Par Mary Hoff
Klaus Lackner a une image de l’avenir dans son esprit, et cela ressemble à ceci: 100 millions de boîtes de la taille d’une semi-remorque, chacune remplie d’un tissu beige configuré en ce qui ressemble à un tapis Chaque boîte aspire l’air comme si elle respirait. Comme il le fait, le tissu absorbe le dioxyde de carbone, qu’il libère plus tard sous forme concentrée pour être transformé en béton ou en plastique ou acheminé loin sous terre, annulant efficacement sa capacité à contribuer au changement climatique.,
Bien que la technologie ne soit pas encore opérationnelle, elle est « sur le point de sortir du laboratoire, afin que nous puissions montrer comment elle fonctionne à petite échelle », a déclaré Lackner, directeur du Center for Negative Carbon Emissions à l’Arizona State University., Une fois qu’il a tous les défauts mis au point, il a pensé que, combiné, le réseau de boîtes pourrait capturer peut—être 100 millions de tonnes métriques (110 millions de tonnes) de CO2 par jour à un coût de 30 per la tonne-faisant une brèche perceptible dans la surabondance de CO2 perturbant le climat qui s’est accumulée dans,
Lackner fait partie des centaines, voire des milliers, de scientifiques du monde entier qui travaillent sur des moyens d’éliminer le CO2 de l’atmosphère, de capturer le carbone de l’atmosphère à l’aide de plantes, de roches ou de réactions chimiques d’ingénierie et de le stocker dans le sol, des produits tels que le béton et le plastique,
Certaines des stratégies—connues collectivement sous le nom de technologies d’élimination du dioxyde de carbone ou d’émissions négatives—ne sont que des étincelles dans les yeux de leurs envisageeurs., D’autres-des programmes de faible technologie comme planter plus de forêts ou laisser des résidus de culture sur le terrain, ou des configurations plus high-tech « émissions négatives » comme l’usine de combustible de biomasse captant le CO2 qui a été mise en ligne au printemps dernier à Decatur, Illinois-sont déjà en cours. Leur objectif commun: nous aider à sortir du problème du changement climatique dans lequel nous nous sommes engagés.
« Nous ne pouvons pas simplement décarboner notre économie, sinon nous n’atteindrons pas notre objectif de carbone », a déclaré Noah Deich, co-fondateur et directeur exécutif du Center for Carbon Removal à Oakland, en Californie. « Nous devons aller au-delà de nettoyer le carbone de l’atmosphère …, nous devons commencer d’urgence si nous voulons avoir de vrais marchés et de vraies solutions à notre disposition, sûres et rentables d’ici 2030. »
De nombreuses approches
Pratiquement tous les experts du changement climatique conviennent que pour éviter la catastrophe, nous devons d’abord et avant tout mettre tout en œuvre pour réduire les émissions de CO2. Mais un nombre croissant disent que ce n’est pas suffisant. Si nous voulons limiter le réchauffement atmosphérique à un niveau en dessous duquel des changements irréversibles deviennent inévitables, affirment-ils, nous devrons également éliminer activement le CO2 de l’air en quantités assez importantes.,
« Il est presque impossible que nous atteignions 2°C, et encore moins 1.5°C, sans une sorte de technologie d’émissions négatives », a déclaré Pete Smith, titulaire de la chaire en sciences des plantes et des sols à l’Université d’Aberdeen et l’un des leaders mondiaux de l’atténuation du changement climatique.
En fait, les scientifiques du monde entier qui ont récemment élaboré une « feuille de route » pour un avenir qui nous donne de bonnes chances de maintenir le réchauffement en dessous du seuil de 2 ºC s’appuient fortement sur la réduction des émissions de carbone en éliminant complètement les combustibles fossiles—mais exigent également que nous éliminions activement le CO2, Leur plan prévoit de séquestrer 0,61 gigatonnes métriques (un gigaton, abrégé Gt, est un milliard de tonnes métriques ou 0,67 milliard de tonnes) de CO2 par an d’ici 2030, 5,51 d’ici 2050 et 17,72 d’ici 2100. Les émissions de CO2 d’origine humaine étaient d’environ 40 Gt en 2015, selon la National Oceanic and Atmospheric Administration.,
Des rapports apparaissent périodiquement soulignant qu’une approche ou une autre ne va pas le couper: les arbres peuvent stocker du carbone, mais ils rivalisent avec l’agriculture pour la terre, le sol ne peut pas stocker assez, les machines comme celles que Lackner envisage prennent trop d’énergie, nous n’avons pas l’ingénierie prévue pour le stockage souterrain.
