Il existe actuellement sept technologies à émissions négatives (NET) reconnues. Quels sont leur potentiel global d’élimination du CO₂, les coûts et les effets secondaires pertinents ? Un aperçu des avantages et des inconvénients du captage et du stockage du carbone.
Boisement & Reboisement (AR)
Le boisement est l’établissement d’une forêt ou d’un peuplement d’arbres dans une zone où il n’y avait pas de couverture arborée antérieure. Pendant ce temps, le reboisement est le repeuplement naturel ou intentionnel des forêts et des terres boisées existantes qui ont été épuisées, généralement par la déforestation. Les deux sont disponibles à grande échelle – en théorie – mais ils manquent actuellement d’incitations pour une adoption généralisée. Ils sont susceptibles d’augmenter leurs coûts à mesure que les terres se raréfient. Ils pourraient avoir des effets secondaires positifs sur la biodiversité et la qualité des sols et de l’eau s’ils ne sont pas appliqués en tant que monocultures.
Exemple: 11 pays ont entrepris de construire la Grande Muraille Verte, une ceinture d’arbres de 7 000 kilomètres s’étendant du Sénégal en Afrique de l’Ouest jusqu’aux zones côtières de Djibouti en Afrique de l’Est.
Cela, espèrent les organisateurs du projet, emprisonnera les sables du désert du Sahara, stoppera l’expansion du désert, restaurera 50 millions d’hectares de terres et absorbera quelque 250 millions de tonnes de carbone. Environ 15% du mur d’arbres a déjà été planté, selon l’Initiative de la Grande Muraille Verte du Sahara et du Sahel.
Le « Mur » promet une solution convaincante aux nombreuses menaces urgentes auxquelles sont confrontés non seulement le continent africain mais l’ensemble de la communauté mondiale – en particulier le changement climatique, la sécheresse, la faim, les conflits et les migrations. Une fois achevée, la Grande Muraille Verte sera la plus grande structure vivante de la planète : trois fois la taille de la Grande Barrière de Corail.
- Préparation technique : prêt pour un déploiement à grande échelle
- Effets secondaires positifs : bon pour la qualité du sol
- Effets secondaires négatifs : Effet albédo, menaces pour la sécurité alimentaire et implications potentiellement négatives pour la biodiversité
- La permanence: réversible
Biochar (C.-B.)
Le biochar a une teneur élevée en carbone pouvant atteindre 90 % et lie le matériau carboné de manière fiable, à long terme et sans effets secondaires négatifs. Obtenu par pyrolyse à partir de biomasse, il captera le CO2 de l’atmosphère lors de sa croissance. Le carbone est stocké dans la matière végétale tandis que l’oxygène est libéré dans l’atmosphère. Une grande partie du carbone peut être capturée dans une phase gazeuse, liquide et solide. Tout en fournissant une énergie climatiquement neutre en utilisant la phase gazeuse (Syngas) et la phase liquide (Bio-Oil), l’utilisation matérielle de la phase solide (Biochar) permet la capture et le stockage du carbone, conduisant ainsi à un processus climatique net positif.
Les coûts de cette technologie sont plutôt modérés. La large application du biochar permet des émissions négatives à grande échelle. L’augmentation des rendements des cultures et l’amélioration du carbone et des éléments nutritifs du sol, ainsi que la réduction des émissions de N2O, sont les résultats attendus.
Exemple: En tant que premier fabricant européen de biochar, Swiss Biochar propose depuis 2010 du biochar de haute qualité EBC. En collaboration avec l’Ithaka Institute, ils ont développé des substrats de sol riches en humus avec du charbon végétal activé. Le biochar certifié EBC répond aux normes de qualité les plus élevées avec une teneur en carbone de plus de 80 %. Depuis 2021, ils font partie du groupe NovoCarbo pour optimiser leur gamme de produits pour une grande variété d’applications – de la viticulture à la verdure et aux plantes de balcon.
- Préparation technique : capacité de pyrolyse limitée
- Effets secondaires positifs : bon pour la qualité du sol
- Effets secondaires négatifs : dépend de la disponibilité de la biomasse
- La permanence: stable, selon le type de sol
Séquestration du carbone dans le sol (SCS)
La séquestration du carbone dans le sol comprend une série de pratiques qui génèrent des émissions négatives en stockant organiquement le CO2 dans les sols. Les scientifiques ont estimé que les sols – principalement à des fins agricoles – pourraient séquestrer plus d’un milliard de tonnes de carbone supplémentaires chaque année. Cette technologie est également disponible à grande échelle, mais on s’inquiète de sa pérennité. Il y a des centaines de millions d’agriculteurs dans le monde, qui cultivent pour la plupart de petites parcelles de terre. Pour tirer pleinement parti de la séquestration basée sur le sol en tant que solution climatique, il faudrait que nombre d’entre eux modifient leur façon de cultiver, maintenant et pour des centaines d’années à venir. Il s’agit d’un grand défi social et économique, et les experts débattent de la mesure dans laquelle la séquestration basée sur le sol est réellement possible à long terme.
Exemple: La séquestration du carbone dans le sol a gagné du terrain au sein de l’administration Biden comme moyen pour les agriculteurs de réduire, voire d’inverser les émissions de gaz à effet de serre (GES) de l’agriculture américaine. Pour faire progresser cette technologie, le Congrès a proposé la loi bipartite Growing Climate Solutions Act, qui vise à aider les agriculteurs à participer à des marchés volontaires qui les paient pour stocker du carbone dans le sol.
