Les projets de captage de carbone à grande échelle sont de plus en plus essentiels dans les efforts mondiaux visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre, qui visent à capter le dioxyde de carbone (CO[2) et à empêcher les sources industrielles et les centrales électriques de pénétrer dans l'atmosphère. Bien qu'ils présentent des avantages environnementaux importants, ils présentent également une gamme de défis et de possibilités économiques.

Le coût élevé de la capture du carbone

Pour une centrale électrique au charbon typique, le coût de l'électricité peut augmenter de 50 à 80 % lorsque le captage du carbone est ajouté. Pour les centrales au gaz naturel, l'augmentation est souvent de 30 à 50 %. Ces coûts varient selon la technologie – postcombustion, précombustion et capture d'oxygène-carburant chacun ont des profils d'investissement et d'exploitation différents. Selon l'Agence internationale de l'énergie, les coûts de captage pour les procédés industriels comme la production de ciment peuvent varier de 60 à 120 $ la tonne de CO2, tandis que pour les centrales électriques, la gamme est de 40 à 90 $ la tonne.

Dépenses d'immobilisations (CapEx) et infrastructures

Un seul projet de 1 MtCO[2/année peut coûter 300 à 500 millions de dollars pour la construction, sans compter le réseau de pipelines et les puits de stockage. Par exemple, le projet Petra Nova au Texas, un système de captage post-combustion sur une unité de charbon, a exigé plus d'un milliard de dollars d'investissement total. Ce CapEx est souvent difficile à financer sans l'appui du gouvernement ou des accords de retrait à long terme. De plus, l'infrastructure pour le transport du CO2 par pipelines est encore peu abondante dans de nombreuses régions, nécessitant des investissements parallèles qui peuvent ajouter 20 à 30 % au total des coûts du projet.

Dépenses de fonctionnement (OpEx) et pénalité énergétique

Cette pénalité énergétique – souvent de 20 à 30 % de la production d'une usine – signifie que les exploitants doivent accepter une réduction de la production nette d'énergie ou acheter de l'énergie supplémentaire, ce qui érode la rentabilité. Le résultat est des coûts d'exploitation plus élevés par tonne de CO2 capturés. Pour de nombreuses installations industrielles, le coût marginal de la capture est le facteur dominant pour décider s'il faut procéder.

Risque technologique et courbes d'apprentissage

Bien que les technologies de captage du carbone aient été démontrées depuis des décennies, elles n'ont pas encore atteint la maturité de la production d'énergie conventionnelle ou du traitement chimique. Les projets de premier plan (FOAK) font inévitablement face à des dépassements de coûts et à des incertitudes de performance. Le projet de captage et de stockage du carbone Gorgon en Australie, par exemple, a connu des revers techniques importants et des augmentations de coûts, soulignant les risques de déploiement de nouveaux systèmes à l'échelle.

Dépendance des politiques et incertitude du marché

La viabilité économique des projets de captage du carbone dépend fortement des politiques gouvernementales et des mécanismes de tarification du carbone.Sans un fort signal de prix ou un mandat réglementaire, le coût d'émission de CO[2[ reste beaucoup plus bas que le coût de la capture. Aux États-Unis, le crédit d'impôt 45Q prévoit jusqu'à 85 $ la tonne pour le CO[2 stocké dans des formations géologiques dédiées, et 60 $ la tonne pour la récupération accrue du pétrole (EOR).

Écarts de tarification du carbone

Dans un rapport récent de la Banque mondiale, la question de la réduction des émissions de carbone ne se pose que dans 23 % des cas, et le prix moyen est bien inférieur à 40 dollars la tonne. Pour que le captage du carbone soit économiquement autonome sans subventions, les prix du carbone devraient atteindre 100 à 150 dollars la tonne dans la plupart des secteurs. Cet écart crée un problème classique de poulet et d'œuf : les projets ne peuvent pas s'étendre sans un soutien politique, mais les décideurs sont réticents à augmenter les prix du carbone sans solutions de réduction éprouvées et évolutives.