Il est probablement vrai qu’aucune solution n’est la solution, tous ont des avantages et des inconvénients, et beaucoup ont des bugs à résoudre avant d’être prêts pour les heures de grande écoute. Mais avec la bonne combinaison, et avec une recherche et un développement sérieux, ils pourraient faire une grande différence., Et, comme l’a récemment souligné une équipe internationale de climatologues, le plus tôt sera le mieux, car la tâche de réduire les gaz à effet de serre ne fera que devenir plus grande et plus ardue plus nous tarderons.
Smith suggère de diviser les nombreuses approches en deux catégories: les stratégies « sans regret » relativement peu technologiques qui sont prêtes à l’emploi, telles que le reboisement et l’amélioration des pratiques agricoles, et les options avancées qui nécessitent une recherche et un développement substantiels pour devenir viables. Ensuite, il suggère de déployer le premier et de travailler sur le second., Il préconise également de minimiser les inconvénients et de maximiser les avantages en associant soigneusement la bonne approche au bon endroit.
« Il y a probablement de bonnes et de mauvaises façons de tout faire », a déclaré Smith. « Je pense que nous devons trouver les bonnes façons de faire ces choses. »
Deich, aussi, soutient la poursuite simultanée de plusieurs options. « Nous ne voulons pas d’une technologie, nous voulons beaucoup de solutions complémentaires dans un portefeuille plus large qui se met à jour souvent à mesure que de nouvelles informations sur les solutions émergent., »
Dans cet esprit, voici un aperçu rapide de certaines des principales approches envisagées, y compris une projection approximative basée sur les connaissances actuelles du potentiel de stockage du CO2 distillées à partir de diverses sources—y compris les résultats préliminaires d’une étude de l’Université du Michigan qui devrait être publiée plus tard cette année—ainsi que des résumés des avantages, des inconvénients, de la maturité, des incertitudes et des réflexions sur les circonstances dans lesquelles chacune pourrait être,
Boisement et reboisement
Payez votre droit d’entrée, empruntez une route sinueuse à travers le parc national de Sequoia en Californie, faites une randonnée d’un demi-kilomètre à travers les bois et vous vous retrouverez aux pieds du Général Sherman, le plus grand arbre du monde. Avec quelque 52 500 pieds cubes (1 487 mètres cubes) de bois dans son tronc, le mastodonte a plus de 1 400 tonnes métriques (1 500 tonnes) de CO2 piégées dans son seul tronc.
Bien que sa taille soit clairement exceptionnelle, le Général donne une idée du potentiel des arbres à aspirer le CO2 de l’air et à le stocker dans le bois, l’écorce, les feuilles et les racines., En fait, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat a estimé qu’un seul hectare (2,5 acres) de forêt peut absorber entre 1,5 et 30 tonnes métriques (1,6 et 33 tonnes) de CO2 par an, selon les types d’arbres, leur âge, le climat, etc.
Les forêts mondiales séquestrent actuellement de l’ordre de 2 Gt de CO2 par an. Des efforts concertés pour planter des arbres dans de nouveaux endroits (boisement) et replanter les superficies déboisées (reboisement) pourraient augmenter ce chiffre d’un gigaton ou plus, selon les espèces, les modèles de croissance, l’économie, la politique et d’autres variables., Les pratiques de gestion forestière mettant l’accent sur le stockage du carbone et la modification génétique des arbres et autres plantes forestières pour améliorer leur capacité à absorber et à stocker le carbone pourraient augmenter ces chiffres.
Une autre façon d’aider à améliorer la capacité des arbres à stocker le carbone est d’en fabriquer des produits durables-bâtiments à ossature de bois, livres, etc. L’utilisation de bois riche en carbone pour la construction, par exemple, pourrait étendre la capacité de stockage des arbres au-delà des frontières des forêts, le stockage du bois et le boisement se combinant pour un potentiel 1.,3-14 Gt CO2 par an possible, selon le Climate Institute, une organisation de recherche basée en Australie.
.com/holgs
Carbon Farming
La plupart des activités agricoles sont destinées à produire quelque chose qui est récolté sur la terre. La culture du carbone est le contraire. Il utilise des plantes pour piéger le CO2, puis utilise stratégiquement des pratiques telles que la réduction du travail du sol, la plantation de cultures à racines plus longues et l’incorporation de matières organiques dans le sol pour encourager le carbone piégé à pénétrer-et à rester—dans le sol.
