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Capter le CO2 dans l’air : la solution miracle pour lutter contre le réchauffement climatique ?

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Le 19 mars, le volcan islandais Fagradalsfjall a provoqué l’une des
éruptions les plus spectaculaires de tous les temps. Spécialistes et
curieux ont afflué sur le site pour voir la lave glisser sur ses flancs
pour la première fois en 800 ans. La dernière fois que le Fagradalsfjall
s’est réveillé, au XIIIe siècle, les niveaux de dioxyde de carbone (CO2)
dans l’atmosphère étaient bien inférieurs à 300 parties par million (ppm).

Mais il y a environ un siècle, les niveaux de dioxyde de carbone ont
dépassé ce seuil et continué à augmenter de façon exponentielle tout au
long du 20e siècle. Il y a six ans, ils ont franchi la barre des 400 ppm.
En cause, l’activité humaine. La combustion de énergies fossiles propage du
dioxyde de carbone dans l’atmosphère, où il reste pendant des siècles
(voire des millénaires). Cette molécule est capable de piéger la chaleur et
forme une sorte de couverture sur la Terre.

 

Rapport 2021 du Giec ©Météo France 

Le rapport le plus récent, publié en août par le Groupe d’experts
intergouvernemental sur l’évolution du climat, le fameux Giec, révèle que
nos émissions excessives de dioxyde de carbone ont entraîné une
augmentation des températures de 1,1 degré Celsius depuis l’époque
préindustrielle. Selon les scientifiques, les températures continueront
d’augmenter à mesure que les niveaux de dioxyde de carbone s’élèveront, ce
qui entraînera davantage de phénomènes météorologiques extrêmes, de
chaleur, de sécheresse et un déclin catastrophique de la biodiversité.

La solution, « aspirer » le CO2 dans l’air ?

Si les humains ont injecté tout cet excès de dioxyde de carbone dans l’air,
pourquoi ne pas essayer de l’aspirer, au sens littéral du terme ? Ce
concept, connu sous le nom de captage direct du CO2 dans l’air (DAC), fait
l’objet de débats depuis des décennies. Jusqu’ici, le déploiement de
machines capables de ce travail de filtration s’est avéré couteux et peu
efficace. Pouvons-nous raisonnablement espérer qu’elles constituent un
outil viable pour inverser les émissions de carbone ?

Alors que les dirigeants mondiaux, les militants et les universitaires sont
réunis à Glasgow pour la COP26, le principal sommet des Nations unies sur
le climat, penchons-nous sur cette technologie de lutte contre la crise
climatique.

L’éruption du volcan islandais Fagradalsfjall en mars dernier filmée à l’aide d’un drone par le vidéaste Bjorn Steinbekk. © Bjorn Steinbekk

Comment ça marche ?

Imaginez un million de particules d’« air ». La grande majorité de ces
particules sont de l’azote et, dans une moindre mesure, de l’oxygène.
Seules 412 particules environ sont constituées de dioxyde de carbone, le
gaz à effet de serre qui piège la chaleur. Il s’agit là d’une vision
simpliste de l’air, mais elle permet de décrire la tâche complexe que doit
accomplir une machine de DAC : absorber des millions et des millions de
particules d’air et les filtrer pour en extraire le dioxyde de carbone.

Pour ce faire, les machines de DAC utilisent une série d’énormes
ventilateurs pour aspirer l’air ambiant et le faire passer à travers un
filtre contenant des produits chimiques au contact desquels le dioxyde de
carbone réagit et se fixe. Le CO2 est piégé, tandis que les autres
composants de l’air passent au travers.

Le principe de fonctionnement du système de captage de CO2 dans l’air de Climeworks. © Climeworks

La chaleur, la pression ou d’autres produits chimiques permettent de collecter ce dioxyde de carbone concentré. Il devient alors possible de mettre ce stock de CO2 sous terre, en le mélangeant à de l’eau avant de l’injecter dans le sol où il se minéralise et se transforme en pierre.

Un captage infime aujourd’hui… 

Mais, étant donné que le dioxyde de carbone ne représente qu’une infime partie de l’air que nous respirons, les installations de CAD doivent en absorber une grande quantité. Cela nécessite de l’énergie. Et le chauffage du filtre pour libérer le CO2 concentré nécessite également de l’énergie. Si cette dernière est fournie par des énergies fossiles, c’est le serpent qui se mord la queue…

Selon l’Agence internationale de l’énergie, 19 installations de captage direct de l’air sont en service dans le monde. Quinze d’entre elles sont exploitées par la société suisse Climeworks. Son installation DAC phare est située à une heure du volcan Fagradalsfjall, dans la centrale géothermique d’Hellisheidi. Baptisée Orca, il s’agit de la plus grande machine de DAC au monde. Elle est entrée en service le 9 septembre et n’a cessé depuis d’aspirer du CO2. Orca capte environ 4 000 tonnes de dioxyde de carbone par an. Cela représente une quantité infime, équivalente au retrait de 870 voitures de la circulation.

Mais une solution à grande échelle pour demain ?

Climeworks a le soutien de marques influentes, comme Shopify et Microsoft,
qui ont acheté de futurs prélèvements de CO2 au fur et à mesure de
l’expansion de l’installation. L’équipe de Climeworks prévoit de faire
évoluer l’usine d’Orca d’ici 2024 et vise un déploiement mondial en 2027,
ce qui, selon elle, permettrait de multiplier par cent l’élimination du
CO2.

