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Face à l’urgence climatique croissante, il est essentiel de déployer des solutions à grande échelle pour accompagner les industries dans la réduction de leurs émissions de dioxyde de carbone (CO₂). Le captage, la valorisation et le stockage du dioxyde de carbone issu des gaz de combustion constituent des leviers majeurs pour atteindre les objectifs de neutralité carbone et favoriser la transition vers une économie à faibles émissions. Avec son offre « ZeCarb », Messer met à la disposition des industriels des solutions et services de CCUS (en anglais : Carbon Capture, Utilization and Storage), dédiés au captage, à la valorisation et au stockage du CO₂.
Le challenge de la décarbonation : par quoi commencer ?
La décarbonation est confrontée à un véritable dilemme de « l’œuf ou la poule ». Pour accélérer la transition, plusieurs conditions, dont plusieurs sont encore en phase de développement, devraient idéalement être réunies en même temps :
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une production suffisante d’énergie décarbonée,
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des capacités de stockage du CO₂,
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des infrastructures de transport adaptées,
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des chaînes de valeur économiquement viables.
La mise en place ou la transformation de ces infrastructures nécessite du temps et des investissements considérables. Dans des secteurs tels que la sidérurgie, la cimenterie ou encore la production d’électricité à partir d’énergies fossiles, la réduction à grande échelle des émissions de CO₂ y est particulièrement difficile. Ces activités sont dites « difficiles à décarboner » (hard-to-abate).
Dans ce contexte, les technologies de captage, d’utilisation et de stockage du carbone (CCUS) constituent un levier essentiel de réduction des émissions. Le principe consiste à capter les gaz de combustion à la sortie des installations industrielles, puis à séparer le CO₂ des autres gaz présents dans le flux, principalement la vapeur d’eau, l’azote et l’oxygène, qui sont ensuite rejetés dans l’atmosphère. Le CO₂ capté est ensuite valorisé dans le cadre d’applications industrielles, ou stocké de manière sécurisée dans des formations géologiques souterraines.
Pas de transformation réussie sans CCUS
Selon l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), le CCUS pourraient contribuer à à réduire de près de 20% les émissions de CO₂ d’ici à 2050. Parmi elles, la technologie de captage du carbone est déjà exploitée depuis plusieurs décennies dans de nombreux secteurs industriels. Les fournisseurs de gaz tels que Messer l'utilisent pour stocker le dioxyde de carbone récupéré préalablement en vue de sa réutilisation.
Plusieurs technologies permettent de capter le CO₂ contenu dans les gaz de combustion. À l’échelle industrielle, le lavage aux amines s’impose aujourd’hui comme l’une des solutions les plus avancées et performantes. Capable de traiter plusieurs tonnes de CO₂ par heure, cette technologie se distingue par sa fiabilité et son efficacité prouvée.
Le procédé consiste à faire traverser les gaz de combustion dans une solution d’amines, qui absorbe sélectivement le CO₂. Une fois saturée, cette solution est chauffée afin de libérer le dioxyde de carbone capté et de pouvoir être réutilisée dans le cycle de traitement. Le CO₂ relibéré est comprimé, séché, purifié puis liquéfié.
Ainsi conditionné, il répond aux exigences de qualité strictes imposées par les exploitants de sites de stockage géologique pour une séquestration permanente. Selon les besoins, il peut également être valorisé dans le secteur agroalimentaire.
Une expertise technique et une offre de services complète
Messer exploite déjà plus de 300 unités de récupération de CO₂ à travers le monde. Ces installations peuvent être mises en place sur des sites où de grands fours industriels, notamment dans les secteurs de l’acier, du ciment et du verre, génèrent d’importants volumes de gaz de combustion. « Nous disposons non seulement d'une vaste expérience en ingénierie, mais aussi d'une connaissance approfondie du fonctionnement des équipements et de leur mise en service », explique Fabian Weber, Responsable Marketing & Communication CCUS chez Messer.
