BioCO₂ : de sous-produit industriel à ressource stratégique pour la décarbonation 

Comprendre le potentiel du bioCO2 et son rôle dans la production de biogaz

La transition énergétique et l’objectif de neutralité carbone à l’horizon 2050 imposent une réduction rapide des émissions de CO₂ d’origine fossile et le développement de solutions alternatives durables. Dans ce contexte, la méthanisation joue un rôle croissant en produisant du biogaz à partir de matières organiques, tout en générant, lors de l’étape d’épuration, un flux de CO₂ biogénique de haute pureté : le bioCO₂.

Contrairement au CO₂ fossile issu de la combustion de ressources non renouvelables, le bioCO₂ s’inscrit dans un cycle carbone court, ce qui en fait une ressource à faible impact climatique.

Aujourd’hui encore largement sous-valorisé, ce CO₂ biogénique présente pourtant un fort potentiel de substitution dans de nombreux usages industriels existants (agroalimentaire, froid, serres), ainsi que dans des marchés émergents tels que les e-fuels, les matériaux bas carbone ou la méthanation.

Lire notre article :

La distinction entre CO₂ fossile vs CO₂ biogénique est une distinction essentielle pour les stratégies bas carbone.

Avec près de 500 000 tonnes disponibles chaque année, le bioCO₂ issu de la méthanisation constitue une opportunité à la fois environnementale et économique. Toutefois, son développement se heurte à des défis majeurs : exigences de qualité élevées, dispersion géographique des sites de production, coûts de purification et de transport, cadre réglementaire encore en construction et forte volatilité du marché du CO₂.

Quelle est la réglementation du bioCO₂ au niveau français et européen ?

L’UE a posé les bases de la future régulation du bioCO₂

L’objectif est d’établir d’ici 2030 des réglementations cadrées et plus strictes pour inciter l’utilisation du bioCO₂ et établir un partenariat biogaz/biométhane couplé à la préparation des infrastructures pour son intégration dans la chaîne d’approvisionnement. Les différentes options d’utilisation et de stockage du CO₂ et leur niveau de maturité sont en encore faible mais en voie d’amélioration jusqu’en 2050 et le potentiel de marché est croissant.

Sur ce marché, il existe des modèles qui permettent de comptabiliser le CO₂ comme biogénique

Actuellement, l’EU ETS ne reconnaît pas les émissions négatives, donc la capture et le stockage de CO2 biogénique et atmosphérique (BECCS,DACCS)* ne sont pas encore encouragés par le système ETS. :

• Le système d’échange de quotas d’émissions EU ETS :  Les émissions biogéniques issues de la biomasse sont comptabilisées à zéro lorsque les bioénergies respectent les critères de durabilité de la directive RED (Renewable Energy Directive).
• En complément au marché ETS, le CBAM (Mécanisme d’ajustement carbone aux frontières), renforce la compétitivité de l’industrie européenne et vise à égaliser le prix du carbone entre les produits importés et ceux produits dans l’UE :​ il s’applique aux importations de certains produits dont le gaz (ciment, métaux, électricité, aluminium, fertiliseur, hydrogène).

Ainsi, l’EU ETS et le CBAM structurent aujourd’hui le prix du carbone et la compétitivité industrielle au sein du marché européen. Un cadre complémentaire spécifique, le LULUCF, structure la prise en compte effective des absorptions et du carbone biogénique.

• Le règlement LULUCF (Land-Use, Land Use Change and Forestry) établit les règles de comptabilisation des émissions et absorptions de carbone liées à l’utilisation des terres, dont le bioCO2. C’est pourquoi les émissions issues de la biomasse forestière durable sont considérées comme nulles dans la directive EU ETS​.

1. Des critères de durabilité permettent de déduire le bioCO₂ de la comptabilité des émissions de GES.

La RED III, spécifie les conditions de déductions suivantes :

Le cadre réglementaire de comptabilisation, non harmonisé à l’échelle européenne, reste cependant un frein majeur au développement de la filière.

Quelles sont les opportunités du développement du marché bioCO₂ ?

Un potentiel du CO₂ biogénique sous-estimé

La filière biométhane génère déjà des volumes significatifs de CO₂ capturable. En 2023, plus de 5 Mt de bioCO₂ ont été séparées lors de la valorisation du biogaz, un volume qui aurait pu atteindre près de 29 Mt si l’ensemble du biogaz produit avait été valorisé.

À l’échelle européenne, le potentiel est appelé à croître rapidement, avec jusqu’à 89 Mt de CO₂ biogénique capturables chaque année d’ici 2040, soit près d’un quart de l’objectif climatique européen. Cette trajectoire se traduit déjà concrètement sur le terrain : le nombre d’installations de captage de bioCO₂ connaît une croissance accélérée en Europe.

•  Entre pureté élevée, gisements nombreux et coût faible, ces atouts du bioCO₂ encourage le développement d’infrastructures

À court terme, 25 usines supplémentaires sont déjà prévues d’ici 2026, représentant 0,5 Mt de CO₂ biogénique capturé par an en capacité additionnelle.

