Que dit le dernier rapport du GIEC sur le captage du carbone ?
Le piégeage et le stockage du carbone restent au cœur des stratégies d'atténuation du climat dans la contribution du groupe de travail III au RE6.
Les rapports du GIEC ne sont pas faits pour les âmes sensibles. Avec ses 2 913 pages, la dernière salve de l'organisation - la contribution du groupe de travail III (GTIII) au sixième rapport d'évaluation (RE6) - donne à réfléchir. Elle montre clairement qu'il ne faut rien de moins qu'un effort mondial immédiat, massif et coordonné pour repousser les pires effets du changement climatique.
Si l'on fait un zoom arrière pendant une minute, cependant, le rapport est globalement porteur d'espoir. Oui, les émissions ont augmenté au cours de la dernière décennie, et oui, le maintien du réchauffement climatique à 1,5 degré Celsius nécessitera une transformation sans précédent de notre système énergétique. Néanmoins, le rapport WGIII du GIEC précise que l'humanité dispose des outils (à différents stades de commercialisation) pour se décarboniser.
L'une des technologies sur lesquelles le GTIII avait beaucoup à dire était le piégeage et le stockage du carbone (identifié tout au long du rapport comme le CSC), et ses dérivés, le piégeage et le stockage du carbone dans l'air (DACCS) et la bioénergie avec piégeage et stockage du carbone (BECCS). Ces trois technologies font appel à un type de chimie similaire pour "capturer" le dioxyde de carbone, et toutes trois reposent sur les mêmes géologies pour un stockage souterrain permanent. Les technologies DACCS et BECCS sont des sous-ensembles importants de la capture et du stockage du carbone, car elles permettent de réduire les concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère, ce que l'on appelle également l'élimination du dioxyde de carbone (CDR). Le DACCS élimine le dioxyde de carbone existant de l'atmosphère, tandis que le BECCS capte et stocke le dioxyde de carbone libéré par les processus basés sur la biomasse.
Le rapport présente une évaluation équilibrée des possibilités et des défis liés au captage du carbone. Vous trouverez ci-dessous les principales conclusions, accompagnées de citations tirées du résumé à l'intention des décideurs.
Le piégeage et le stockage du carbone (y compris le DACCS et le BECCS) sont au cœur des stratégies d'atténuation du GIEC.
Le GTIII a clairement indiqué que le piégeage et le stockage du carbone constituent une stratégie de décarbonisation essentielle dans la plupart des scénarios d'atténuation. Parmi les 97 scénarios évalués qui permettent de maintenir le réchauffement planétaire à moins de 1,5 °C sans dépassement ou avec un dépassement limité (c'est-à-dire avec un risque réduit de dépasser 1,5 °C à court terme), il existe un large éventail de niveaux de déploiement possibles pour cette technologie, avec une moyenne médiane de 665 gigatonnes (Gt) de dioxyde de carbone piégé et stocké de manière cumulative d'ici à 2100.
Le GTIII identifie également sept voies spécifiques, appelées " Illustrative Mitigation Pathways " (IMP), qui résument et mettent en évidence différentes stratégies de décarbonisation : quatre qui permettent d'atteindre 1,5 °C et trois qui maintiennent les températures " probablement en dessous de 2 °C ". Un seul des sept IMP ne prévoit aucun piégeage du carbone. Toutefois, ce scénario exige que la demande mondiale d'énergie soit presque divisée par deux au cours des 30 prochaines années, ce qui est irréaliste sur le plan sociopolitique étant donné la pauvreté énergétique qui existe dans le monde et le fait que la demande d'énergie doit augmenter à mesure qu'une grande partie du monde s'industrialise et s'urbanise. Même le scénario IMP basé sur une adoption particulièrement élevée des énergies renouvelables nécessite encore de capturer et de stocker plus de 3 Gt de dioxyde de carbone par an d'ici 2050 (figure 3.15 du rapport complet).
Les systèmes BECCS et DACCS jouent un rôle central dans les scénarios d'atténuation du GIEC.
