Technologie de captage du carbone : catalyser la durabilité par l'innovation – un rapport panoramique sur les brevets

Dans la course à la lutte contre le changement climatique, le captage du carbone est apparu comme une technologie prometteuse pour réduire les niveaux de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère, un contributeur majeur au réchauffement climatique. Cette technologie est un domaine de recherche et d’innovation depuis quelques années, avec un engagement croissant à déployer des installations adéquates pour atteindre zéro émission nette et au-delà. Pour notre dernier rapport sur le paysage des brevets, Sarah Fguira, consultante en business intelligence, a entrepris une recherche et une analyse macro pour obtenir un aperçu mondial de la dynamique des brevets, des tendances et des principaux acteurs actifs dans le domaine des technologies de captage du carbone.

À quoi sert la technologie de captage du carbone ?

La technologie de captage du carbone capte et stocke le dioxyde de carbone émis par les processus industriels ou les installations de production d’électricité avant qu’il ne pénètre dans l’atmosphère. Ce processus contribue à atténuer l'impact des gaz à effet de serre (GES) sur le changement climatique en les stockant sous terre ou en les utilisant pour d'autres applications, comme dans les matériaux de construction.

Le processus de captage du carbone comporte généralement trois étapes principales : le captage, le transport et le stockage ou l'utilisation. Lors de la phase de captage, le dioxyde de carbone est isolé des autres gaz produits lors de la combustion ou des processus industriels, car il peut être capté lors de la pré-combustion ou directement à partir de l'air. Par la suite, le CO2 capturé est acheminé via des pipelines ou des navires de transport vers des formations géologiques pour une séquestration et un stockage souterrains sécurisés, ou vers des sites industriels pour être utilisé.

L’utilisation du carbone constitue une double opportunité de réduire et de réutiliser les émissions, offrant une incitation convaincante à approfondir les efforts et les progrès dans ce domaine.

Que nous apprend la dynamique des brevets sur le statut d’innovation de cette technologie ?

Pour comprendre les activités d'innovation et de R&D dans cette technologie, nous avons effectué une recherche macro à l'aide de notre logiciel propriétaire d'intelligence IP . En analysant les brevets collectés grâce à notre expertise en services de conseil en propriété intellectuelle , nous avons pu créer un aperçu global de l'avancement de la recherche et des investissements dans ce domaine.

Au total, les familles de brevets collectées depuis 2004 jusqu'à aujourd'hui sont d'environ 50 000, liées au captage, au stockage et à l'utilisation du carbone.

Les dépôts de brevets dans le domaine du captage du carbone ont augmenté au cours des 20 dernières années avec une forte tendance à la croissance depuis 2021, qui pourrait être liée à l'intérêt croissant pour ce domaine en raison des réglementations et politiques environnementales poussant les secteurs public et privé à innover. dans le domaine de la technologie de captage du carbone.

Au cours de la dernière décennie, la plupart des familles de brevets ont été accordées ou sont actuellement en attente, comparativement aux familles mortes. Cette tendance témoigne d’une intensification des efforts de développement, largement stimulés par la demande du marché pour des solutions et des technologies visant à réduire les émissions de carbone. En outre, cela souligne la reconnaissance croissante de la valeur potentielle dérivée de la création d’autres produits utilisant le CO2 capturé dans divers domaines.

Points chauds géographiques pour la technologie de captage du carbone

L'analyse des pays prioritaires dans les dépôts de brevet révèle les nations les plus innovantes actuellement actives dans la recherche et le développement (R&D) de technologies de captage du carbone. L'Asie est le continent le plus contributeur avec quatre pays : la Chine, le Japon, la Corée et l'Inde. La Chine est le premier pays ayant enregistré le plus grand nombre de dépôts de brevets au cours de la dernière décennie. Cela pourrait être interprété comme le fait que la Chine, étant le plus grand émetteur mondial de CO2, est confrontée à une pression accrue pour réduire son empreinte carbone. Par conséquent, il existe une incitation accrue à la R&D pour atteindre les objectifs gouvernementaux en matière de réduction des émissions de CO2, notamment grâce aux progrès de la technologie de captage du carbone. Les États-Unis travaillent également activement sur cette technologie, occupant la deuxième place parmi les 10 premiers pays déposants, avec une tendance constante en matière de dépôts depuis 2013, suivis par le Japon et la Corée. Les pays européens figurent parmi les premiers pays dans ce domaine avec moins de familles de brevets sur la même période.

Couverture du marché pour la technologie de captage du carbone

Plus de 50 % des inventions ont été publiées en Chine et aux États-Unis, qui sont les principaux pays innovants avec le plus grand nombre de familles de brevets déposées, suivis par l'Europe, le Japon et la Corée. Le Canada figure également parmi les marchés protégés les plus importants en raison de son engagement envers l'atténuation du changement climatique et du potentiel de son marché.

Technologie de captage du carbone : les meilleurs acteurs

Bien que la base de données compte environ 50 000 inventions au total, aucun des principaux acteurs ne dépasse 1 000 familles de brevets, ce qui indique la diversité du marché et le nombre d'acteurs travaillant sur les technologies émergentes dans le domaine des technologies de captage du carbone.

La plupart des principaux acteurs sont des organisations industrielles ou universitaires chinoises. Les entreprises industrielles sont majoritairement actives dans le domaine de l'énergie et développent des solutions de captage du carbone.