Jusqu’à présent, Messer captait le CO₂ émis par ses clients afin de le valoriser sous forme de gaz industriel, une activité qui demeure au cœur de son offre. Toutefois, le CCUS s’inscrit aujourd’hui dans une dynamique différente : il répond avant tout aux impératifs de réduction des émissions imposés par les réglementations environnementales, comme l’explique Fabian Weber : « Les entreprises se doivent désormais de diminuer leurs émissions de CO₂, non seulement en raison du durcissement des réglementations dans de nombreux pays, mais également parce que le coût des quotas d’émission augmente constamment. Les technologies de captage du carbone leur permettent ainsi d’atteindre leurs objectifs de neutralité carbone (net zéro) et de contribuer aux ambitions climatiques fixées par l’Union européenne pour 2030. »
La spécificité Messer de cette technologie par rapport aux autres acteurs du marché est que l’entreprise propose le CCUS sous la forme d’une offre de services intégrée. « Nous sommes spécialisés dans la récupération du CO₂ issu d’une grande variété de sources d’émissions et installons les systèmes adaptés directement sur les sites de production de nos clients. Nous assurons ensuite non seulement l’exploitation de ces installations, mais également le transport du CO₂ capté ainsi que sa valorisation ou son stockage », explique Fabian Weber.
Messer accompagne ainsi ses clients tout au long du projet, de la phase de planification à l’installation et à l’exploitation des équipements. Les équipes gèrent également les démarches administratives et réglementaires nécessaires, permettant aux industriels de se concentrer pleinement sur leur activité principale.
Réduction des émissions de CO2 grâce à une utilisation durable
ZeCarb couvre l’ensemble de la chaîne de valeur du CCUS, depuis le captage du CO₂ jusqu’à sa valorisation ou son stockage définitif.
Parmi les solutions de valorisation figure la production d’e-carburants. Ces carburants synthétiques sont fabriqués à partir d’hydrogène vert et de dioxyde de carbone capté, grâce à l’utilisation d’énergies renouvelables. Ils constituent une alternative à l’essence, au diesel ou au kérosène issus du pétrole.
Les e-carburants peuvent contribuer à réduire l’empreinte carbone de secteurs difficiles, voire impossibles, à électrifier, tels que le transport routier lourd, le transport maritime et l’aviation. Les premiers vols alimentés par du kérosène issu de procédés de captage et d’utilisation du carbone (CCU) ont ainsi été réalisés dès 2021.
Le CO₂ capté peut également être utilisé comme matière première dans la fabrication de plastiques, d’emballages, de textiles ou de produits pharmaceutiques. Des produits issus de la CCU, tels que des détergents, des polymères ou encore des matériaux isolants, sont déjà disponibles sur le marché.
Dans le secteur de la construction, responsable de 25 % des émissions mondiales de CO2, la CCU peut également apporter une contribution importante à la protection du climat. Par exemple, le CO2 peut être immobilisé de manière permanente dans les matériaux de construction sous forme de carbonate de calcium grâce à la minéralisation. Cette technologie est déjà utilisée pour produire des briques, des pavés et certains types de ciment. Parallèlement, les déchets issus des industries sidérurgique et du bâtiment sont recyclés.
L’Europe, leader du stockage du CO₂
Au-delà de la valorisation du CO₂, son stockage permanent constitue un levier indispensable pour atteindre les objectifs de réduction des émissions. Cette approche, appelée captage et stockage du carbone (CCS, Carbon Capture and Storage), repose sur des technologies éprouvées et sur la disponibilité de cavités géologiques adaptées.
Le CO₂ est déjà injecté dans des gisements de pétrole et de gaz afin d’augmenter le rendement des combustibles fossiles, notamment aux États-Unis. En utilisant cette même méthode, le dioxyde de carbone peut être stocké dans des formations géologiques vides en vue d’un stockage définitif.
« Compte tenu des volumes de CO₂ à traiter, le CCS est indispensable », explique Fabian Weber. « En Europe, les projets actuellement en développement représentent déjà plus de 90 millions de tonnes de capacités de stockage annuelles à l’horizon 2030, principalement en mer du Nord. Leur déploiement nécessite également des infrastructures logistiques dédiées, notamment des terminaux permettant le chargement du CO₂ liquéfié sur des navires-citernes. Plusieurs projets de ce type sont en cours de développement, dont “CarbonBridge” à Brême, en Allemagne. »
Selon les estimations actuelles, il existe un potentiel permettant de stocker plusieurs fois les émissions annuelles totales de l’UE. Cependant, comme le confirme Fabian Weber, les capacités de stockage développées sont encore loin d’être suffisantes, même si le marché est en pleine effervescence.
Près de 600 projets de CCS sont aujourd’hui en cours de développement à travers le monde. D’importants investissements sont engagés pour aménager des sites de stockage, valoriser des gisements épuisés et développer les infrastructures nécessaires au transport et à l’injection sous-marine de CO₂.