Captage et utilisation du carbone, CCU · Glossaire

Définition

Le captage et l'utilisation du carbone (Carbon Capture and Utilization, CCU en abrégé) désignent le captage du dioxyde de carbone et son utilisation ultérieure comme matière première ou auxiliaire. Le CO₂ capté n'est alors pas immédiatement rejeté dans l'atmosphère, mais injecté dans un procédé technique ou industriel. Parmi les exemples figurent les produits chimiques de base, les matières plastiques, les carburants synthétiques, les matériaux de construction minéraux, les boissons, les serres ainsi que les applications de refroidissement et d'extinction d'incendie. Le droit de l'UE décrit l'utilisation comme un procédé technique dans lequel le CO₂ capté sert de matière de départ pour la fabrication de produits.

La notion recouvre deux étapes qui doivent être évaluées séparément. La première étape est le captage du CO₂. Il peut avoir lieu sur des sources ponctuelles, par exemple dans les cimenteries et les usines à chaux, les usines d'incinération des déchets, les installations chimiques ou les centrales électriques. Le CO₂ peut aussi être capté directement dans l'air ambiant ; on parle alors de Direct Air Capture. La seconde étape est l'utilisation, dont l'effet varie très fortement. Dans un carburant synthétique, le carbone est de nouveau libéré après peu de temps lors de la combustion. Dans les carbonates minéraux, en revanche, il peut rester lié pendant des siècles. La CCU n'est donc pas un mécanisme de protection du climat uniforme, mais un terme générique recouvrant des voies très différentes que le carbone peut emprunter.

Utilisation actuelle : ordres de grandeur

Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), environ 230 millions de tonnes de CO₂ sont utilisées chaque année dans le monde. La plus grande part revient à la fabrication d'urée pour les engrais, avec environ 130 millions de tonnes. Vient ensuite la production de pétrole avec injection de CO₂, en anglais Enhanced Oil Recovery, avec environ 70 à 80 millions de tonnes. Ces deux exemples montrent que l'utilisation ne signifie pas automatiquement protection du climat. Le carbone contenu dans l'urée est de nouveau libéré après épandage sur le champ. Dans la production de pétrole, le CO₂ sert à extraire du pétrole fossile supplémentaire. Les filières d'utilisation plus récentes, comme les carburants synthétiques, les produits chimiques et les granulats pour matériaux de construction, restent pour l'instant modestes en comparaison.

Distinction avec le CCS et le CCUS

La CCU est le plus souvent confondue avec le CCS. Dans le CCS (Carbon Capture and Storage), le CO₂ est capté puis stocké de façon permanente dans des formations géologiques. Le bénéfice climatique résulte alors d'un confinement à long terme, pour autant que le captage, le transport et le stockage fonctionnent de manière fiable. Dans la CCU, en revanche, le CO₂ est utilisé. La question de savoir si les émissions diminuent ainsi durablement dépend du produit et de l'ensemble de la chaîne de procédé. Le terme générique CCUS regroupe utilisation et stockage et peut masquer cette différence. Si le carbone est libéré de nouveau après des jours, des mois ou quelques années, l'utilisation n'est pas un stockage. Une tonne de CO₂ utilisée temporairement ne contribue donc pas de la même manière qu'une tonne stockée de façon permanente aux objectifs climatiques, aux programmes de soutien et aux bilans d'émissions.

Cadre juridique dans l'UE : échange de quotas d'émission

Dans le système d'échange de quotas d'émission de l'UE, l'article 12, paragraphe 3 ter, de la directive 2003/87/CE sur l'échange de quotas d'émission, dans sa version de 2023, régit le traitement du CO₂ utilisé. Selon cette disposition, aucun quota ne doit être restitué pour le CO₂ capté lorsqu'il est lié chimiquement de façon permanente dans un produit. Le CO₂ ne doit pas parvenir dans l'atmosphère lors d'un usage normal, y compris par les processus habituels après la fin de la durée de vie du produit. Le règlement délégué (UE) 2024/2620 du 30 juillet 2024 fixe les critères. Il a été publié le 4 octobre 2024 et est en vigueur depuis le 24 octobre 2024. Le CO₂ doit être lié de manière mesurable par un processus d'utilisation actif et contrôlé et rester lié pendant au moins plusieurs siècles. La liste positive en annexe comprend actuellement surtout les carbonates minéraux dans les produits de construction, par exemple dans le ciment, la chaux, les liants hydrauliques ou les briques. Si un produit peut de nouveau libérer du CO₂ en fin de vie, par exemple par incinération des déchets, il n'est pas considéré comme une fixation permanente.

