Cartographie du coût du captage et du stockage du carbone en Europe

Alors que l'Europe s'efforce d'atteindre son objectif ambitieux de neutralité climatique d'ici 2050, il est de plus en plus reconnu que le captage et le stockage du carbone seront essentiels pour réduire les émissions à la vitesse et à l'échelle nécessaires. En octobre 2022, la Commission européenne a annoncé qu'elle lancerait officiellement une communication sur une vision stratégique du captage du carbone en Europe en 2023. 

Le captage et le stockage du carbone est un outil de décarbonisation pour plusieurs des centaines de grandes sources de_CO2, notamment les sites d'industrie lourde et les centrales électriques, qui contribuent à environ la moitié des émissions totales de_CO2 de la région. Comment pouvons-nous déterminer quels sites pourraient être des "fruits mûrs" pour le captage et le stockage du carbone, c'est-à-dire des sites où de grands volumes peuvent être éliminés au moindre coût ? Et quelle est l'importance de l'obstacle financier auquel se heurtent les installations qui devraient avoir besoin du captage et du stockage du carbone pour se décarboniser ? 

Un nouvel outil interactif développé pour CATF par Carbon Limits vise à aider à répondre à ces questions et plus encore en visualisant le coût de la capture, du transport et du stockage du_CO2 de 2 170 installations industrielles et de production d'énergie situées dans l'Espace économique européen et au Royaume-Uni. Ces sites émettent chacun au moins 100 000 tonnes de pollution par le carbone par an et représentent ensemble plus de 1,2 milliard de tonnes d'émissions capturables. Grâce à trois tableaux de bord distincts, l'outil permet également à l'utilisateur d'étudier comment un développement accru des infrastructures de_CO2 pourrait contribuer à réduire ces coûts. 

Le coût total pour chaque émetteur est une combinaison de deux facteurs principaux : le "coût de capture", déterminé par la difficulté relative de séparer le_CO2 des autres gaz, et le coût du transport et du stockage permanent du_CO2 dans le sous-sol. Pour refléter le degré d'incertitude et de variabilité de ces deux coûts, l'outil propose un choix d'estimations hautes et basses basées sur la littérature de recherche : la valeur la plus élevée est susceptible d'être plus représentative des projets de premier plan avec de faibles économies d'échelle, et la valeur basse indique des processus plus optimisés et des infrastructures partagées. 

Une carte thermique des coûts de transport et de stockage 

• Les projets annoncés laissent certaines régions intérieures sans accès au stockage du_CO2, notamment en Europe centrale et orientale. 
• Le développement d'autres zones présentant une géologie appropriée pourrait permettre à la majeure partie de l'Europe de bénéficier d'un accès à faible coût, à raison de 60 euros maximum par tonne de CO2. 
• Les nouveaux pipelines de_CO2 constituent une autre voie pour réduire considérablement les coûts de transport. 

Le premier tableau de bord de l'outil se concentre sur la façon dont les coûts de transport du_CO2 varient dans la région, sous la forme d'une carte thermique où les couleurs plus foncées représentent des coûts plus élevés. Ces estimations des coûts de transport représentent une combinaison de la distance au site de stockage de_CO2 le plus proche et du mode de transport du_CO2 le plus accessible à l'émetteur, qui peut être le train, le pipeline, la barge fluviale ou le navire de mer. Si l'on ne considère que les sites de stockage actuellement annoncés - dont la plupart se trouvent en mer du Nord - il existe de nombreuses régions d'Europe intérieure et orientale où le manque actuel d'infrastructures et l'accès limité au stockage local rendent les coûts de transport prohibitifs.  

Cependant, l'Europe a la chance de disposer de vastes zones géologiques propices au stockage du_CO2. Le choix du scénario "long terme" révèle que les coûts de transport pourraient être considérablement réduits si des sites de stockage pouvaient être aménagés dans les zones où la géologie et les réglementations actuelles le permettent, la quasi-totalité de la région affichant désormais des coûts inférieurs à 60 euros par tonne (même avec l'estimation la plus élevée). Ces sites ne sont peut-être pas disponibles aujourd'hui, mais nombre d'entre eux pourraient être prêts d'ici 2030 si la planification commence rapidement. L'outil de cartographie permet également à l'utilisateur de laisser le modèle construire de nouvelles canalisations, ce qui réduit encore le coût de la plupart des sites et élimine les zones restantes de coût excessif. Cela pourrait être une option importante pour les zones qui ne gèrent pas ou ne choisissent pas de développer des sites de stockage à proximité. 

