III - Une solution au réchauffement climatique ?
Les effets de la valorisation
a) Les trois types de valorisation
- Utilisations industrielles :
Sans avoir besoin d'être transformé, le dioxyde de carbone est utilisé pour ses propriétés physiques en tant que solvant ou réfrigérant. Il est également utilisé pour la récupération du pétrole.
(Exemple : projet Alberta Carbon Trunk line au Canada)
- Produits chimiques et produits à valeur énergétique :
Associé à un composant fortement réactif, le dioxyde de carbone peut mener à la synthèse d'un produit chimique de base ou d'un produit à valeur énergétique.
(Exemple : production du carburant)
- Production de micro algues :
Consommé par des organismes vivants comme les algues, le dioxyde de carbone peut être utilisé pour produire de la biomasse et ainsi conduire à la synthèse de produits d’intérêt (glucides, huiles et composés cellulosiques).
Associé à des enzymes naturels ou synthétiques, il pourrait générer des molécules à haute valeur ajoutée, notamment pour l’industrie pharmaceutique.
(Actuellement, seuls 0,5% des émissions mondiales sont valorisées)
Au-delà de la réduction des émissions de dioxyde de carbone, la valorisation du dioxyde de carbone permettrait de réduire la dépendance vis-à-vis des énergies fossiles. En effet, le développement de la carbochimie ferait du dioxyde de carbone une source de carbone qui pourrait se substituer à certains produits issus de la pétrochimie. Il serait également possible de le recycler dans la production énergétique.
Ainsi l'usage d'énergies non émettrices de gaz à effet de serre et à bas coût est un élément déterminant pour s'assurer de la rentabilité et de la garantie de la valeur environnementale de la valorisation du dioxyde de carbone.
À cela s'ajoutent diverses questions en suspens sur la pureté du dioxyde de carbone utilisé, à la qualité et la conformité des produits obtenus. Enfin, il reste à déterminer avec plus de précision l'impact environnemental.
(Un total de 12 voies de valorisation elles-mêmes réparties en trois groupes selon le niveau et la méthode de transformation du dioxyde de carbone utilisé)
Si des bilans environnementaux et des bilans carbones ont été réalisés, l'étude considère néanmoins qu’ils doivent être approfondis avant tout déploiement de ces technologies.
b) La valorisation du dioxyde de carbone en France
En ce qui concerne les atouts, la France pourrait tirer bénéfice de ces technologies grâce à ses ressources territoriales et à ses compétences. Du côté des ressources territoriales, la France offre un bon ensoleillement pour les technologies telles que la thermochimie ou les micros algues. L'accès à l'eau de mer et à l'eau douce est un autre atout pour la culture des algues et l'électrolyse.
Enfin, les principaux sites industriels et énergétiques qui émettent de grandes quantités de dioxyde de carbone sont tous concentrés localement sur des bassins industriels, ce qui permettrait d'y associer des activités de valorisation du dioxyde de carbone. Quant aux compétences, l'étude retient la présence en France de groupes d'industriels de dimension internationale et de laboratoires de recherche compétents dans le domaine.
S'agissant de la valorisation du dioxyde de carbone sans transformation, le dioxyde de carbone peut être utilisé comme solvant ou réfrigérant. De plus, le dioxyde de carbone peut être injecté dans les puits de pétrole afin d'augmenter le volume de brut extrait d'un gisement grâce à la méthode de récupération assistée des hydrocarbures.
(En 2008, cette utilisation représentait 26% des 153,5 millions de tonnes de dioxyde de carbone consommées dans le monde)
Une autre façon d'utiliser le dioxyde de carbone consiste à y ajouter un composant réactif afin de générer une réaction chimique pour obtenir un produit de base ou un produit énergétique. Il s'agit de la synthèse organique qui permet d'obtenir des polycarbonates à partir de dioxyde de carbone et d'époxyde. La technique est déjà développée industriellement depuis presque 5 ans. L'autre voie explorée par le rapport est la minéralisation qui vise à transformer le dioxyde de carbone en carbonates insolubles. Cette voie très lointaine souffre de deux freins majeurs qui sont la consommation très élevée et l'absence de débouchés. Quant à la transformation en produit énergétique, le rapport étudie l'hydrogénation, le reformage sec, l'électrolyse et la thermochimie.
Enfin, la troisième solution étudiée regroupe elle les méthodes de transformation biologique.
Il s'agit d'injecter le dioxyde de carbone dans des bassins qui produisent des micros algues. Celles-ci sont ensuite transformées en carburant. Autre solution évoquée, la biocatalyse qui vise à reproduire des phénomènes naturels dégradant le dioxyde de carbone, tel que la photosynthèse. Si les travaux sur la production de micros algues sont déjà en cours, la biocatalyse en est encore au stade de recherche.