» Actuellement, de nombreux sols agricoles, horticoles, forestiers et de jardin sont une source nette de carbone., Autrement dit, ces sols perdent plus de carbone qu’ils ne séquestrent », a noté Christine Jones, fondatrice de l’organisation à but non lucratif Amazing Carbon basée en Australie. « Le potentiel d’inverser le mouvement net de CO2 dans l’atmosphère grâce à une meilleure gestion des plantes et des sols est immense. En effet, la gestion de la couverture végétative de manière à améliorer la capacité du sol à séquestrer et à stocker de grands volumes de carbone atmosphérique sous une forme stable offre une solution pratique et presque immédiate à certains des problèmes les plus difficiles auxquels l’humanité est actuellement confrontée., »
La capacité de stockage du carbone du sol pourrait encore augmenter si les initiatives de recherche de l’Advanced Research Projects Agency-Energy, une agence gouvernementale américaine qui fournit un soutien à la recherche pour les technologies énergétiques innovantes, et d’autres visant à améliorer la capacité des cultures à transférer du carbone dans le sol sont couronnées de succès. Et, souligne Eric Toensmeier, auteur de Carbon Farming Solution, la capacité des terres agricoles à stocker du carbone peut être considérablement augmentée en incluant également les arbres dans l’équation.,
« En général, ce sont les pratiques qui intègrent les arbres qui ont le plus de carbone —souvent deux à 10 fois plus de carbone par hectare, ce qui est assez important », a déclaré Toensmeier.
Creative Commons
Autre végétation
Bien que les forêts et les terres agricoles aient attiré le plus l’attention, d’autres types de végétation—prairies, végétation côtière, tourbières—absorbent et stockent également du CO2, et les efforts visant à améliorer leur capacité à le faire pourraient contribuer à la cause du stockage du carbone dans le monde.,
Les plantes côtières, telles que les mangroves, les herbiers marins et la végétation habitant les marais salants marémoteurs, excellent pour séquestrer le CO2 dans la végétation—beaucoup plus par zone que les forêts terrestres, selon Meredith Muth, gestionnaire de programme international à la National Oceanic and Atmospheric Administration.
« Ce sont des écosystèmes incroyablement riches en carbone », a déclaré Emily Pidgeon, directrice principale des initiatives marines stratégiques de Conservation International., C’est parce que le sol pauvre en oxygène dans lequel ils poussent inhibe la libération de CO2 dans l’atmosphère, donc plutôt que de revenir dans l’atmosphère, le carbone s’accumule simplement couche par couche au fil des siècles. Avec des mangroves séquestrant environ 1 400 tonnes métriques (1 500 tonnes) par hectare (2. 5 acres); marais salants, 900 tonnes métriques (1,000 tonnes); et herbiers marins, 400 tonnes métriques (400 tonnes), la restauration de la végétation côtière perdue et l’extension des habitats côtiers détient le potentiel de séquestrer le carbone substantiel., Et les chercheurs envisagent des stratégies telles que la réduction de la pollution et la gestion de la perturbation des sédiments pour que ces écosystèmes absorbent encore plus de CO2.
Et, a ajouté M. Pidgeon, une telle végétation offre un double avantage climatique, car elle aide également à protéger les côtes de l’érosion, car le réchauffement entraîne une élévation du niveau de la mer.
« C’est l’écosystème parfait du changement climatique, en particulier dans certains des endroits les plus vulnérables », a-t-elle déclaré. « Il assure la protection contre les tempêtes, le contrôle de l’érosion, maintient la pêche locale. En termes de changement climatique, c’est extrêmement précieux, qu’il s’agisse d’atténuation ou d’adaptation., »
. com/MorganLeeAlain
Bioénergie& Enterrer
En plus d’exploiter la capacité de la végétation à stocker le CO2 dans les parties des plantes et le sol, les humains peuvent améliorer la séquestration en éliminant le carbone que les plantes absorbent par d’autres moyens. Une centrale électrique de 208 millions de dollars qui a commencé à fonctionner plus tôt cette année au cœur du pays agricole de l’Illinois est un exemple tangible de cette approche et de ce qui est actuellement largement considéré comme la stratégie technologique la plus prometteuse pour éliminer de grandes quantités de carbone de l’air: la capture et le stockage du carbone,
BECCS commence généralement par convertir la biomasse en une source d’énergie utilisable telle que le combustible liquide ou l’électricité. Mais ensuite, il prend le concept une étape clé plus loin. Plutôt que d’envoyer le CO2 libéré pendant le processus dans l’air, comme le font les installations conventionnelles, il le capture et le concentre, puis l’emprisonne dans des matériaux tels que le béton ou le plastique ou—comme c’est le cas pour l’usine Decatur—l’injecte dans des formations rocheuses qui emprisonnent le carbone loin sous la surface
Une stratégie connexe propose d’utiliser des plantes océaniques comme le varech plutôt que des plantes terrestres., Cela réduirait la nécessité de concurrencer la production alimentaire et la préservation de l’habitat pour les terres. Cette option n’a cependant pas été explorée autant que les BECC terrestres, de sorte que le nombre d’inconnues est encore plus élevé.