Cartographier le coût à chaque source 

• Le coût total, toutes sources confondues, est compris entre 70 et 250 euros par tonne de CO2 (estimation basse) si l'on se contente d'utiliser les sites de stockage actuellement prévus.
• Si toutes les zones présentant une géologie appropriée peuvent stocker du_CO2, et si de nouveaux pipelines sont possibles, 98 % des installations ont un coût total inférieur à 120 euros par tonne (estimation basse). Dans l'estimation haute, 60 % des installations ont un coût inférieur à 150 euros par tonne. 

• Dans le secteur des minéraux non métalliques, autoriser un développement plus important des sites de stockage pourrait permettre de multiplier par cinq le nombre d'installations permettant de respecter un coût de 90 euros par tonne, ce qui couvrirait 70 % des sites européens. 

Dans le deuxième tableau de bord de l'outil, les usines émettrices sont maintenant introduites dans ce paysage sous-jacent de coûts de transport variables, la taille de chaque cercle représentant le volume des émissions et les couleurs plus foncées indiquant à nouveau des coûts plus élevés. Le coût du piégeage du_CO2 est maintenant ajouté au total pour chaque source, sur la base des fourchettes de coûts caractéristiques de chaque secteur. Chaque source est également classée par coût dans une courbe de coût marginal de réduction qui - dans l'estimation basse - s'étend d'environ 70 € par tonne à environ 250 € par tonne si nous nous limitons aux sites de stockage en cours de développement aujourd'hui. Au prix actuel du carbone, qui avoisine les 100 € par tonne, il peut déjà être économiquement intéressant pour les émetteurs situés dans la partie inférieure de cette fourchette d'utiliser le captage et le stockage du carbone. C'est en partie la raison pour laquelle les projets de captage du carbone de l'industrie ont explosé l'année dernière (comme le montre notre carte des projets de captage du carbone), même si ces premiers projets nécessitent généralement des incitations plus ciblées pour être mis en œuvre. En fixant le curseur du "coût total du captage et du stockage du carbone" à 90 € par tonne, ce qui est un peu plus prudent, on limite la sélection aux sites qui peuvent satisfaire à ce critère, à savoir principalement les sites de production de pétrole et de gaz en mer, les raffineries et les centrales électriques, regroupés autour de la mer du Nord et les quelques sites de stockage proposés en Europe du Sud. 

Le passage au scénario à long terme change complètement la donne. À un prix du carbone de 90 euros par tonne, il pourrait être judicieux pour près de la moitié des installations d'installer le captage du carbone, car elles sont désormais en mesure d'accéder à des sites de stockage dans de nombreux endroits où la géologie le permet.  

L'outil permet également d'examiner de plus près les secteurs qui auront particulièrement besoin de la capture du carbone pour se décarboniser, comme le ciment et la chaux (désignés comme "minéraux non métalliques"), pour lesquels il n'existe aucune autre option viable. Ces sites peuvent souvent être situés loin des côtes et de l'accès au transport maritime du_CO2. Sur plus de 343 installations de ciment et de chaux, seules 42 sont suffisamment bien situées pour atteindre la barre des 90 euros par tonne sur la base du stockage et du transport existants, mais ce chiffre passe à 238 sites si nous supposons un développement plus étendu du stockage. La situation est plus difficile si l'on considère les estimations de coûts les plus élevées de la littérature pour ce secteur ; selon ces estimations, le coût du carbone devrait passer à 150 € par tonne pour le même nombre de sites pour que la capture du carbone soit viable. En réalité, une combinaison de ces facteurs sera nécessaire pour que le secteur européen du ciment soit en mesure de se décarboniser : des procédés de captage et de transport du_CO2 dont le coût est optimisé, des sites de stockage plus largement déployés, un signal de prix du carbone fort et croissant, et d'autres mesures incitatives pour combler l'écart de coût actuel et réduire les risques d'investissement pour les projets pionniers. 