L'élimination du dioxyde de carbone (CDR) par les systèmes BECCS et DACCS est également très présente dans la plupart des scénarios d'atténuation du GIEC, bien que le rôle du système BECCS soit moins important que dans les précédents rapports du GIEC :
"Le déploiement de la CDR pour contrebalancer les émissions résiduelles difficiles à éliminer est inévitable si l'on veut atteindre des émissions nettes de CO2 ou de GES soit atteint. L'ampleur et le calendrier du déploiement dépendront des trajectoires des réductions d'émissions brutes dans les différents secteurs." - Résumé à l'intention des décideurs (SPM), p.47
D'ici à 2100, une moyenne médiane de 334 Gt de dioxyde de carbone issu de la biomasse et provenant du système BECCS est stockée dans les scénarios du GIEC qui permettent d'atteindre 1,5 °C sans dépassement ou avec un dépassement limité. Malgré ces volumes importants, le système BECCS capte en fait moins de dioxyde de carbone dans les voies d'atténuation par rapport aux précédents rapports du GIEC, compte tenu de l'utilisation des terres et d'autres problèmes sociétaux et économiques liés à l'utilisation d'aussi grandes quantités de biomasse (chapitre 7).
Un autre changement notable par rapport aux évaluations précédentes du GIEC est le rôle accru du système DACCS, qui a beaucoup progressé au cours des cinq dernières années pour mériter d'être inclus dans les plans d'atténuation de plusieurs pays. Toutefois, cette technologie doit encore faire l'objet d'une démonstration à grande échelle et reste plus coûteuse et plus énergivore que l'élimination à partir de la biomasse ; elle joue donc un rôle moindre dans la plupart des trajectoires, avec une médiane de 30 Gt capturées dans les trajectoires à 1,5ºC avec dépassement limité et 109 Gt dans celles avec dépassement élevé (chapitre 3).
Le captage et le stockage du carbone sont capables de décarboniser de nombreux processus industriels
Comme indiqué au chapitre 11 du rapport, le piégeage et le stockage du carbone sont essentiels pour décarboniser les émissions industrielles difficiles à réduire, qui nécessitent une chaleur à haute température ou produisent intrinsèquement du dioxyde de carbone. Depuis 2000, les émissions de ce secteur augmentent plus rapidement que tout autre secteur, en raison de la croissance du PIB et de l'intensité matérielle de la société.
"L'utilisation de l'acier, du ciment, des plastiques et d'autres matériaux augmente dans le monde entier, et dans la plupart des régions." - SPM, p. 38
"La progression vers des émissions nettes de GES nulles de la part de l'industrie sera rendue possible par l'adoption de nouveaux processus de production utilisant de l'électricité, de l'hydrogène, des carburants et une gestion du carbone à faible ou sans GES." - SPM, p. 38
À court terme, le captage et le stockage du carbone constituent la seule solution technologique possible pour décarboniser le ciment.
"Jusqu'à ce que de nouvelles chimies soient maîtrisées, la réduction profonde des émissions du processus de fabrication du ciment reposera sur la substitution de matériaux cimentaires déjà commercialisés et sur la disponibilité du CSC." - SPM, p. 38
Les options de décarbonisation du processus de fabrication de l'acier dépendent en grande partie de l'utilisation de méthodes de production basées sur l'hydrogène (en combinaison avec des fours électriques à arc fonctionnant avec de l'électricité sans carbone) ou du recours au piégeage du carbone. De même, pour la production et l'utilisation de produits chimiques, le captage du carbone est une stratégie de décarbonisation essentielle.
"La réduction des émissions provenant de la production et de l'utilisation des produits chimiques devrait reposer sur une approche fondée sur le cycle de vie, comprenant l'augmentation du recyclage des plastiques, le changement de combustible et de matière première, et le carbone provenant de sources biogéniques et, selon la disponibilité, le CCU, le CO2 dans l'air, ainsi que le CSC". - SPM, p. 38
De nombreux scénarios d'atténuation prévoient donc un recours important au piégeage du carbone dans le secteur industriel. Même le PIM basé sur des niveaux élevés d'utilisation des énergies renouvelables et d'électrification des processus (PIM-Ren) nécessite une augmentation rapide pour atteindre près de 2 Gt deCO2 industriel piégé d'ici à 2030, tandis que les voies reposant sur une action plus lente compensée par l'élimination du dioxyde de carbone voient une utilisation extensive du BECCS dans l'industrie (figure 11.12 du rapport complet).
