clinker de ciment et la chaux, le CO2 provient non seulement de l'utilisation de combustible, mais aussi de la décomposition chimique du calcaire contenu dans la matière. Certains procédés de la chimie de base génèrent aussi de telles émissions de procédé. Celles-ci ne peuvent pas être entièrement évitées par l'électricité renouvelable. Lorsque le CO2 y est capté, de nouveaux besoins en électricité et en chaleur et de nouvelles dépendances de site apparaissent. S'y ajoutent des exigences concernant les conduites de CO2, les compresseurs, les stockages intermédiaires et les sites de stockage. La question passe ainsi de l'usine individuelle à l'infrastructure qui relie de nombreux sites.

Troisièmement, le captage du CO2 peut lui-même devenir un consommateur d'électricité important. Le Direct Air Capture travaille avec de très faibles concentrations : l'air ne contient qu'environ 420 à 430 ppm de CO2, soit à peu près 0,04 %. Selon le MIT, environ 1,8 million de mètres cubes d'air doivent traverser l'installation pour une tonne de CO2. Compression comprise, la plupart des procédés proposés requièrent, en équivalent, au moins environ 1,2 mégawattheure d'électricité par tonne. Pour les projets en cours, l'AIE avance des coûts estimés de 500 à 1 900 dollars US par tonne. Si de telles installations sont exploitées à grande échelle, leurs besoins en électricité et en chaleur ainsi que leur mode de fonctionnement doivent être pris en compte dans la planification de la production et des réseaux. Une installation exploitée de manière flexible peut mieux s'adapter aux périodes de forte injection d'énergies renouvelables. Une installation ayant un besoin continu en chaleur ou en procédé se comporte en revanche plutôt comme une charge industrielle constante.

Idées reçues fréquentes

Le CO2 capté n'est pas équivalent à des émissions évitées. Entre les deux se trouve l'ensemble de la chaîne de procédé. Pour l'effet sur le climat, ce qui compte est la quantité de CO2 qui aurait été émise sans la mesure et celle qui est effectivement captée. Comptent de même les émissions supplémentaires dues à l'énergie consommée, la sécurité du transport et du stockage, et la durée pendant laquelle le CO2 reste fixé. Pour les combustibles fossiles, un taux de captage élevé à la cheminée peut être en partie dévalorisé, par exemple par les émissions de méthane dans la chaîne d'approvisionnement en gaz ou par le besoin supplémentaire en combustible. Pour les procédés biogéniques, le bilan dépend en outre de l'origine de la biomasse et de la qualité du stockage.

De même, le captage du CO2 n'est pas une alternative générale au développement des énergies renouvelables, à l'électrification directe ou à une plus grande efficacité. Là où des usages de l'électricité et de la chaleur peuvent être remplacés efficacement par de l'électricité renouvelable, des pompes à chaleur ou des procédés électriques, le captage est souvent plus coûteux et plus gourmand en énergie que le basculement direct. Le cas est différent pour les émissions de procédé inévitables et pour les émissions résiduelles qui subsistent après des mesures de réduction techniquement et économiquement pertinentes. Dans ces cas, le captage peut assumer une tâche que la seule électrification ne peut pas remplir.

Évaluation économique et infrastructure

L'évaluation économique dépend fortement des limites du système. Les coûts par tonne de CO2 captée ne se rapportent souvent qu'à l'installation sur le site. Pour une évaluation fiable, la compression, le transport, l'accès au stockage, la surveillance, la responsabilité, l'approvisionnement en énergie, les risques de défaillance et les autorisations doivent aussi être pris en compte. Si le site de stockage approprié le plus proche se trouve à des centaines de kilomètres, une entreprise ne peut pas juger le captage uniquement d'après les coûts de l'absorbeur et du solvant. Les réseaux de CO2 peuvent créer des économies d'échelle, mais soulèvent des questions de coordination : qui construit les conduites ? Qui garantit l'accès au stockage ? Qui supporte le risque d'un faible taux d'utilisation ? Selon quelles règles les redevances de transport sont-elles fixées ?

Cadre juridique dans l'UE et en Allemagne (état : novembre 2026)

Dans le système d'échange de quotas d'émission de l'UE, l'article 12, paragraphe 3 bis, de la directive 2003/87/CE dispose ce qui suit : aucun quota ne doit être restitué pour les émissions qui, après vérification, sont considérées comme captées et acheminées vers un site de stockage autorisé en vertu de la directive CCS 2009/31/CE. Selon le paragraphe 3 ter, cela vaut aussi pour le CO2 fixé chimiquement de manière permanente dans un produit. Cette fixation doit être suffisamment stable pour que le CO2 ne parvienne dans l'atmosphère ni lors d'une utilisation normale ni lors de l'élimination. Le CO2 transformé, par exemple, en carburants n'est donc pas automatiquement couvert par l'exemption. Selon la directive, les projets de captage et d'utilisation doivent entraîner une réduction nette des émissions.

