Qu’est-ce que le captage de carbone et comment aide-t-il à lutter contre le changement climatique?

Photo avec l'autorisation de Carbon Management Canada

La méthode du captage, de l’utilisation et du stockage du carbone (CUSC) pourrait aider les pays du monde entier à lutter contre les changements climatiques. Comme son nom l’indique, le CUSC est une technologie qui capte le CO₂ des émetteurs industriels dans les secteurs comme ceux du pétrole et du gaz, du ciment, des engrais, de l’acier et de la production d’électricité avant qu’il ne soit rejeté dans l’air. Ensuite, le CO₂ est stocké profondément sous terre ou utilisé à d’autres fins, comme dans des procédés industriels ou pour la fabrication du ciment ou d’autres produits de consommation.

Selon Don Lawton, vice-président responsable de la recherche et de l’exploitation à Carbon Management Canada (CMC), le CUSC est une technologie clé qui permettra au Canada d’atteindre ses objectifs de réduction des émissions et de favoriser la décarbonation des secteurs à fortes émissions.

La gestion du carbone est un outil important pour lutter contre le changement climatique et soutenir la décarbonation, selon Ressources naturelles Canada.

Carbon Management Canada est un organisme à but non lucratif qui s’efforce de créer et de mettre en œuvre des solutions de réduction des émissions et de soutenir les programmes de carboneutralité au Canada. La Banque Scotia s’est associée à l’organisme dans le cadre de l’initiative carbonNEXT, qui accorde du financement pour le développement et l’expansion des technologies et projets axés sur le CUSC au Canada. 

Qu’est-ce que le captage, l’utilisation et le stockage du carbone?   

Les technologies de CUSC visent à éliminer ou à réduire les émissions de CO₂ en captant celles provenant de sources très polluantes, comme les aciéries. Dans certains cas, le CO₂ est utilisé sur place pour des procédés industriels ou la fabrication de produits à valeur ajoutée. Par exemple, le dioxyde de carbone capté peut servir dans la fabrication du béton, ce qui diminue la quantité d’eau et d’énergie nécessaire au procédé de durcissement. Il peut également être utilisé pour fabriquer des produits chimiques, comme l’ammoniac contenu dans les engrais, ou de la fibre de carbone pour des usages industriels. 

Si l’utilisation du CO₂ n’est pas possible sur place, on peut le comprimer sous forme liquide, puis l’acheminer par pipeline, camion ou bateau à un endroit où il pourra être utilisé ou stocké plus d’un kilomètre sous terre dans des roches poreuses gorgées d’eau salée.  

«Le bassin sédimentaire de l’Ouest canadien a le potentiel de stocker plusieurs gigatonnes de CO₂», affirme M. Lawton.

Foresight Canada estime que 2 000 à 10 000 millions de tonnes métriques de CO₂ devront être captées chaque année pour atteindre la carboneutralité à l’échelle mondiale. Or, selon un rapport sur le captage du carbone, publié récemment par John McNally, économiste à la Banque Scotia, les technologies de CUSC requises sont coûteuses, ce qui pourrait rendre cet objectif irréalisable.

Comment le carbone est-il capturé?

À l’heure actuelle, il y a trois principaux moyens de capter le carbone à la source : la précombustion, la postcombustion et l’oxycombustion. 

La technologie de précombustion permet de capter le CO₂ des combustibles fossiles avant qu’ils ne soient brûlés. C’est une méthode efficace pour réduire les émissions liées à la production d’énergie et aux procédés industriels. Grâce à divers procédés chimiques, le dioxyde de carbone est capté plus facilement pour son stockage ou son utilisation.

La précombustion, lorsqu’elle est possible, se révèle également plus écoénergétique à la tonne, puisqu’elle permet de capter le CO₂ alors qu’il est pratiquement pur, tandis qu’à la postcombustion, il se dilue dans d’autres gaz, ce qui nécessite des processus de séparation et de purification coûteux. La précombustion est propice à la production de gaz de synthèse, un mélange principalement composé d’hydrogène et de monoxyde de carbone, qui peut être utilisé pour fabriquer des combustibles propres (p. ex. de l’hydrogène pour les piles à combustible) et des produits chimiques utiles. 

