Mettre fin à la dépendance aux combustibles fossiles (1), réduire les émissions résiduelles de GES (2) et augmenter les puits de carbone (3) impliquera une évolution des schémas futurs d’émissions, capture, stockage et usages du CO2. En complément d’efforts importants de réduction de la demande (sobriété), d’électrification des usages et d’efficacité, les leviers d’action directe sur les flux de carbone identifiés aujourd’hui sont regroupés selon les dénominations suivantes :

· Carbon Capture and Usage (CCU) pour la substitution au carbone fossile (1)

· Carbon Capture and Storage (CCS) pour limiter les émissions résiduelles de carbone fossile (2)

· Carbon Dioxide Removal (CDR) pour la génération « d’émissions négatives » de CO2 (3)

Le stage propose d’étudier les évolutions potentielles des émissions de CO2, des gisements de captage et des volumes d'échange dans différents secteurs industriels en fonction d'une demande associée.

· Gisements de captage : Il s’agira pour le stagiaire d’identifier les sources des émissions de CO2 et de caractériser les technologies de capture en fonction de la source (concentrée, fatale, combustion biomasse, atmosphérique). La réglementation actuelle imposera en 2041 de capter et de stocker le CO2 d’origine fossile. Avant 2041, il pourra être capturé et recyclé pour un réusage. Après 2041, seul le CO2 biogénique ou provenant de la DAC (Direct Air Capture) pourra être recyclé.

· Volumes futurs : il s’agira d’évaluer l’état actuel des volumes de captage, stockage et de valorisation du CO2, d’identifier les tensions possibles dans un contexte de réduction des émissions et augmentation de la demande et de scénariser les évolutions dont 3 variantes sont aujourd’hui envisagées : CO2 concentré puis DAC (Situation transitoire) (1), Pérennisation du concentré (2), DAC dès le début (3).

· Infrastructures et schémas logistiques : La mise en place d’un marché pose les questions suivantes : « D’où vient le CO2 ? Comment le transporte-t-on, selon les sources et les usages, stockage compris ? ». En matière d’usage, le stagiaire aidera à définir les facteurs dimensionnant des infrastructures (taille des unités de synthèse, production d’électricité, stockage, coût, etc.) en intégrant la contrainte de capture et/ou de production électrique bas carbone.

· Réglementation : La réglementation actuelle devra être étudiée, ainsi que son évolution possible en matière de stockage et d’usage du CO2 pour proposer le cadre juridique le plus adapté à un déploiement vertueux des filières.

Le stage aura donc pour objectif de constituer une base de connaissances communes sur les ressources disponibles, les futures chaînes logistiques, les marchés et réglementation du CO2. Il s’articulera entre une phase de recherche bibliographique pour construire une base documentaire et l’utilisation d’un outil de scénarisation en dynamique des systèmes pour l’établissement de différents scénarios sur la base des données actualisées.