Pour les produits à courte durée de vie, tels que les carburants ou de nombreuses matières plastiques, cette exception ne s'applique donc pas. Chez l'émetteur, la libération n'est pas simplement comptabilisée comme évitée du seul fait que le CO₂ a d'abord été transmis. Des dispositions propres du règlement sur la surveillance régissent la manière dont les carburants renouvelables et à faible teneur en carbone utilisés sont pris en compte chez les utilisateurs dans le système d'échange de quotas d'émission. Cette articulation vise à empêcher qu'une même tonne soit comptabilisée deux fois : une fois comme émission évitée chez l'entité qui capte, et une seconde fois comme matière première respectueuse du climat chez l'utilisateur.

Cadre juridique dans l'UE : carburants synthétiques

Pour les carburants renouvelables d'origine non biologique (RFNBO), donc aussi pour de nombreux carburants de synthèse (e-fuels), le règlement délégué (UE) 2023/1185 fixe la méthode du bilan des gaz à effet de serre. Le CO₂ incorporé ne peut être déduit comme émission évitée que sous certaines conditions. Sont admis sans limite dans le temps le CO₂ provenant de l'air, le CO₂ biogénique durable et le CO₂ issu de sources géologiques à émission naturelle. Le CO₂ fossile provenant d'installations industrielles n'est admis que si l'installation est soumise à une tarification effective du CO₂, et même alors seulement à titre transitoire. Pour le CO₂ issu de la production d'électricité, la prise en compte s'applique jusqu'en 2035, pour les autres sources industrielles jusqu'en 2040. S'y ajoutent des exigences relatives à l'électricité utilisée, par exemple l'additionnalité ainsi que la corrélation temporelle et géographique. Ces règles valent pour la comptabilisation dans le cadre de l'UE. Elles ne constituent pas un jugement général sur l'effet climatique d'installations individuelles.

Origine du CO₂ et bilan climatique

L'origine du CO₂ est un point central. Le CO₂ issu de sources ponctuelles fossiles reste du carbone fossile. S'il est capté, utilisé puis libéré plus tard, la CCU ne fait que déplacer l'émission dans le temps et souvent dans l'espace. L'avantage tient alors tout au plus au fait que le produit remplace des matières premières fossiles. L'émission de la source n'est pas supprimée pour autant. Le CO₂ issu de biomasse produite de manière durable provient du cycle court du carbone. Le CO₂ provenant de l'air a auparavant été prélevé dans l'atmosphère. Un carburant qui libère du CO₂ lors de la combustion ne peut donc être approximativement neutre pour le climat que si le carbone provient de l'air ou de sources biogéniques durables et si toute l'énergie du procédé est fournie avec de faibles émissions. Des retraits nets de l'atmosphère n'apparaissent qu'avec un stockage permanent, par exemple avec le BECCS ou avec une fixation minérale permanente, et non par une utilisation de courte durée.

La tonne de CO₂ est l'unité de mesure usuelle, mais elle ne suffit pas pour une évaluation. Une tonne captée n'est pas automatiquement une tonne évitée. Il faut tenir compte de l'énergie nécessaire au captage, à l'épuration, à la compression, au transport et à la transformation, de l'origine du CO₂ et de l'électricité, de la durée de vie du produit et du produit qui est remplacé. Une autre question est de savoir si l'utilisation soutient économiquement une source fossile qui serait sinon évitée.