La postcombustion consiste à capter les émissions de dioxyde de carbone provenant des gaz d’échappement des procédés industriels ou des centrales électriques. Les gaz de combustion, qui se composent de plusieurs gaz, doivent être séparés afin d’isoler le CO₂ avant d’entamer le processus de captage. 

Au Canada, la méthode de la postcombustion est utilisée à la centrale Boundary Dam, qui a démarré ses activités en 2014, en Saskatchewan.

Une autre méthode est l’élimination du gaz carbonique. Elle consiste à capter le CO₂ directement dans l’atmosphère, indépendamment de la source d’émission.

Comment le dioxyde de carbone est-il stocké une fois capturé?

Le dioxyde de carbone peut être stocké de différentes manières, notamment dans l’eau de mer et dans le sol. L’une des méthodes de stockage du dioxyde de carbone, appelée stockage géologique, consiste à l’injecter dans des formations géologiques souterraines d’une profondeur de plus d’un kilomètre. Les types de réservoirs de stockage les plus courants sont les aquifères d’eau salée et les gisements de pétrole et de gaz épuisés.

Le dioxyde de carbone est injecté dans ces formations par l’entremise d’un puits ou d’un réseau de puits et reste piégé sous une roche couverture imperméable, qui agit comme un scellant. 

Quels sont les inconvénients ou les obstacles liés au CUSC? 

Le captage du CO₂ est coûteux et les acteurs de l’industrie devront être incités à l’entreprendre à grande échelle. «D’importants projets de recherche sont en cours afin de réduire le coût du captage à la source et du captage dans l’air», selon M. Lawton qui ajoute qu’il est important d’établir des pratiques de mesure, de suivi et de vérification afin d’assurer un stockage permanent et sécuritaire.

Dans son rapport «Net Zero by 2050», l’Agence internationale de l’énergie (AIE) prévoit que des investissements de 160 milliards de dollars américains seront nécessaires pour la technologie de CUSC d’ici 2030. Selon l’AIE, le nombre de projets de technologies de grande envergure qui ont été annoncés a considérablement augmenté ces dernières années. Si tous les projets en cours se concrétisent, la capacité de captage du dioxyde de carbone sera multipliée par plus de huit, ce qui équivaut à près de 400 millions de tonnes métriques par an en 2030. Certaines études ont semé le doute quant à l’efficacité du captage du carbone pour la décarbonation. Toutefois, la technologie continue d’évoluer et les spécialistes examinent la possibilité d’utiliser le CO₂ capturé de multiples façons.

 «Le CUSC n’est pas la solution miracle qui permettra à elle seule de réaliser les objectifs de réduction des émissions, affirme M. Lawton. C’est l’une des nombreuses technologies requises pour atteindre la carboneutralité en 2050, mais elle pourra être mise en œuvre à grande échelle d’ici 2030.»

En 2021, Carbon Management Canada et le Foresight Cleantech Accelerator Centre ont uni leurs forces pour créer carbonNEXT, un centre de commercialisation des technologies du carbone visant à accélérer l’expansion et l’adoption des technologies du carbone des entreprises canadiennes spécialisées. La Banque Scotia est un commanditaire fondateur de carbonNEXT.

«Le captage du carbone est la partie la plus coûteuse, et il est important d’appuyer les recherches sur les nouvelles technologies de captage», déclare M. Lawton.

Le Canada a-t-il réalisé des progrès en matière de CUSC?

Le captage du carbone joue un rôle clé dans la stratégie de gestion du carbone du Canada. Cette dernière vise à réduire les émissions de 40 à 45 % en deçà des niveaux de 2005 d’ici 2030. 

Pour mettre les choses en perspective, les émissions de CO₂ du Canada en 2022 s’élevaient à 551 mégatonnes, soit environ 78 % de la totalité des émissions de gaz à effet de serre au pays.

Selon les données de l’AIE, huit projets de CUSC opérationnels d’envergure se déroulent au Canada.

M. Lawton estime que le Canada est un chef de file mondial dans la mise en œuvre de projets de CUSC d’envergure commerciale, mais d’autres recherches doivent être menées pour que le pays atteigne ses objectifs.