Barrières réglementaires et permises

Au-delà des coûts directs, les processus réglementaires et de délivrance des permis ajoutent des niveaux d'incertitude. Le transport du CO[2[ par pipelines exige des emprises, des évaluations environnementales et une acceptation publique.Les sites de stockage doivent être soigneusement caractérisés et surveillés pendant des décennies.Dans de nombreux pays, la responsabilité à long terme pour le CO2 demeure non résolue, ce qui décourage les investissements privés.

Perspectives économiques: flux de revenus et création d'emplois

Malgré les défis considérables, le captage à grande échelle du carbone offre des possibilités économiques considérables, qui vont au-delà des avantages climatiques pour inclure les revenus directs, la transformation industrielle et les gains en emplois.

Revenus provenant du CO2 Utilisation

Le CO2 capté peut être vendu comme produit de base pour diverses utilisations industrielles. La récupération du pétrole (ROE) demeure le plus grand marché, où le CO[2 est injecté dans des réservoirs pétroliers vieillissants pour accroître l'extraction. Bien que cette utilisation soit critiquée pour permettre la production de combustibles fossiles, elle fournit un flux de revenus à court terme qui aide à compenser les coûts de captage.

Crédits et offsets carbone

Les marchés volontaires du carbone acceptent de plus en plus les crédits provenant de projets de captage et de stockage du carbone (SCC). Les réductions d'émissions vérifiées peuvent être vendues à des entreprises qui cherchent à atteindre des objectifs nets de zéro. Les prix du marché volontaire sont passés de quelques dollars par tonne à 10 à 20 dollars par tonne pour les compensations fondées sur la nature, mais les absorptions artificielles (y compris le captage direct de l'air et le CSC) commandent des prix plus élevés, souvent de 100 à 200 dollars par tonne.

Permettre aux industries dures à réduire

Pour ces industries, le captage du carbone est souvent le seul moyen viable de décarboniser profondément sans fermer les activités. L'opportunité économique réside dans la préservation des emplois et de la production industrielle tout en passant à une production à faible teneur en carbone. Par exemple, l'industrie du ciment, responsable d'environ 7 % des émissions mondiales de CO[2, peut capter les émissions de procédés au coût de 60 à 100 $ la tonne.

Création d'emplois et multiplicateurs économiques

Selon une étude du Department of Energy des États-Unis, une installation de CSC typique génère environ 1 200 emplois de construction et 100 emplois permanents par MtCO2/capacité annuelle. Les emplois indirects dans les chaînes d'approvisionnement et les services ajoutent à l'impact économique.

Mécanismes de financement et atténuation des risques

Les incitations gouvernementales demeurent le principal moteur. Aux États-Unis, la loi sur la réduction de l'inflation (IRA) a renforcé le crédit d'impôt 45Q, le rendant disponible pendant 12 ans et permettant le paiement direct d'entités exonérées d'impôt. Cela a permis de débloquer des investissements dans des dizaines de nouveaux projets de capture. De même, le Fonds d'innovation de l'Union européenne offre des subventions et un soutien aux enchères pour des projets de démonstration à grande échelle de la CCS et de l'UCC, couvrant souvent jusqu'à 60 % des coûts d'investissement.

Partenariats public-privé

De nombreux projets de captage de carbone à grande échelle les plus fructueux ont été réalisés par le biais de partenariats public-privé (PPP).Le projet Northern Lights en Norvège, une coentreprise entre Equinor, Shell et TotalEnergies, a reçu un financement public substantiel et est en train de construire un réseau de transport et de stockage CO[2 à accès ouvert.

Obligations vertes et financement de projets

En 2023, la première obligation dédiée à la CSC a été émise par un promoteur de projet, ce qui a permis de réunir 300 millions de dollars pour un centre de capture et de stockage basé en Louisiane. À mesure que la catégorie d'actifs arrive à maturité, le coût du capital et des ténors plus longs amélioreront l'économie des projets.