En ce qui concerne le stockage des choses, bon nombre des technologies proposées sont encore au stade de concept ou de développement précoce. Mais si elle est développée correctement, l’approche a « potentiellement un impact significatif », a déclaré le professeur Pete Smith de l’Université d’Aberdeen.,
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Biochar
Une autre façon d’améliorer la capacité des plantes à stocker le carbone est de brûler partiellement des matériaux tels que les coupes forestières ou les déchets de culture pour fabriquer une substance riche en carbone et lente à se décomposer, appelée biochar, qui peut ensuite être enterrée ou répandue sur les terres agricoles. Le biochar a été utilisé pendant des siècles pour enrichir le sol pour l’agriculture, mais récemment, il a attiré l’attention sur sa capacité à séquestrer le carbone—comme en témoigne le fait que trois des 10 finalistes d’un défi de la Terre de 25 millions de dollars lancé par Virgin en 2007 exploitent cette approche.,
Oregon Department of Forestry
Fertiliser l’océan
Les plantes et les organismes ressemblant à des plantes qui vivent dans l’océan absorbent des quantités incommensurables de CO2 chaque année, leur capacité à le faire étant limitée uniquement par la disponibilité du fer, de l’azote et d’autres nutriments dont ils ont besoin pour Les chercheurs étudient donc des stratégies pour fertiliser l’océan ou apporter des nutriments des profondeurs pour hyperdrive la capacité des plantes à piéger et à stocker le carbone.,
Il y a une dizaine d’années, des entreprises ont commencé à se former pour le faire, avec le plan de récolter les fruits du marché mondial du carbone qui sera bientôt établi. Ces plans sont en grande partie restés sur la table à dessin, entravés par des incertitudes importantes sur la façon de fixer un prix sur le carbone, des préoccupations concernant la perturbation des pêches et des écosystèmes océaniques en général, et les besoins et coûts énergétiques élevés qui seraient probablement impliqués. En outre, nous n’avons pas une image claire de la quantité de carbone piégé resterait réellement dans l’océan plutôt que de rentrer dans l’atmosphère.,
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Rock Solutions
Le CO2 est naturellement éliminé de l’atmosphère chaque jour par des réactions entre l’eau de pluie et les roches. Certains climatologues proposent d’améliorer ce processus—et donc d’augmenter l’élimination du CO2 de l’atmosphère-par des mesures artificielles telles que l’écrasement des roches et leur exposition au CO2 dans une chambre de réaction ou leur propagation sur de vastes zones terrestres ou océaniques, augmentant la surface sur laquelle les réactions peuvent se produire.,
Comme on l’imagine actuellement, les stratégies visant à améliorer le stockage du carbone en faisant réagir le CO2 avec les roches sont coûteuses et énergivores en raison de la nécessité de transporter et de traiter de grandes quantités de matériaux lourds. Certaines nécessitent également une utilisation extensive des terres et ont donc le potentiel de concurrencer d’autres besoins tels que la production alimentaire et la protection de la biodiversité. Les chercheurs cherchent des moyens d’utiliser les déchets miniers et d’affiner la stratégie pour réduire les coûts et accroître l’efficacité.
.,com/Dushlik
Capture et stockage directs de l’air
Les conteneurs de piégeage du carbone de Lackner de l’Arizona State University, ainsi que d’autres projets tels que l’installation de piégeage du carbone de Climeworks qui vient d’ouvrir en Suisse, représentent l’une des technologies de capture et de stockage des gaz à effet de serre les plus discutées Connue sous le nom de capture et stockage directs de l’air, cette approche utilise des produits chimiques ou des solides pour capturer le gaz de l’air mince, puis, comme dans le cas de BECCS, le stocke pour le long terme sous terre ou dans des matériaux durables.,
Déjà utilisé dans les sous-marins sous la surface de l’océan et dans les véhicules spatiaux bien au-dessus, la capture directe de l’air peut théoriquement éliminer le CO2 de l’air mille fois plus efficacement que les plantes, selon Lackner.