En Allemagne, la réforme de la loi sur le stockage du dioxyde de carbone est entrée en vigueur le 28 novembre 2025. Depuis, la loi s'intitule Kohlendioxid-Speicherung-und-Transport-Gesetz (KSpTG, loi sur le stockage et le transport du dioxyde de carbone). Elle autorise pour la première fois le stockage commercial, auparavant limité aux projets de recherche et de démonstration, et règle aussi le transport du CO2 par conduite. Le stockage est en principe autorisé en mer (offshore), dans la zone économique exclusive et sur le plateau continental. Les aires marines protégées sont exclues. À terre, le stockage reste interdit à l'échelle fédérale, sauf pour la recherche. Les Länder peuvent toutefois l'autoriser sur leur territoire par une clause d'opt-in. Le CO2 issu de la production d'électricité à partir du charbon est de fait exclu de l'accès aux conduites et aux sites de stockage de CO2. Les centrales à gaz, en revanche, ne sont pas exclues. Ce point a été controversé lors de l'audition au Bundestag.

Par ailleurs, le captage du CO2 touche d'autres domaines juridiques. En droit de l'énergie, il s'agit de l'approvisionnement en électricité, des redevances de réseau et du classement des charges flexibles. La politique industrielle devient pertinente lorsque des contrats de protection du climat, des programmes de soutien ou des décisions publiques d'infrastructure déterminent quels secteurs obtiennent l'accès au transport et au stockage du CO2. La faisabilité technique à elle seule ne rend donc pas encore une installation commercialisable.

Sécurité d'approvisionnement et comportement en exploitation

Une centrale avec captage du CO2 peut fournir une puissance pilotable si le combustible, l'installation de captage et la filière de stockage sont disponibles. Le captage peut cependant modifier la dynamique de l'installation. Les circuits de solvant, l'intégration de la chaleur et la compression du CO2 ne réagissent pas à volonté rapidement aux variations de charge. Lors des démarrages et des arrêts, le taux de captage effectif peut temporairement baisser. Si une telle installation est fréquemment démarrée, le rendement, les besoins de maintenance et les coûts changent. Pour les mécanismes de capacité, les concepts de réserve ou l'évaluation de la flexibilité, l'indication de la puissance installée ne suffit donc pas. Comptent en outre le comportement en rampe, les temps de démarrage et la disponibilité de la reprise du CO2.

Conclusion

Le captage du CO2 rend les émissions résiduelles techniquement adressables, mais pas automatiquement inoffensives. Il exige de l'énergie, des infrastructures, des règles et une responsabilité à long terme. Le terme ne décrit pas une mesure de protection du climat toute faite, mais un processus de séparation au sein d'une chaîne plus longue. Le rôle que le captage peut raisonnablement assumer dans le système électrique et dans l'industrie ne peut être évalué qu'en considérant ensemble plusieurs facteurs : l'origine du CO2, le taux de captage, le besoin supplémentaire en énergie, le transport, l'utilisation ou le stockage et le contrôle institutionnel.

Sources

Richtlinie 2003/87/EG über ein System für den Handel mit Treibhausgasemissionszertifikaten (konsolidierte Fassung) — Europäische Union / EUR-Lex; 2024-03-01 (Konsolidierungsstand). Artikel 12 Absätze 3a und 3b
Weg frei für die Speicherung von Kohlendioxid — Presse- und Informationsamt der Bundesregierung; unbekannt (Ende November 2025). Abschnitte „In Kraft getreten“ und „Rechtsrahmen ausgeweitet“
Experten gegen CO2-Speicherung für Gaskraftwerke — Deutscher Bundestag; 2025-10-13. Anhörung des Ausschusses für Wirtschaft und Energie zu Drucksache 21/1494
Driving down the cost of carbon removal: Why innovation matters — International Energy Agency (IEA); unbekannt (ca. Ende 2025). Abschnitt „Further support is needed to step down the cost curve“
Technologies to remove carbon dioxide from the air: A reality check — MIT Energy Initiative; unbekannt. Abschnitte zu Challenge 1 und 2 (Luftvolumen, Energiebedarf)

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Edited by eCMS on 11.11.2026 17:36