Besoin énergétique et lien avec le système électrique

Le CO₂ est une molécule très stable et pauvre en énergie. Comme la combustion du carbone libère beaucoup d'énergie, sa reconversion en produits riches en énergie tels que les carburants coûte en conséquence beaucoup d'énergie. L'AIE souligne que l'énergie à faible teneur en carbone est déterminante précisément pour les carburants et les produits chimiques intermédiaires, car ces procédés sont très énergivores. Pour les hydrocarbures de synthèse, le CO₂ est combiné à de l'hydrogène, le plus souvent produit par électrolyse. La CCU est donc étroitement liée au Power-to-X et au développement de la production d'électricité renouvelable. La valeur du CO₂ comme matière première n'apparaît qu'avec l'hydrogène, l'électricité, la chaleur, les catalyseurs et la technique des installations. Les coûts sont donc déterminés surtout par le prix de l'électricité, le taux d'utilisation des installations, les heures de pleine charge de l'électrolyse, le transport et la réglementation, à peine par le CO₂ lui-même. Pour les applications minérales s'ajoutent les flux de matières, les normes et les agréments de construction.

Pour le système électrique, la CCU signifie une demande supplémentaire. Les électrolyseurs, les installations de synthèse et le captage du CO₂ peuvent être des consommateurs flexibles s'ils réagissent aux prix, aux congestions du réseau et à l'offre d'électricité éolienne et solaire. Ils peuvent toutefois aussi constituer une charge de base permanente qui sollicite les réseaux et nécessite une puissance garantie supplémentaire. La question de savoir si la CCU soutient l'intégration des énergies renouvelables dépend du site, du mode d'exploitation, du raccordement au réseau, de la possibilité de stocker les produits intermédiaires et de la conception du marché.

Efficacité et domaines d'application pertinents

L'électrification directe est, dans de nombreuses applications, énergétiquement plus avantageuse que le détour par l'hydrogène et les hydrocarbures de synthèse. Une voiture électrique utilise l'électricité nettement plus efficacement qu'un véhicule fonctionnant avec un carburant synthétique. Une pompe à chaleur tire de plusieurs kilowattheures de chaleur d'un kilowattheure d'électricité, tandis que les combustibles synthétiques entraînent de fortes pertes de conversion. Les carburants issus de la CCU sont donc surtout discutés là où l'électrification directe est difficile : dans le transport aérien international, dans une partie du transport maritime et dans la chimie, qui a toujours besoin de molécules contenant du carbone.

Une distinction est également nécessaire pour les émissions industrielles inévitables. Dans la fabrication du ciment, du CO₂ lié au procédé est produit lorsque le calcaire est transformé chimiquement. Si ce CO₂ aboutit dans des produits à courte durée de vie, il n'est pas neutralisé de façon permanente. En cas de fixation minérale permanente, il est en revanche aussi traité différemment sur le plan juridique. La CCU peut faire partie d'une stratégie carbone, mais ne résout le problème de la permanence que dans certaines applications.

Conclusion

La CCU n'est pas un puits de CO₂ automatique, mais l'utilisation industrielle de dioxyde de carbone capté. La notion ne devient pertinente que lorsque cinq points sont explicités : la source du CO₂, l'énergie mobilisée et son origine, la durée de la fixation, le produit remplacé et les règles contre le double comptage. En l'absence de ces informations, on ne peut déduire de manière fiable ni l'effet climatique ni l'intérêt pour le système énergétique.

Sources

Delegierte Verordnung (EU) 2024/2620 der Kommission vom 30. Juli 2024 zur Ergänzung der Richtlinie 2003/87/EG im Hinblick auf die Voraussetzungen dafür, dass Treibhausgase als dauerhaft in einem Produkt chemisch gebunden angesehen werden — Europäische Kommission / EUR-Lex; 2024-07-30. Art. 1–3 und Anhang; Erwägungsgründe; Inkrafttreten 24.10.2024
Revision of the EU emissions trading system (Briefing) — Wissenschaftlicher Dienst des Europäischen Parlaments (EPRS); 2026. Abschnitt zu CCU und dauerhafter Speicherung
Provisions for transport fuels in the European Union's Renewable Energy Directive (RED III) — International Council on Clean Transportation (ICCT); 2023-07. Abschnitt zu RFNBO und CO₂-Bilanzierung
Analysis of the EU, UK, and US Approaches to Regulatory Production Rules for e-fuels — eFuel Alliance; 2025-06-18. Abschnitt EU, Delegierte Verordnung 2023/1185 Art. 10
Carbon capture, utilisation and storage — Internationale Energieagentur (IEA); unbekannt. Abschnitt 'CO2 use can bring important climate benefits, but with caveats'

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Edited by eCMS on 11.11.2026 17:05