La technologie, cependant, est embryonnaire. Et parce qu’il nécessite de cueillir des molécules de CO2 de tout le reste de l’air, c’est un énorme porc énergétique. D’un autre côté, cette approche a le gros avantage d’être déployable n’importe où sur la planète.
Ari Daniel pour Le monde de PRI
Où partir d’ici?,
Si quelque chose est clair dans ce résumé, ce sont ces deux choses: Premièrement, il y a beaucoup de potentiel pour augmenter les efforts pour réduire les émissions de CO2 avec des stratégies pour augmenter l’élimination du CO2 de l’atmosphère. Deuxièmement, il y a beaucoup de travail à faire avant que nous puissions le faire à une échelle significative et d’une manière qui non seulement comble le fossé en carbone, mais protège également l’environnement et répond aux besoins humains plus immédiats.,
« Sur la base de la technologie actuelle, il n’y a vraiment aucune combinaison de technologies d’émissions négatives actuellement disponibles qui serait employable à une échelle suffisante pour aider à atteindre l’objectif de moins de 2 °C sans impacts vraiment significatifs », a déclaré Peter Frumhoff, directeur des sciences et des politiques et scientifique en chef de l’Union of Concerned Scientists. « Nous pouvons en principe déployer des technologies d’émissions négatives, mais nous n’avons pas la compréhension ou les politiques pour le faire à une échelle suffisante., »
La nécessité de faire quelque chose devenant de plus en plus urgente, les chercheurs commencent à examiner de plus près les avantages, les inconvénients et le potentiel des diverses opportunités et à mettre en place des programmes de recherche pour faire avancer les plus prometteurs aux bons endroits au bon moment. En mai 2017, un comité d’étude de l’Académie nationale des Sciences a commencé à tenir une série de séances de stratégie pour identifier les priorités de recherche pour aller de l’avant.,
« Notre travail au sein de ce comité est de recommander un programme de recherche pour résoudre un grand nombre de ces problèmes, pour réduire les coûts, pour améliorer l’efficacité du programme, pour surmonter les obstacles à l’expansion et à la mise en œuvre, à la gouvernance et surtout à la vérification et au suivi », a déclaré Stephen Pacala, président du groupe, professeur d’écologie et de biologie évolutive à l’Université de Princeton, dans une vidéo décrivant l’initiative.
Cela dit, il est important de se rappeler que la technologie n’est peut-être pas le facteur limitant à long terme.,
« Je ne pense pas que ce soit un défi technique », a déclaré Deich. « Je pense que c’est une volonté de payer et une volonté d’obtenir des réglementations claires, cohérentes et équitables autour de ces solutions. »En d’autres termes, la mise en service du stockage du carbone consiste en fin de compte à créer des marchés et/ou des politiques qui le récompensent tout en tenant compte des dimensions sociales et environnementales. « Ce n’est pas nécessairement, » Ces choses peuvent-elles se mettre à l’échelle? »C’est, » Y a-t-il quelqu’un qui est prêt à payer pour qu’ils arrivent à l’échelle?, »
La façon la plus évidente de le faire serait d’apposer un prix sur le carbone, ce qui se traduirait par un avantage financier pour le faire disparaître.
En fin de compte, le stockage du carbone n’est pas bon marché, admet Smith—mais, souligne-t-il, le changement climatique ne l’est pas non plus.
La façon dont Lackner le dit est la suivante: Nous voyageons à grande vitesse sur une montagne dans une voiture qui arrive à un virage en épingle à cheveux, et ce n’est pas tant une question de savoir si nous frappons le garde-corps que de savoir si nous pouvons ralentir suffisamment, de sorte que lorsque nous le faisons, nous rebondissons,
« Je ne peux pas garantir que cela fonctionnera », a-t-il déclaré à propos de ses dispositifs de piégeage du CO2. « Je suis optimiste, mais je ne peux probablement pas le garantir. Le fait que cela puisse ne pas fonctionner, la possibilité que cela ne fonctionne pas, n’est pas en soi une excuse pour ne pas essayer. Si nous ne le faisons pas fonctionner, je suis très certain que nous vivrons des moments très difficiles. »
Republié avec la permission de notre associé média Ensia.