La technologie de capture du carbone peut-elle remplacer les arbres?

La technologie de capture du carbone pourrait-elle remplacer les arbres?

Au fur et à mesure que les plantes et les arbres poussent, ils absorbent le dioxyde de carbone (CO2) de l’atmosphère et le transforment en sucres par photosynthèse. La technologie de capture du carbone imite cela artificiellement en captant le CO2 (souvent dans le cadre de processus de production industrielle) ou en le retirant de l’air lui-même.

La crise climatique s’aggrave et la poursuite des émissions de carbone n’aide pas. Le CO2 est un gaz à effet de serre (GES) et la concentration atmosphérique croissante de ces gaz provoque le réchauffement climatique. La réduction de la quantité de CO2 dans l’atmosphère est un élément essentiel de l’atténuation du climat, que ce soit par la prévention ou par l’élimination.

Bien que le CO2 ne soit pas le GES le plus puissant, il est le plus courant. Cela est principalement dû aux combustibles fossiles. Et c’est le principal contributeur à la crise climatique actuelle. Dans cet esprit, la technologie moderne de capture du carbone pourrait-elle nous sauver des effets aggravants du changement climatique? Et si oui, comment fonctionne réellement la capture artificielle du carbone?

Les émissions de carbone ne sont-elles pas normales?

Selon Climate.gov, les niveaux de carbone sont plus élevés aujourd’hui qu’au cours des 800 000 dernières années. Les combustibles fossiles que nous utilisons pour la chaleur et l’énergie (charbon, pétrole brut et gaz naturel) sont appelés ainsi parce qu’ils proviennent de restes fossilisés d’organismes vivants.

Ces combustibles fossiles sont extrêmement riches en carbone, à l’origine tirés de l’atmosphère par des organismes vivants tels que les algues, les plantes et les bactéries via la photosynthèse au cours de plusieurs millions d’années. Les brûler pour obtenir de la chaleur et de l’énergie libère ce carbone dans l’atmosphère, augmentant ainsi la température mondiale.

Les sources naturelles d’émissions de carbone comprennent la décomposition, l’océan, les incendies de forêt et les éruptions volcaniques. Mais nous rejetons d’énormes quantités de carbone dans l’atmosphère en l’espace de quelques centaines d’années seulement grâce à la combustion du charbon et du pétrole.

Cela est à l’origine du réchauffement climatique rapide documenté dans le monde entier. Et cela contribue aux événements météorologiques extrêmes tels que les incendies, les tempêtes et les sécheresses.

Quelle est la quantité de réchauffement causée par le carbone?

L’Environmental Protection Agency (EPA) affirme que l’effet de réchauffement total des GES émis par l’homme entre 1990 et 2015 était de 37%. Les émissions de carbone à elles seules ont provoqué un réchauffement d’environ 30%. Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) déclare que les activités humaines sont à l’origine de 100% du réchauffement climatique observé depuis le milieu des années 1900.

La réduction de la production de carbone est la solution idéale à cela et il y a plus d’efforts mondiaux pour réduire les émissions causées par l’homme et la pollution générale que jamais auparavant.

Même si nous réduisons notre dépendance aux combustibles fossiles, à l’agriculture animale et à d’autres facteurs clés du réchauffement climatique (déforestation, mauvaise gestion des océans et extinction généralisée de la flore et de la faune, pour n’en nommer que quelques-uns.), Cela prendrait beaucoup de temps pour le planète pour se refroidir.

Si nous arrêtions de produire des émissions de GES maintenant, la température continuerait d’augmenter pendant des décennies. On pourrait s’attendre à un délai d’environ 40 ans avant que le climat ne se stabilise enfin, et ce serait encore à une température bien plus élevée qu’auparavant. C’est là qu’intervient la technologie de capture du carbone.

Qu’est-ce que la technologie de capture du carbone?

Le captage et le stockage du carbone (CSC), également connu sous le nom de contrôle du carbone, implique la capture du CO2 résiduel et son stockage là où il ne peut pas pénétrer dans l’atmosphère. Il s’agit d’une version artificielle de la séquestration du carbone, le processus naturel exécuté par les plantes, les arbres, le sol et l’océan.