Les deux principaux atouts du bioCO₂ résident aussi dans son intégration directe au procédé de production du biométhane. Sur le plan technique, le bioCO₂ se distingue par une pureté élevée, comprise entre 96 % et plus de 99 %, réduisant fortement les besoins en purification et la consommation énergétique associée et rend la valorisation plus simple que les sources fossiles. De plus, les gisements de bioCO₂ sont multiples.

Sur le plan économique, les coûts de capture du bioCO₂ se situent généralement entre 40 et 80 €/t CO₂ pour les installations de taille industrielle, et peuvent descendre jusqu’à 14–35 €/t CO₂ pour les unités de valorisation de biogaz à grande échelle. À titre de comparaison, la capture directe dans l’air (DAC) affiche des coûts compris entre 100 et 800 €/t CO₂, avec une intensité énergétique nettement plus élevée. Dans un contexte où le prix du carbone en Europe avoisine 70 €/t CO₂, le bioCO₂ apparaît déjà comme une solution économiquement crédible.

Comment tracer le CO₂ biogénique ? Un système de certification existe-t-il ? Quel lien à faire avec le marché carbone européen (EU ETS) ?

Une procédure de certification de son CO2 « biogénique » déjà disponible

Une fois toutes ces conditions réunies, alors les émissions de bioCO₂ sont comptabilisées à un facteur d’émission de zéro, aucun quota carbone ne doit être restitué sur le marché EU ETS. Dans le cas contraire, l’opérateur doit resituer des quotas EU ETS pour ces émissions.

• Plusieurs certifications sont reconnues pour attester l’origine « biogénique » du CO₂ principalement dans le cadre de la réglementation européenne (directive RED II/III)

• Acteurs privés et institutions européennes travaillent à la mise en place de cadres réglementaires et de systèmes de certification visant à garantir sa traçabilité et son caractère biogénique

Des initiatives comme celles portées par Rainbow ou l’ERGAR cherchent à structurer un marché européen du CO₂ (lien vers l’article Yélé « Le marché du gaz en France, enjeux et perspectives dans la transition énergétique ») biogénique, en définissant des méthodologies robustes de certification carbone, compatibles avec les cadres réglementaires européens (RED III, CRCF). Ces travaux sont essentiels pour éviter les risques de double comptabilisation, sécuriser les échanges transfrontaliers et permettre la reconnaissance du bioCO₂ comme une commodité traçable et valorisable sur les marchés du carbone et des usages industriels.

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Disponible, mature, compétitif et adossé à des usages existants, le bioCO₂ issu des biogaz constitue ainsi un levier immédiat pour accélérer la décarbonation industrielle et atteindre les objectifs climatiques (lien vers l’article Yélé « Objectif climatique 2040, réduction, émission, décarbonation en Europe »), tout en structurant une filière locale à fort potentiel encore insuffisamment intégrée aux stratégies climatiques actuelles.

Cependant, cette technologie subie le manque de réglementation initialement pensé pour le CO2 industriel et fossile. Cette absence d’harmonisation européenne rend les échanges compliqués, freine les débouchés industriels et agricoles et entraine un risque de double comptage du CO2 biogénique.

Enfin, le manque de reconnaissance du caractère « durable » et de perspectives claires réduit les investissements et donc le soutien aux producteurs de bioCO2.

Un cadre réglementaire stable est donc nécessaire pour libérer ce potentiel. Des réglementations cadrées et plus strictes pour inciter l’utilisation du bioCO₂ devraient être mises en place d’ici 2030.

Yélé s’engage dans la filière CO₂

C’est sur ce facteur clef de succès que Yélé Consulting s’engage auprès de ses clients publics et privés : définir des feuilles de route réalistes, structurer des consortiums locaux ou européens, accompagner le passage du démonstrateur à l’industrialisation, piloter la concertation entre parties prenantes, et garantir la mobilisation des bons leviers de financement.

L’expérience de Yélé permet aujourd’hui d’accompagner la montée en puissance des projets territoriaux de valorisation du CO₂, contribuant concrètement au développement d’une économie bas carbone compétitive et résiliente.

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Rédacteurs : Charlotte DE MAISON ROUGE

Relecteurs : Brieuc GANCEL

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Sources :

Carbon Capture and Utilisation – Liquid Wind

Biogenic CO2 explained – ENVEA

Bio-CO,2 from biomethane – European Biogas Association

GUIDE POUR RÉALISER UN PROJET DE VALORISATION DU BIOCO2 ISSU DE METHANISATION – AREC Île-de-France

GUIDE POUR L’ÉLABORATION DES DOCUMENTS TECHNIQUES DE CONSULTATION ET D’OFFRES D’UNE UNITÉ DE « TRAITEMENT DU CO2 » ISSU DU BIOGAZ EN VUE DE SA VALORISATION – Comité Stratégique de Filière Nouveaux Systèmes Énergétiques

Valorisation du CO2 Quels bénéfices ? Sous quelles conditions ? – ADEME

Webinaire CTBM – Valorisation du CO2 de méthanisation – Centre Technique Biogaz et Méthanisation