• SINOPEC , société pétrolière et gazière, est en tête des principaux acteurs, avec 600 familles de brevets dont 83 % sont vivantes et 342 sont accordées. La plupart des familles de brevets sont protégées en Chine et peu d'entre elles sont étendues. Cela reflète l’engagement de l’entreprise en faveur de la réduction des émissions de carbone. Ses efforts verts et à faible émission de carbone ont été récompensés par le titre de « Modèle chinois à faible émission de carbone ». L'un de ses projets, le projet de démonstration de captage, d'utilisation et de stockage de carbone (CCUS) du champ pétrolifère Qilu-Shengli d'un million de tonnes, a été achevé et mis en service en août. SINOPEC a connu un dépôt régulier au cours de la dernière décennie avec un pic en 2021 (78 familles de brevets).
• Air Liquide , fournisseur de gaz possédant une expérience notable dans le domaine du captage du carbone, compte plus de 400 familles de brevets, dont 234 familles de brevets sont accordées et environ 60 % sont vivantes. Bien que son dépôt soit moins important que SINOPEC en nombre de familles de brevets compte tenu des fluctuations des 10 dernières années, il a considérablement augmenté en 2020 avec 39 familles de brevets et Air Liquide a commercialisé des solutions de captage du carbone et de liquéfaction du CO2.
• Le Huaneng Clean Energy Research Institute (CERI) , qui fait partie du groupe Huaneng (CHNG) et l'une des principales sociétés publiques d'électricité en Chine, détient près de 300 familles de brevets (85 % en vie, 151 accordées). Sa tendance aux dépôts est en augmentation depuis 2013 avec une augmentation remarquable constatée entre 2020 et 2021 (respectivement 18 et 68 familles de brevets), ce qui reflète l'approche adoptée par la Chine en matière de réduction de l'empreinte carbone.

Applications prometteuses du CO2 capturé

En plus du stockage du CO2, des technologies d'utilisation du dioxyde de carbone ont été développées pour créer des produits générant de la valeur économique tout en contribuant à l'atténuation des émissions de CO2. L’une des principales utilisations est la récupération assistée du pétrole (EOR), où le CO2 est injecté dans les réservoirs de pétrole pour augmenter la production de pétrole tout en capturant et en stockant simultanément le CO2 sous terre.

D'autres technologies et applications émergentes d'utilisation du carbone concernent la minéralisation et l'utilisation du CO2 dans la fabrication du ciment, notamment la carbonatation des agrégats.

Pour notre rapport sur le paysage des brevets, nous avons analysé les données de dépôt de brevet en mettant l’accent sur le segment du bâtiment dans le segment du captage et de l’utilisation du carbone. Il a révélé que ce segment est encore en développement et représente un ensemble de données restreint et limité, chacun des principaux acteurs du domaine du captage du carbone ne détenant que quelques brevets.

Des acteurs tels que Taiheiyo Cement, Denka, Solidia Technologies et JFE Steel sont parmi les plus actifs en termes de dépôt et de protection des innovations liées au captage et à l'utilisation du CO2 dans l'industrie de fabrication du ciment. Nous avons également constaté que des institutions universitaires, telles que l’Institut coréen des géosciences et des ressources minérales et l’Université de technologie du Hubei, se sont engagées ces dernières années.

L’exploration des localisations de la R&D dans l’industrie du ciment utilisant le captage du dioxyde de carbone montre que les principaux pays actifs ne sont autres que la Chine, les États-Unis, le Japon et la Corée, où les brevets ont été déposés pour la première fois.

En termes de pays de protection, la Chine possède de loin la plus grande couverture de marché, car la plupart des brevets ne constituent pas des familles de brevets chinois étendus. Viennent ensuite les États-Unis, le Parlement européen, le Japon et la Corée. L'Australie, le Canada et l'Inde figurent également parmi les pays les plus protégés, ce qui reflète le fait que tous ces pays s'efforcent d'atténuer leurs émissions de carbone.

Quelle est la prochaine étape pour la technologie de capture du carbone ?

En offrant une méthode efficace pour améliorer la qualité des produits tout en atténuant simultanément les émissions de dioxyde de carbone, la technologie de captage du carbone constitue une étape cruciale vers un monde plus vert et plus durable.

L’intérêt croissant observé pour notre rapport panoramique sur les brevets souligne une prise de conscience croissante de l’importance de ces technologies dans la lutte contre le changement climatique. En utilisant le CO2 capturé, les organisations peuvent non seulement contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre, mais également assumer leur responsabilité dans la promotion d'une économie circulaire.

Comme nous espérons que ce rapport panoramique sur les brevets sur la technologie de captage du carbone l’illustre, la dynamique des brevets peut fournir des informations précieuses sur les tendances et les marchés de la recherche et de l’innovation. Pour plus de détails sur l'activité brevets dans ce secteur ou pour des conseils ou une assistance spécifiques sur tout autre sujet, contactez l' équipe Questel IP Consulting .

Sarah Fguira est consultante en Business Intelligence chez Questel, spécialisée dans les sujets IP. Ingénieure chimiste titulaire d'un Master en Management de l'Innovation, Sarah possède plus de quatre ans d'expérience en tant que consultante travaillant sur des sujets liés à la chimie, à l'alimentation et à la pharmacie.