CCS comprend deux processus distincts: la capture et le stockage. Il existe trois types de captage: la pré-combustion, l’oxycombustible et la post-combustion.

Le but de la précombustion est d’éliminer le carbone du combustible à base de charbon avant de le brûler. Les centrales à cycle combiné, qui utilisent à la fois des turbines à gaz et à vapeur, sont l’emplacement typique de cette technologie. Ces usines traitent le charbon pour créer un gaz synthétique de monoxyde de carbone et d’hydrogène. La teneur en monoxyde de carbone est ensuite transformée en CO2 tandis que l’hydrogène est détourné et brûlé pour produire de l’électricité.

Il peut être difficile de séparer le CO2 pour capturer pendant la combustion de combustibles fossiles. Mais ce serait beaucoup plus simple si les usines produisaient du carbone pur à partir de leurs cheminées. L’oxycombustible consiste à brûler du carburant dans un environnement à haute teneur en oxygène, ce qui facilite le traitement et le transport du carbone purifié vers une installation de stockage.

La post-combustion, également appelée absorption ou épuration du carbone, est la seule forme de captage déjà utilisée au niveau industriel. Alors que la pré-combustion et l’oxycombustible peuvent aider à construire des usines plus respectueuses de l’environnement, la post-combustion est le moyen le plus simple de nettoyer les installations existantes.

Ce type de capture est généralement effectué dans des environnements industriels, y compris les centrales électriques et les usines. La technologie de capture du carbone est la plus efficace à la source, bien que l’élimination du CO2 de l’air lui-même soit devenue possible ces dernières années. C’est ce qu’on appelle la capture directe de l’air.

Comment le carbone capturé artificiellement est-il stocké?

Une fois capturé, le carbone résiduaire est déposé profondément sous terre pour être stocké. C’est ce qu’on appelle la géo-séquestration et incorpore fréquemment des gisements de pétrole, des aquifères et des formations rocheuses déjà exploités.

Le professeur Frost de la faculté des sciences physiques et chimiques de l’Université de technologie du Queensland a expliqué le processus à Science Daily.

«Le concept de géoséquestration implique de liquéfier le dioxyde de carbone et de le déposer dans des zones minérales sous la surface de la terre où les réactions chimiques du CO2 liquide avec des minéraux le stabilisent sous forme solide». il a dit.

Cependant, le CO2 capturé pourrait également aider à carbonater les boissons gazeuses, à prévenir la croissance bactérienne, à décaféiner le café et à faire pousser des plantes en serre.

Au départ, l’océan lui-même était considéré comme une option de stockage du carbone capturé. Mais cela provoque une acidification tellement exagérée qu’elle aurait un impact significatif sur les écosystèmes marins.

La capture du carbone est-elle efficace?

Le CCS est possible, mais son efficacité et son caractère pratique sont largement débattus, et les commentateurs sont généralement pour ou contre.

Les partisans soutiennent que, étant donné que les centrales électriques à combustibles fossiles sont ici, nous devons réduire l’empreinte carbone de cette industrie. Selon Carbon Brief, le charbon produit près de 40 pour cent de l’électricité mondiale, et une énergie abordable est particulièrement importante pour la croissance des pays en développement.

S’éloigner du charbon sera difficile et le CSC pourrait présenter un moyen unique de rationaliser la production d’énergie dans la transition vers les énergies renouvelables. Bill Gates et Elon Musk sont tous deux de fervents défenseurs de la technologie.

Gates est un investisseur clé dans la société islandaise Carbfix, qui affirme que son carbone stocké se transforme en pierre en deux ans. Musk a récemment offert un fonds de 100 millions de dollars pour un concours de capture du carbone afin d’encourager le développement de nouvelles technologies.

