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Contexte du projet
L’augmentation des émissions de CO2 constitue un enjeu majeur pour atteindre la neutralité climatique, notamment dans les secteurs difficiles à décarboner. Dans ce contexte, les technologies de captage et de gestion du carbone représentent des leviers importants, à travers le CCS (Carbon Capture and Storage), qui permet de capter puis de stocker durablement le CO2, et le CCU (Carbon Capture and Utilization), qui vise à valoriser le CO2 capté pour produire des carburants, des produits chimiques ou des matériaux.
Le développement de ces technologies repose notamment sur la conception de matériaux et procédés innovants permettant d’améliorer l’efficacité de le captage et de la conversion du CO2 tout en limitant les besoins énergétiques. Au-delà des performances techniques, il est également essentiel d’évaluer leur impact environnemental, notamment à travers l’analyse du cycle de vie (ACV), afin d’identifier les solutions réellement pertinentes et durables à l’échelle industrielle.
S’appuyant sur les fondements et les résultats prometteurs de la première édition du programme DefiCO2, qui a permis de structurer une communauté multidisciplinaire et de développer des approches innovantes dans le domaine de la CCU, cette nouvelle initiative vise à élargir son périmètre à une évaluation intégrée des stratégies de captage, d’utilisation et de stockage du carbone (CCUS). En mobilisant les avancées en chimie, biologie, science des matériaux, ingénierie et sciences sociales, le programme ambitionne de développer et d’évaluer des solutions innovantes tout en considérant conjointement leur performance environnementale, leur potentiel économique et leur pertinence sociétale. Cette approche intégrée doit permettre d’identifier des voies robustes, évolutives et durables pour la gestion du CO2, qu’il soit d’origine fossile ou biogénique, et ainsi contribuer au développement d’une économie circulaire du carbone et à la transition vers une société climatiquement neutre.
Principales réalisations du programme DefiCO2 édition 2022-2025
Le programme DefiCO2 a développé une approche interdisciplinaire combinant catalyse, conversion électrochimique et photochimique du CO2, biologie, science des matériaux et sciences socio-économiques et politiques. Cette approche a permis de rapprocher la recherche fondamentale, l'innovation technologique et la gouvernance, conduisant à des avancées scientifiques, des démonstrateurs technologiques et des résultats utiles pour les politiques publiques. Elle a ainsi renforcé les bases scientifiques et la pertinence sociétale des technologies de captage et d’utilisation du carbone (CCU) et des systèmes énergétiques bas-carbone.
Faire progresser les technologies fondamentales et appliquées de la conversion du CO2.
Le programme DefiCO2 a permis des avancées majeures dans le captage et la conversion du CO2, grâce au développement de nouveaux catalyseurs moléculaires, matériaux et électrodes pour des procédés électrochimiques et photochimiques. Ces travaux ont notamment permis d’améliorer la sélectivité, l’efficacité et la stabilité des systèmes catalytiques, avec des performances élevées pour la production de CO, de formiate, de CH4 et de syngaz. Des dispositifs intégrés de conversion solaire du CO2 ainsi que des technologies de séparation et captage du CO2 ont également été développées, contribuant à renforcer la maturité des technologies CCU.
Progrès majeurs dans les technologies de captage et de stockage du CO2 d'origine biologique, ainsi que dans les technologies bioénergétiques.
Le programme DefiCO2 a réalisé des avancées majeures en CCU biologique, en exploitant les bactéries et microalgues pour transformer le CO₂ en carburants renouvelables. Parmi les résultats phares, le démonstrateur EASI-Fuel combine conversion photoélectrochimique et microorganismes méthanogènes pour produire du méthane renouvelable à partir de CO2 et de lumière solaire, avec une reconnaissance internationale. Des travaux sur les microalgues et le développement de photobioréacteurs innovants ouvrent également la voie à des procédés intégrés de captage et de valorisation du CO2, plus durables et potentiellement industrialisables.
Améliorer la compréhension des politiques de décarbonation et favoriser le développement de la CCU.
Le programme DefiCO2 a permis d’analyser le cadre réglementaire et les mécanismes de financement qui accompagnent la décarbonation industrielle en Europe et le déploiement des technologies CCU. Les travaux ont notamment mis en évidence le rôle complémentaire de l'EU ETS, des financements publics et des politiques d’« ecological planning » dans l’orientation des investissements et des trajectoires technologiques bas-carbone. L’étude des stratégies de transition des entreprises a également souligné les enjeux de transparence, de comparabilité et de suivi des données, notamment dans le cadre de la CSRD.
Améliorer l'évaluation socio-économique et la compréhension par la société des technologies de captage et de stockage du carbone (CCU).
Le programme DefiCO2 a renforcé l’évaluation socio-économique des technologies CCU, en analysant leur faisabilité, leurs performances technico-économiques et leurs implications sociétales. Les travaux ont notamment étudié l’impact des réglementations sur les carburants d’aviation durables (SAF) et leur rôle dans le développement des carburants de synthèse issus du CCU, tout en mettant en évidence les limites liées aux hypothèses économiques, à la réduction nette des émissions de carbone, à l’efficacité énergétique et au changement d’échelle. Ces analyses contribuent à orienter le développement des technologies CCU vers des solutions à la fois réalistes, durables et économiquement viables.
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