Focus sur l'Allemagne 

L'outil permet également à l'utilisateur de sélectionner un État membre individuel, ce qui donne une image plus claire de la répartition des coûts entre les différents secteurs, et montre également quels sites pourraient avoir un meilleur accès au stockage à court et à long terme. Les graphiques ci-dessous se concentrent sur l'Allemagne et sur trois secteurs susceptibles de nécessiter le piégeage et le stockage du carbone pour se décarboniser : les minéraux non métalliques, la valorisation énergétique des déchets, et les produits chimiques et pétrochimiques. 173 sites de ce type sont répartis assez uniformément dans le pays, avec des coûts allant de 88 à 205 € par tonne dans le cas de l'estimation basse, et il est clair que les coûts de captage sectoriels ne sont pas la principale cause de cette variation (bien que les produits chimiques soient beaucoup plus compétitifs dans le cas de l'estimation haute). En fixant le curseur des coûts à 120 € par tonne, on se concentre sur les sites situés à l'extrémité inférieure de la fourchette, qui sont situés à proximité d'options de transport telles que la côte de la mer du Nord, le Rhin ou des pipelines existants qui pourraient potentiellement être réutilisés pour le_CO2. 

Quelle quantité de_CO2 peut-on réduire ? 

• La production d'électricité et de chaleur est celle qui produit le plus de_CO2 capturable, suivie par le secteur du ciment. 
• Les secteurs de la production et du raffinage du pétrole et du gaz présentent les coûts totaux moyens les plus bas, soit 82 et 101 € par tonne de CO2 respectivement (estimation basse, sites de stockage prévus). 
• Sur la base des plans actuels des sites de stockage, les pays de la mer du Nord offrent les coûts moyens les plus bas, mais la Pologne et l'Allemagne sont de gros émetteurs avec des coûts moyens relativement élevés. 

Le dernier tableau de bord permet de visualiser les volumes totaux de_CO2 qui peuvent être captés à un coût donné pour chaque pays et secteur. Bien que le secteur de l'électricité soit de loin le plus gros contributeur, la plupart de ces émissions devraient être éliminées lorsque l'Europe passera aux énergies renouvelables et aux formes d'énergie non fossiles. Le secteur du ciment est la deuxième cible la plus importante, avec 136 millions de tonnes d'émissions capturables par an. En passant la souris sur ce carré, on peut voir que les coûts moyens pour ce secteur sont de 136 € et 206 € par tonne dans les cas les plus bas et les plus élevés. Si l'on examine la répartition par pays, les coûts plus faibles à court terme offerts par les États de la mer du Nord, tels que le Royaume-Uni, la Belgique et les Pays-Bas, sont particulièrement évidents dans le cas des coûts élevés. Toutefois, les deux plus grands émetteurs - l'Allemagne et la Pologne - ont besoin de toute urgence d'un meilleur accès au stockage pour que leurs industries polluantes puissent se décarboniser dans des conditions de concurrence équitables en termes de coûts. 

Messages clés 

Les coûts réels du piégeage, du transport et du stockage du carbone varieront considérablement en fonction de facteurs propres à chaque site, de l'évolution des technologies, de l'accès relatif au financement et des économies d'échelle qui pourraient être réalisées grâce à des infrastructures partagées. Cet outil vise à indiquer où se situe le plus grand potentiel pour cette technologie de réduction, à identifier les zones prioritaires pour les infrastructures et à mettre en évidence le rôle que les politiques peuvent jouer pour accélérer un déploiement optimisé en termes de coûts, par exemple en soutenant une infrastructure de_CO2 plus répandue et à accès ouvert, et par une tarification forte du carbone ou des formes de soutien plus ciblées. Les prix du carbone étant manifestement encore inférieurs aux niveaux nécessaires pour stimuler le déploiement dans plusieurs secteurs clés qui auront besoin du piégeage du carbone, des mesures incitatives supplémentaires, telles que les contrats de différence sur le carbone, seront essentielles pour aider à combler cet écart de coût - en stimulant l'innovation et en évitant de perdre du temps de développement et d'accumuler des émissions. Nombre de ces défis devront être relevés au niveau de l'UE et devraient faire l'objet d'une stratégie européenne sur le captage du carbone, comme le souligne le rapport de CATF, Une stratégie européenne pour le captage et le stockage du carbone. 

CATF continuera à mettre à jour et à affiner l'outil au fur et à mesure que les plans d'infrastructure_CO2 de l'Europe se développent et que de nouveaux projets commencent à fournir plus de clarté sur les coûts sectoriels.