Le rapport, rédigé par Alcimed, une société de conseil spécialisée dans les sciences de la vie et de la chimie, présente sur 190 pages un état des lieux des différentes voies de valorisation du CO2. Commandée et pilotée conjointement par Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe) et le Ministère de l'écologie, de l'énergie, du développement durable et de la mer (MEEDDM), l'étude propose de faire du CO2 ''une opportunité économique au travers de nouvelles applications, tout en s'assurant de son impact positif sur l'environnement''. L'objectif affiché est de compléter la filière du captage et du stockage de CO2, avec des activités de transformation du dioxyde de carbone.

Actuellement, seuls 0,5% des émissions mondiales sont valorisées alors que '' certains experts estiment que la valorisation du CO2 pourrait à terme absorber annuellement jusqu'à 5 à 10% des émissions''. Le CO2 est notamment utilisé comme réactif chimique, fluides réfrigérants, solvants et gazéifiants des boissons.

La consommation énergétique des technologies étudiées est un frein

Par ailleurs, au-delà de la réduction des émissions de CO2, 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 CO2 une source de carbone qui pourrait se substituer à certains produits issus de la pétrochimie. De même il serait possible de recycler le dioxyde de carbone dans la production énergétique.

Au total, le rapport présente 12 voies de valorisation réparties en trois groupes selon le niveau et la méthode de transformation du CO2 utilisé : l'utilisation du CO2 sans transformation, la transformation chimique du CO2 et la transformation biologique. Pour chacune des options étudiées, Alcimed a identifié les verrous et proposé des leviers d'action afin d'y remédier. Il apparaît que, ''la plupart de ces voies sont faces à un verrou technologique majeur qui repose sur le besoin en énergie nécessaire à l'activation de la molécule de CO2''. 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 CO2''.

À ce frein, s'ajoutent diverses questions en suspens relatives à la pureté du CO2 utilisé et à la qualité et la conformité des produits obtenus. Enfin, il reste à déterminer plus précisément l'impact environnemental des 12 options présentées. Si des bilans environnementaux et des bilans carbone ont été réalisés, l'étude considère néanmoins que ceux-ci doivent être harmonisés et approfondis ''avant tout déploiement de ces technologies''.

Atouts territoriaux et de compétences françaises

En ce qui concerne les atouts, l'étude considère que la France pourrait tirer bénéfice de ces technologies grâce à ses ressources territoriales et ses compétences. Côté ressources territoriales la France offre un bon ensoleillement pour les technologies telles que la photoélectrocatalyse, la thermochimie ou les microalgues. 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 émettant de grandes quantités de CO2 sont concentrés localement sur des bassins industriels, ce qui permettrait d'y associer des activités de valorisation du CO2. 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 CO2 sans transformation, le dioxyde de carbone peut être utilisé comme solvant ou réfrigérant par exemple. De plus, le rapport rappelle que le CO2 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 dernière utilisation représentait 26% des 153,5 millions de tonnes de CO2 consommées dans le monde.

Une autre façon d'utiliser le CO2 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 tout d'abord de la synthèse organique qui permet d'obtenir des polycarbonates à partir de CO2 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, 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, la photoélectrocatalyse et la thermochimie.

Enfin, la troisième solution étudiée regroupe les méthodes de transformation biologique. Il s'agit notamment d'injecter le CO2 dans des bassins qui produisent des microalgues. Celles-ci sont ensuite transformées en carburant. Autre solution évoquée, la biocatalyse qui vise à reproduire des phénomènes naturels dégradant le CO2, tel que la photosynthèse. Si les travaux sur la production de microalgues sont déjà en cours, la biocatalyse en est au stade de la recherche.