«Ce n’est pas une compétition théorique. Nous voulons des équipes qui construiront de vrais systèmes qui peuvent avoir un impact mesurable et évoluer à un niveau gigaton », a annoncé Musk en février. «Tout ce qu’il faut. Le temps presse. »

Il existe actuellement une vingtaine de programmes de captage, d’utilisation et de stockage du carbone (CCSU) qui fonctionnent commercialement. Mais selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE), il en faut beaucoup plus pour réussir à réduire les émissions de carbone.

Qu’en est-il des formes naturelles de capture du carbone?

Pourquoi ne pouvons-nous pas nous fier uniquement aux formes naturelles de capture du carbone? La séquestration du carbone est la solution terrestre aux niveaux «normaux» d’émissions de carbone, mais elle ne peut pas faire face à l’énorme augmentation des émissions causée par les humains après l’industrialisation.

La déforestation, le brûlage des tourbières au Royaume-Uni, la destruction des herbiers marins, la monoculture et l’élevage industriel, et d’innombrables autres pratiques destructrices réduisent la capacité du monde naturel à séquestrer l’augmentation du carbone que nous libérons dans l’atmosphère.

Mettre un terme aux pratiques destructrices en faveur d’alternatives durables peut aider à maximiser la séquestration du carbone.

La plantation d’arbres, d’herbes marines et d’autres plantes peut aider à remplacer certaines des ressources naturelles détruites au cours des dernières centaines d’années. Selon le Woodland Trust, un hectare de bois jeune et d’espèces indigènes mixtes peut emprisonner plus de 400 tonnes de carbone, tandis que les forêts anciennes sont encore plus efficaces pour absorber le carbone.

Mais, nous aurions besoin de planter plus de 1,5 million d’hectares de terres boisées supplémentaires pour atteindre le zéro carbone net. Cela contribuerait également à promouvoir la biodiversité et à réduire la pollution en général. Il est peu probable que nous puissions planter suffisamment d’arbres assez rapidement pour contrer efficacement les émissions de carbone. Le captage artificiel du carbone est un moyen de compenser cela, mais ce n’est pas sans risque.

Alors, quel est le problème avec la capture du carbone?

Le processus de capture du carbone est extrêmement énergivore, et les critiques disent que ce temps et cet argent pourraient à la place soutenir les énergies renouvelables et des infrastructures durables plus fiables et testées. D’autres suggèrent que le CSC pourrait donner aux groupes industriels et aux entreprises imaginées carte blanche pour continuer à émettre normalement sans engagement significatif en matière de réduction des émissions.

Malgré quelques expériences réussies dans la technologie CCS, elle n’a pas été testée à grande échelle. Et en plus de sa nature relativement non prouvée – et de l’augmentation du coût des opérations – il y a un manque de données concrètes sur comment et quand il pourrait réapparaître. Certaines études indiquent qu’il pourrait rester enfoui jusqu’à 10 000 ans.

Selon un rapport commandé par les Amis de la Terre et Global Witness, 81% du carbone capturé a été utilisé pour extraire du pétrole supplémentaire des puits existants. Le rapport souligne également le fait que jusqu’à présent, la technologie CSC n’a pas répondu aux attentes élevées de ses promoteurs et, dans certains cas, a été jusqu’à 30 pour cent moins efficace qu’initialement espéré.

«Dans ce contexte, le CSC des combustibles fossiles est une distraction par rapport à la croissance des énergies renouvelables, du stockage et de l’efficacité énergétique qui seront essentiels pour réduire rapidement les émissions au cours de la prochaine décennie,» lit une déclaration des organisations.

Une autre étude, publiée dans la revue Sciences de l’énergie et de l’environnement, fait écho à ce sentiment. L’auteur de l’étude, Mark Jacobson, a déclaré à Phys.org que même si la technologie CSC était capable de capter 100% du carbone, il serait toujours plus efficace d’investir dans de nouvelles technologies durables.

«Il y a beaucoup de dépendance sur la capture du carbone dans la modélisation théorique, et en se concentrant sur cela comme même une possibilité, cela détourne les ressources des solutions réelles,» dit Jacobson. «Cela donne aux gens l’espoir que vous pourrez maintenir les centrales électriques à combustibles fossiles en vie. Cela retarde l’action. »