L’Islande est un endroit idéal pour Orca, car elle se trouve au sommet
d’une ligne de faille entre deux plaques tectoniques, ce qui rapproche la
chaleur et le magma de la surface. L’éruption du Fagradalsfjall est une
conséquence de cette situation géographique particulière. Cela signifie
également qu’il y a une abondance d’énergie géothermique, une source
renouvelable qui utilise la chaleur générée dans la terre. La DAC est
alimentée par la centrale géothermique de Hellisheidi.

Cet environnement volcanique signifie également qu’il y a de la roche
basaltique en profondeur. Une fois qu’Orca a extrait le CO2 de l’air, une
installation voisine, gérée par la société islandaise Carbfix, l’injecte
dans cette couche de basalte. En deux ans, le CO2 se transforme en pierre
et peut être conservé pendant des millénaires.

 

Un morceau de basalte contenant du CO2 minéralisé. © Climeworks

Il est important de noter ici que le DAC est différent des autres
technologies de captage du carbone, souvent regroupées sous le terme
générique de séquestration du dioxyde de carbone ou CCUS. Ces technologies
ont été développées et promues par les industries des énergies fossiles
comme un moyen de capturer le dioxyde de carbone pendant la combustion du
pétrole et du gaz.

Des installations de DAC à grande échelle sont prévues aux États-Unis et en
Écosse. Carbon Engineering espère à terme aspirer 1 million de tonnes de
CO2 dans son installation située dans le Bassin permien entre le Texas et
le Nouveau-Mexique. Cela équivaudrait à retirer environ 200 000 véhicules
de la circulation.

C’est un chiffre important. Mais il faut savoir qu’en 2020, les émissions
mondiales de CO2 totalisaient environ 31,6 milliards de tonnes, et il n’est
pas certain qu’elles aient atteint un pic.

L’image, le coût et la nécessiter de décarboner 

Lorsque la centrale DAC Orca a été mis en service en septembre, le
climatologue Peter Kalmus a salué l’initiative tout en estimant que « seul
un imbécile parierait l’avenir de la planète là-dessus
».

En effet, la capture directe de l’air est une technologie prometteuse, mais
elle se heurte à quelques obstacles majeurs. Le premier est le coût
prohibitif de ce procédé. Retirer une tonne de dioxyde de carbone de
l’atmosphère peut coûter entre 100 et 600 euros, voire jusqu’à 1 000
euros. La taxation du carbone, qui oblige les pollueurs de combustibles
fossiles à payer pour leurs émissions, est beaucoup moins chère. Cela
signifie qu’à l’heure actuelle, il est plus rentable d’émettre du dioxyde
de carbone que de l’extraire de l’atmosphère. « Ce n’est vraiment pas un
bon rapport qualité-prix
», estime Alia Armstead, chercheuse en
climatologie à l’Australia Institute.

 

La centrale DAC Orca de Climeworks à Hellisheidi en Islande. © Climeworks

Pour que le DAC soit réellement neutre en carbone, il faut également
trouver de bonnes sources d’énergies renouvelables pour alimenter les
installations. C’est facile en Islande, pays hautement volcanique, mais
l’accès aux énergies renouvelables n’est pas aussi aisé partout dans le
monde. Certains détracteurs du procédé suggèrent que l’argent investi dans
le captage direct du CO2 serait mieux employé s’il était directement
affecté à des projets renouvelables, afin d’éviter que le dioxyde de
carbone n’entre dans l’atmosphère.

Mark Jacobson, ingénieur à l’université de Stanford, a déclaré à nos
confères de CNET.com en février que les lobbyistes en faveur des
technologies de capture du carbone, dont le DAC, « mentent fondamentalement
au public sur les avantages
». Il considère que le soutien du gouvernement
à cette technologie est une forme de subvention déguisée qui permettrait à
l’industrie des combustibles fossiles de rester en activité.

Reste que le soutien des gouvernements et du secteur privé est de plus en
plus important. Il y a deux semaines, le ministère américain de l’Energie a
annoncé l’octroi de 14,5 millions de dollars pour développer les
installations de DAC, déclarant dans un communiqué que ce procédé est «
essentiel pour combattre la crise climatique actuelle et atteindre des
émissions nettes nulles d’ici 2050 ». Le 5 novembre, il a annoncé un «
Carbon Negative Earthshot » pour accélérer la recherche et l’innovation et
faire baisser les coûts. Au début de l’année, la fondation XPrize d’Elon
Musk a débloqué 100 millions de dollars pour aider à développer des
technologies de capture du carbone. Le nom du gagnant devrait être annoncé
en avril 2025.

Bien que les technologies d’élimination du carbone bénéficient d’un soutien
croissant, les scientifiques reconnaissent largement que le captage direct
de l’air ne peut remplacer la nécessité de décarboner. En outre, les
progrès technologiques ont été lents. Même avec un soutien accru, ils
demeurent insuffisants pour nous empêcher de dépasser les objectifs
climatiques fixés dans l’accord de Paris. « Nous devons investir dans des
technologies qui fonctionnent et qui peuvent réduire les émissions
aujourd’hui, pas dans cinq ou dix ans
», conclut Alia Armstead.

Article de CNET.com adapté par CNETFrance

Image : Climeworks

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