Le piégeage du carbone peut également jouer un rôle essentiel dans les systèmes à énergie nette zéro.
Même si les énergies renouvelables à faible coût, telles que l'énergie éolienne et l'énergie solaire, joueront un rôle croissant dans notre système énergétique, les voies d'atténuation prévoient le déploiement d'un large éventail de technologies de production d'électricité, y compris le piégeage du carbone (chapitre 6). Plus précisément, le rapport indique que l'utilisation de combustibles fossiles avec piégeage du carbone est l'une des nombreuses options permettant de réduire le coût total de la décarbonisation dans les systèmes énergétiques où les énergies renouvelables fournissent la majeure partie de l'énergie utilisée. Le piégeage du carbone peut également permettre la production à faible émission de carburants à zéro émission de carbone qui sera nécessaire pour décarboniser des secteurs tels que l'industrie, les transports et les bâtiments.
" Net-zero CO2 impliquent : une réduction substantielle de l'utilisation globale des combustibles fossiles, une utilisation minimale des combustibles fossiles non exploités et l'utilisation du CSC dans le système fossile restant ; des systèmes électriques qui n'émettent aucune émission nette de CO2l'électrification généralisée du système énergétique, y compris des utilisations finales ; des vecteurs énergétiques tels que les biocarburants durables, l'hydrogène à faibles émissions et les dérivés dans les applications qui se prêtent moins à l'électrification ; la conservation et l'efficacité énergétiques ; et une plus grande intégration physique, institutionnelle et opérationnelle dans tout le système énergétique." - SPM, p.36
La capture du carbone peut réduire efficacement l'utilisation des combustibles fossiles.
Le chapitre 6 de la WGIII indique clairement que nous devons soit transformer les installations de combustibles fossiles existantes, soit les mettre hors service. Nous ne pouvons pas autoriser de nouvelles formes d'émissions sans relâche, et le piégeage du carbone est l'une des technologies les plus appropriées à cet effet. Une moyenne de 196 Gt de dioxyde de carbone fossile est capturée et stockée de manière cumulative dans les scénarios à faible dépassement de 1,5°C. L'utilisation du piégeage du carbone dans le système fossile restant est considérée comme un élément clé d'un système énergétique net zéro.
"Toutes les trajectoires modélisées à l'échelle mondiale qui limitent le réchauffement à 1,5 °C (>50 %) sans dépassement ou avec un dépassement limité, et celles qui limitent le réchauffement à 2 °C (>67 %) impliquent des réductions rapides et profondes, et dans la plupart des cas immédiates, des émissions de GES dans tous les secteurs. Les stratégies d'atténuation modélisées permettant d'obtenir ces réductions comprennent le passage des combustibles fossiles sans CSC à des sources d'énergie à très faible teneur en carbone ou à teneur nulle en carbone, comme les énergies renouvelables ou les combustibles fossiles avec CSC, des mesures axées sur la demande et l'amélioration de l'efficacité, la réduction des émissions de gaz autres que le CO2 et le déploiement de méthodes d'élimination du dioxyde de carbone (CDR) pour contrebalancer les émissions résiduelles de GES." - SPM, p. 32.
La capacité de stockage est suffisante pour toutes les formes de captage et de stockage du carbone.
Des synergies essentielles existent pour le captage et le stockage du carbone, le DACCS et le BECCS. Les trois utilisent les mêmes zones de stockage souterrain et il y a suffisamment de stockage souterrain pour les trois.
