La capture du CO₂ atmosphérique peut-elle devenir rentable pour l’industrie ?

La captation du dioxyde de carbone directement dans l’atmosphère, son stockage sous terre ou sa transformation en matière première font aujourd’hui l’objet d’une industrialisation accélérée, portée par une urgence climatique évidente. Une industrialisation accélérée qui ne doit pas faire oublier qu’à l’heure actuelle, la captation du CO₂ à l’endroit où il est produit, c’est-à-dire en sortie d’usine, reste beaucoup plus rentable, puisque que cette technologie, appelée CCUS, permet de récupérer du CO₂ beaucoup plus concentré, puis de le stocker ou le valoriser, pour l’industrie chimique par exemple. Le DAC, lui consiste à extraire leCO₂ directement dans l’air ambiant, où il se trouve à une concentration d’environ 450 ppm. En 2023, une quinzaine d’installations dans le monde permettaient de récupérer quelques 9 000 tonnes de CO2 grâce au DAC, contre 40 millions de tonnes via des CCUS. S’il existe environ 150 installations de DAC à travers le monde aujourd’hui, les quantités de CO₂ extraites de l’atmosphère restent marginales, au vu des objectifs énoncés par le GIEC.

Deux grandes familles technologiques de DAC dominent le marché

La première, dite DAC solide, fait passer l’air à travers des matériaux adsorbants comme les résines ou les zéolites, qui vont capturer les molécules de CO₂ avant de les stocker de manière sécurisée. C’est l’approche par exemple retenue par Climeworks, une startup suisse, avec son installation Mammoth en Islande, inaugurée en mai 2024, et qui est aujourd’hui la plus grande du monde avec une capacité de 36 000 tonnes de CO₂ par an.

La seconde, la DAC liquide, utilise des solutions caustiques, comme l’hydroxyde de potassium ou le sodium, pour absorber le CO₂ en flux continu. Un procédé par exemple développé par la startup Carbon Engineering, un acteur important sur ce type de technologies.

Le talon d’Achille reste le coût, qui oscille entre 400 et 1 000 euros la tonne de CO₂ selon les installations, comme le documente l’ADEME dans son panorama CCUS 2023. L’objectif de la filière est d’atteindre les 100 à 150 dollars à l’horizon 2035, grâce aux économies d’échelle et à l’optimisation énergétique. Un prix qui doit permettre de se rapprocher des coûts aujourd’hui atteints pour les technologies de captation en sortie d’usine.

Des marchés qui se développent rapidement

Le principal moteur commercial des DAC reste le marché volontaire du carbone : des entreprises comme Microsoft, Stripe ou Shopify achètent des crédits DAC pour compenser leurs émissions résiduelles incompressibles. Mais encore aujourd’hui, le financement d’unités de DAC est parfois décrié, notamment car les promesses de captation dépassent largement la réalité observée sur le terrain. L’exemple le plus récent étant l’installation ORCA, réalisée par Climeworks. Cette dernière atteint péniblement un tiers des captations promises sur le papier, là où les technologies de captation en sortie d’usine, plus mâtures et rentables, connaissent un déploiement bien plus important.

Une fois capturé, le CO₂ va être soit stocké, soit valorisé, ces deux voies de traitement impliquant des technologies et des circuits de financement différents. Le stockage géologique consiste à injecter dans des formations salines ou des aquifères profonds le CO₂ récupéré. En mer du Nord par exemple, le projet norvégien Northern Lights, auquel TotalEnergies et Shell participent, a ouvert ses capacités commerciales, avec une capacité de stockage de 1,5 millions de tonnes de CO₂ par an, chiffre qui doit être multiplié par trois dans les années à venir.

La valorisation ou CCU offre une alternative économiquement séduisante : transformer le CO₂ en carburants de synthèse (e-fuels), en méthanol, en béton minéralisé ou en matières plastiques. L’IFPEN consacre plusieurs programmes de recherche à ces procédés. L’ADEME pilote également depuis 2023 un programme dédié au CCUS dans le cadre de France 2030.

L’enjeu est de taille, puisque le GIEC, dans son sixième rapport d’évaluation, estime que le monde devra retirer 10 milliards de tonnes de CO₂ par an de l’atmosphère d’ici 2050 pour maintenir le réchauffement sous 1,5 °C. La DAC, seule, ne suffira – évidemment – pas, mais elle s’affiche désormais une pièce de plus en plus incontournable du puzzle climatique industriel pour y parvenir.