Études de cas : leçons tirées des projets existants

L'examen de projets concrets révèle à la fois les possibilités et les pièges de l'économie de capture de carbone à grande échelle.

Petra Nova (Texas, États-Unis)

Le projet Petra Nova a permis de capter environ 1,6 MtCO2 par année à partir d'une unité d'énergie alimentée au charbon, en utilisant le CO[2 capturé pour l'EOR. C'était la plus grande installation de captage après la combustion du charbon au monde lorsqu'elle était opérationnelle (2017-2020). Le projet a bénéficié d'une subvention de 190 millions de dollars de la DOE et d'un contrat à long terme de la DOE.

Lumières septentrionales (Norvège)

Northern Lights développe une infrastructure de transport et de stockage en mer du Nord qui est financée par 80 % des fonds publics et des contrats à prix fixe avec les émetteurs industriels. Son modèle économique est fondé sur l'offre de stockage en tant que service, avec des frais qui reflètent le coût de l'injection et de la surveillance. Le projet représente un point de repère pour les prix de stockage à long terme – actuellement estimés à 30 $ à 50 $ la tonne de CO2 stocké. L'approche permet de désincarner les investissements pour les utilisateurs industriels en fournissant un puits clair et garanti par contrat.

Gorgon (Australie)

Le projet Gorgon GNL comprend le plus grand système d'injection de CO[2 au monde, conçu pour stocker jusqu'à 4 MtCO[2[ par an. Cependant, le projet a souffert de défaillances techniques répétées et de taux d'injection bien en deçà de la cible. L'impact économique comprend des milliards de crédits d'impôt sur le carbone perdus et de pénalités réglementaires. Gorgon démontre l'importance d'une caractérisation et d'une surveillance robustes du site, ainsi que le risque que la sous-performance puisse éroder l'analyse de rentabilisation.

Perspectives d'avenir: Les voies de la viabilité économique

L'avenir de l'économie de capture de carbone à grande échelle dépend de trois voies intégrées : la réduction des coûts technologiques, le renforcement des politiques et l'expansion du marché.

Trajectoires technologiques et de réduction des coûts

Les technologies de capture de la prochaine génération, comme les solvants avancés, les systèmes à membrane et la capture électrochimique, permettent de réduire les pénalités énergétiques et les coûts en capital de 30 à 50 % par rapport aux méthodes actuelles.L'AIE estime que si le déploiement accélère à 1 GtCO[2/an d'ici 2030 (par rapport à 40 Mt aujourd'hui), les courbes d'apprentissage pourraient pousser les coûts de capture à moins de 30 $ la tonne dans certaines applications.

Recommandations de politique générale

Pour réaliser ces réductions de coûts, les gouvernements doivent fournir des signaux stratégiques cohérents et à long terme, notamment en augmentant les prix du carbone, en mettant en oeuvre des approches fondées sur le mandat (p. ex., des normes d'électricité propre qui exigent le CSC pour certaines émissions) et en renforçant les crédits d'impôt comme 45Q. Pour l'entreposage, les gouvernements devraient clarifier les cadres de responsabilité à long terme et les permis de mise en oeuvre rapide pour les puits de catégorie VI.

Expansion et intégration des marchés

Enfin, l'économie du captage du carbone s'améliorera à mesure que les marchés des produits à faible teneur en carbone se développeront. L'acier vert, le ciment à faible teneur en carbone et les carburants électroniques synthétiques peuvent être à la source de prix élevés de la part des clients engagés dans la durabilité.

En conclusion, les grands projets de captage du carbone sont confrontés à des obstacles économiques considérables, notamment des coûts initiaux élevés, une dépendance politique et des risques technologiques. Pourtant, les possibilités - allant de la création d'emplois et de la préservation industrielle aux marchés lucratifs du carbone et aux voies d'utilisation - sont tout aussi importantes.