"La technologie géologique du CO2 est estimée à environ 1000 gigatonnes de CO2ce qui est supérieur à la capacité de stockage du CO2 à stocker jusqu'en 2100 pour limiter le réchauffement climatique à 1,5°C, bien que la disponibilité régionale du stockage géologique puisse être un facteur limitant." - SPM, p. 37
Les co-bénéfices du captage du carbone sont importants pour contribuer à la réalisation des objectifs de développement durable (ODD).
Les 17 objectifs de développement durable (ODD) des Nations Unies sont conçus pour aider à améliorer la qualité de vie des humains dans le monde entier et comprennent des objectifs tels que " Bonne santé et bien-être " (ODD 3), " Travail décent et croissance économique " (ODD 8), et " Industrie, innovation et infrastructure " (ODD 9). Comme le montre la figure SPM.8 et comme nous l'avons vu au chapitre 11, le piégeage du carbone est une technologie qui peut aider les sociétés à atteindre les Objectifs de développement durable (ODD) et qui procure d'importants co-bénéfices économiques et sociaux.
Le secteur de l'électricité est le principal obstacle à une intensification du piégeage du carbone.
Comme indiqué au chapitre 6, à court terme, les coûts du captage et du stockage du carbone peuvent varier considérablement selon l'application et la région où la technologie est utilisée. Ces coûts doivent être réduits à la fois par l'innovation et le déploiement, ce qui permet de réaliser des économies d'échelle et d'apprendre par la pratique. Or, la figure SPM.7 montre également que toutes les technologies du secteur énergétique, à l'exception de l'éolien et du solaire, sont coûteuses à court terme. La rareté de l'eau pourrait également constituer un défi technique pour le déploiement du captage du carbone dans les centrales électriques des régions arides, bien que diverses stratégies et technologies soient en train de voir le jour pour réduire l'utilisation de l'eau. Enfin, plusieurs applications importantes du piégeage du carbone doivent encore être développées pour atteindre leur pleine maturité technique et être commercialisées.
"Le CSC est moins mature dans le secteur de l'électricité, ainsi que dans la production de ciment et de produits chimiques, où il constitue une option d'atténuation essentielle." - SPM, p. 37.
Il est essentiel de renforcer le soutien politique et public au captage et au stockage du carbone pour accélérer son déploiement.
Le rapport indique clairement que le déploiement du captage du carbone accuse un retard considérable par rapport au calendrier requis pour atteindre les objectifs mondiaux d'atténuation du climat. Une politique bien conçue, le soutien du public et l'innovation sont essentiels pour améliorer les taux de déploiement du captage du carbone. Une meilleure sensibilisation du public et une meilleure acceptation du captage du carbone contribueront grandement à son déploiement (chapitre 11).
"Actuellement, les taux mondiaux de déploiement du CSC sont bien inférieurs à ceux des trajectoires modélisées limitant le réchauffement de la planète à 1,5°C ou 2°C. Des conditions favorables telles que des instruments politiques, un soutien public accru et l'innovation technologique pourraient réduire ces obstacles." - SPM, p. 37
La grande leçon à retenir
Le GTIII indique clairement que l'évitement des pires effets du changement climatique repose sur deux stratégies primordiales : premièrement, empêcher autant que possible les émissions de gaz à effet de serre (GES) d'atteindre l'atmosphère (avec des solutions comprenant le piégeage du carbone) et deuxièmement, éliminer le dioxyde de carbone déjà présent dans l'atmosphère (avec des solutions comprenant l'élimination du dioxyde de carbone). Dans le cadre de ces deux stratégies, il existe toute une série de technologies ayant chacune leurs avantages et leurs inconvénients. L'avantage du captage du carbone est qu'il permet de mettre en œuvre les deux stratégies de manière significative.
Il est clair que nous avons besoin de beaucoup de capture de carbone pour contenir le réchauffement climatique. Plus les décideurs comprennent les implications de la contribution du Groupe de travail III au sixième rapport d'évaluation, plus ils devraient comprendre l'urgence de veiller à ce que ces technologies soient développées et commercialisées en tant qu'option technologique de décarbonisation viable pour un déploiement à grande échelle.
