BECCS et stockage du CO₂ biogénique issu des unités de biométhane : la voie vers des émissions négatives

Le BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage) est l’association de la valorisation énergétique de la biomasse avec le captage et le stockage durable du CO₂. Comme le carbone de la biomasse provient de l’atmosphère, son stockage durable conduit à retirer du CO₂ du cycle, c’est-à-dire à des émissions nettes négatives. L’unité de biométhane est particulièrement favorable pour le BECCS : le CO₂ y est déjà séparé lors de l’épuration (upgrading) du biogaz, et dans les technologies aux amines et cryogéniques il est de haute pureté, il ne nécessite donc qu’une purification, une compression ou une liquéfaction et un transport vers le lieu de stockage. L’infrastructure de transport et de stockage en Europe est seulement en cours de création, de sorte que l’application pratique dépend des possibilités locales.

La chaîne BECCS pour une unité de biométhane

1. Captage : flux de CO₂ de l’épuration (upgrading) (lavage aux amines, cryogénie ; dans les autres technologies, il nécessite un traitement supplémentaire).
2. Purification et séchage : élimination du méthane, du sulfure d’hydrogène, de l’eau, de manière à répondre à la spécification de transport et de stockage.
3. Compression ou liquéfaction : jusqu’à la pression de transport (pipeline) ou à du CO₂ liquide (camions-citernes, navires).
4. Transport : camions-citernes routiers ou ferroviaires jusqu’à un terminal, navires vers des sites de stockage en mer ou pipelines.
5. Stockage géologique : injection dans des formations profondes (aquifères salins ou gisements épuisés).
6. Surveillance et vérification : mesures, déclaration, certification.

Exemple de calcul (illustratif)

Une installation de 500 m³/h de biogaz (45 % de CO₂, 8 000 h de fonctionnement par an, densité du CO₂ d’environ 1,98 kg/m³) produit environ 3 560 t de CO₂ par an. Si le CO₂ est stocké, et que les émissions liées au captage et au transport (énergie de liquéfaction d’environ 0,1–0,15 MWh/t, transport) s’élèvent par ex. à 0,05 tCO₂ par tonne avec le mix énergétique supposé, l’élimination nette est d’environ 3 380 t de CO₂ par an. Avec un coût supposé de la chaîne complète (liquéfaction, transport, stockage) de 150 EUR/t, le coût annuel est d’environ 534 000 EUR. Si l’on obtenait 200 EUR/t pour les 3 380 t de CO₂ éliminé (environ 676 000 EUR), l’excédent s’élèverait à environ 140 000 EUR par an. Les valeurs sont hypothétiques ; les coûts réels dépendent de la distance et de la disponibilité du site de stockage, et le marché des certificats d’élimination est seulement en train de se former.

Cadre juridique et certification

Le règlement (UE) 2024/3012 établit le cadre de l’UE pour la certification volontaire de l’élimination du dioxyde de carbone, y compris l’élimination permanente (par ex. BECCS et DACCS), les pratiques agricoles augmentant le stockage de carbone dans le sol et le stockage dans les produits. Le cadre définit des critères de qualité (notamment la quantification, l’additionnalité, le stockage à long terme, la durabilité) et exige une vérification par des organismes indépendants. La directive sur le stockage géologique du CO₂ fixe les exigences applicables aux sites de stockage. En Europe se développent des projets, tels que le système norvégien de transport et de stockage du CO₂, mais l’accessibilité pour les petites sources est limitée.

Avantages des unités de biométhane

• haute pureté et concentration du flux de CO₂,
• infrastructure de compression déjà disponible dans de nombreux systèmes,
• origine biogénique documentée (certificat de durabilité),
• possibilité de combinaison avec un produit énergétique (biométhane) et l’élimination du CO₂.

Défis

1. Absence de site de stockage ou de terminal local ; le transport sur de grandes distances augmente le coût.
2. Échelle : une installation isolée produit des milliers de tonnes de CO₂, ce qui est une faible quantité pour des projets CCS nécessitant des centaines de milliers de tonnes ; une logistique collective est nécessaire.
3. Coûts de liquéfaction et de stockage tampon.
4. Incertitude du marché des certificats d’élimination et des prix.
5. Règles de comptabilisation : éviter le double comptage (CO₂ comme matière première pour des e-carburants ou comme élimination).

Choix : CCU ou CCS

La valorisation du CO₂ dans des produits à cycle de vie court (boissons, e-carburants) ne l’élimine pas durablement de l’atmosphère. Le stockage géologique donne une élimination durable. Le choix dépend du prix, du marché local et de la réglementation. Dans certains cas, on peut combiner les deux approches : vendre une partie du CO₂ à l’agroalimentaire et stocker l’excédent.

Logistique collective du CO₂

Pour les petites sources, il est pratique de rassembler le CO₂ de nombreuses installations en un seul point : réseaux locaux de pipelines, wagons-citernes ou terminal de transbordement dans un port. Un tel modèle abaisse le coût unitaire, mais exige de la coordination et une spécification de qualité commune. Il est bon que les producteurs de biométhane conçoivent dès aujourd’hui leurs installations de façon à pouvoir ajouter à l’avenir un système de liquéfaction et de stockage, en réservant de l’espace et de la puissance de raccordement.

Conclusion

Le BECCS pour les unités de biométhane est techniquement possible et logique, mais exige une infrastructure et un marché. Pour les investisseurs, c’est une option supplémentaire qu’il convient d’intégrer au concept du projet, en particulier lorsqu’un réseau de transport de CO₂ se développe dans la région.