Le captage et le stockage du carbone (CSC) est un processus par lequel le CO2 est capté d’installations industrielles telles que des centrales électriques, transporté vers un site de stockage et injecté sous la surface de la terre. Il permet de maintenir le niveau actuel de CO2 accumulé dans l'atmosphère en empêchant de nouvelles émissions. Il s'oppose au captage et au stockage direct dans l'air, comme le fait la société suisse Climeworks, où le CO2 est extrait directement de l'air ambiant, éliminant ainsi les émissions déjà présentes dans l'atmosphère.

Le GIEC a identifié le CSC comme la technologie la plus prometteuse pour une réduction rapide des GHG, pouvant capturer jusqu’à 55% des émissions mondiales d'ici 2100. Dans un avenir plus proche, la feuille de route de l'Agence Internationale de l'Energie (AIE) prévoit que pour atteindre le niveau de zéro émissions nettes (ZEN), le CSC représentera 9% de la réduction totale d'ici 2035 et 15% d'ici 2070. Le CSC est considéré comme une passerelle importante vers un système énergétique plus durable. Toutefois, il doit être mis en œuvre comme une solution complémentaire pour les activités dont les émissions de CO2 sont impossibles à réduire, jouant ainsi un rôle clé dans la réalisation des objectifs climatiques fixés dans l'accord de Paris.

Il existe actuellement 30 projets commerciaux de CSC en cours d'exploitation dans le monde, la majorité étant localisée en Amérique du Nord.

Ces projets permettent de capter et de stocker près de 40 Mt par an, ce qui est inférieur aux niveaux requis par l'AIE, à savoir 1150 Mt par an d'ici 2030. Néanmoins, l'industrie du CSC suscite un intérêt croissant, avec plus de 120 projets en cours de développement. Ces projets ont des applications diverses dans différents secteurs (par exemple, l'hydrogène à faible teneur en carbone, la production de biocarburants, le fer, l'acier et le ciment).

Les principaux défis auxquels se heurtent les projets de CSC sont les importants besoins en capitaux ainsi que la faiblesse des incitations économiques, qui, s'ils ne sont pas résolus rapidement, freineront sans aucun doute l'adoption massive des technologies de CSC dans le monde. L'intensité capitalistique des technologies CSC implique non seulement l'investissement dans des actifs à longue durée de vie, mais aussi le déploiement de pipelines de CO2 et de ressources de stockage géologique, dont l'évaluation et la construction représentent plusieurs centaines de millions de dollars. À cela s'ajoutent les coûts liés à l'exploitation et à la surveillance des infrastructures de CSC.

Le Global CCS Institute fixe un coût de référence de 60 USD par tonne de CO2 évitée. Cela représente 2,4 milliards d'USD pour le niveau actuel de 40 Mt de CO2 séquestré et stocké dans le monde. Pour parvenir à une baisse des coûts, il faudrait que le secteur public soutienne les investissements de capital-risque ainsi que la mise en place d’incitations financières ou leviers réglementaires. Par exemple, la section 45Q du code fiscal américain offre un crédit d'impôt pouvant atteindre 50 USD par m/tonne de CO2 capturé et stocké. On peut également citer le Fonds d'innovation de l'UE, doté de 10 milliards d'euros, qui investit dans des projets de CSC, ainsi que la loi sur les investissements dans les infrastructures et l’emploi aux Etats-Unis, qui réserve 12 milliards de dollars pour soutenir les initiatives de réduction de carbone.

Les possibilités d'investissement dans le CSC comprennent le financement de la recherche et du développement de nouvelles technologies par le biais d'obligations vertes spécifiques, l'investissement dans des entreprises qui développent des projets de stockage du carbone ou des projets de compensation de carbone tels que les efforts de reboisement.

En ce qui concerne le captage du carbone, Aker Carbon Capture, qui était auparavant une division de la grande société d'ingénierie norvégienne Aker Solutions, a commencé à développer sa technologie de captage du CO2 en postcombustion en 2005. Cette technologie utilise un mélange de solvants organiques et d'eau pour absorber le CO2 et peut être appliquée à des usines déjà en service ou à de nouvelles constructions. L'entreprise vise une capacité de captage de 10 Mt de CO2 par an d'ici 2025, ce qui équivaut aux émissions de CO2 de 10 grandes cimenteries ou de 50 usines de valorisation énergétique des déchets.

Du côté du stockage du carbone, on trouve principalement des entreprises chimiques ou pétrolières et gazières. NextDecade est une entreprise américaine axée sur le développement de projets de gaz naturel liquéfié (GNL), ses gazoducs et ses solutions reliant le gaz produit dans le bassin permien aux marchés mondiaux du GNL. Outre son expertise sur le marché du GNL, NextDecade a mis à profit des années d'expérience en ingénierie et en gestion de projet pour développer un procédé exclusif de CSC pour les installations industrielles. Elle mettra en œuvre sa technologie de CSC dans son projet phare, le terminal GNL Rio Grande, où elle prévoit de capter et de stocker plus de 5 millions de tonnes de CO2 par an, ce qui équivaut au pouvoir d'absorption de 300 millions d'arbres ou au retrait d'un million de véhicules de la circulation.