- Préparation technique : prêt pour un déploiement à grande échelle
- Effets secondaires positifs : une éventuelle réduction concomitante du N2O en tant qu’autre gaz à effet de serre (difficile à réduire)
- Effets secondaires négatifs : permanence précaire
- La permanence: réversible sous certaines conditions
Altération améliorée sur terre et dans les océans (EW)
L’altération améliorée produit des émissions négatives en accélérant le processus d’altération minérale des roches et en distribuant la roche du sol sur la terre. Une altération accrue entraîne une carbonatation (c’est-à-dire une formation de roche carbonatée), qui peut être considérée comme une forme de stockage géologique.
Exemple: Les entreprises axées sur la mission, comme The Project Vesta, exécutent des mesures d’action directe en investissant dans la recherche et en effectuant des tests sur le terrain pour développer des solutions pratiques à grande échelle afin d’éliminer de grandes quantités de CO2 de l’atmosphère et de galvaniser le déploiement mondial. L’ONG capte le CO2 en utilisant un minéral naturel abondant appelé olivine. Les vagues de l’océan broient l’olivine, augmentant sa surface. Au fur et à mesure que l’olivine se décompose, elle capture le CO2 atmosphérique de l’océan et le stabilise sous forme de calcaire sur le fond marin. Cette approche offre une séquestration permanente avec un potentiel de volume très élevé à faible coût. Des questions subsistent quant à sa sécurité et sa viabilité : pour valider l’altération améliorée des côtes, davantage d’expériences en laboratoire et de projets pilotes sur les plages doivent être réalisés.
- Préparation technique : production minérale limitée
- Effets secondaires positifs : une éventuelle réduction concomitante du N2O en tant qu’autre gaz à effet de serre (difficile à réduire)
- Effets secondaires négatifs : la pollution de l’eau et du sol, ainsi que les risques de la chaîne d’approvisionnement impliquant l’exploitation minière, l’extraction et le processus énergivore de broyage des roches
- La permanence: écurie
Fertilisation des océans (OF)
La fertilisation des océans produit des émissions négatives en augmentant l’absorption de carbone des océans.
Ceci est réalisé en augmentant l’apport de nutriments près de la surface, en ajoutant des micro ou macronutriments. Jusqu’à présent, cette technologie n’a été testée que dans des usines de démonstration à petite échelle, mais il existe probablement un grand potentiel d’augmentation de l’échelle. Son impact sur la biologie marine et les structures du réseau trophique est inconnu.
En plus de réduire les émissions, la culture des algues peut également réduire l’acidification des océans. Dans certains endroits, cette application est déjà utilisée pour la conchyliculture afin de réduire l’acidification et d’améliorer la croissance des coquillages.
- Préparation technique : que des démonstrations à petite échelle
- Effets secondaires positifs : inconnue
- Effets secondaires négatifs : inconnue
- La permanence: stable mais incertain
Bioénergie combinée au captage et au stockage du carbone (BECCS)
BECCS produit des émissions négatives en capturant et en stockant le CO2 émis par la biomasse lors de la combustion. Cette technologie offre de bonnes opportunités de marché, mais son impact sur la biodiversité et la dégradation des terres est probablement négatif.
Exemple: La société britannique Drax a commencé à piloter le premier projet de capture et de stockage du carbone bioénergétique (BECCS) de ce type en Europe à la centrale électrique de Drax en octobre 2018.
Le projet pilote avec la technologie C-Capture a capturé ses premières molécules de carbone dans la plus grande centrale électrique renouvelable du Royaume-Uni au début de 2019.
Une deuxième installation pilote BECCS a été installée par Mitsubishi Heavy Industries (MHI) dans la zone d’incubation de capture, d’utilisation et de stockage du carbone (CCUS) de la centrale électrique du North Yorkshire à l’automne 2020.
- Préparation technique : 1 seule démonstration grandeur nature
- Effets secondaires positifs : faible encombrement
- Effets secondaires négatifs : risque d’effets secondaires négatifs pour la biodiversité, la pollution de l’air, les traces de GES et la sécurité alimentaire
- La permanence: écurie
Capture et stockage directs de l’air (DACCS)
C’est l’une des rares technologies qui extrait le dioxyde de carbone de l’atmosphère et est considérée par les scientifiques comme vitale pour limiter le réchauffement climatique. La technologie DACS extrait le CO2 directement de l’atmosphère par des procédés chimiques. Celui-ci est ensuite stocké en permanence pour obtenir des émissions négatives. Si le CO2 capturé avec le DAC est utilisé dans des produits à courte durée de vie, tels que les carburants, il s’agit d’un exemple de CCU et n’est donc pas considéré comme une émission négative. L’intensité énergétique du processus de capture directe de l’air peut impliquer des compromis avec un approvisionnement rare en électricité et en chaleur climatiquement neutres.
Exemple: En septembre 2020, des entreprises suisses et islandaises ont annoncé le démarrage des opérations de la plus grande usine de captage direct du carbone dans l’air au monde. L’usine Orca – une référence au mot islandais pour énergie – se compose de huit grands conteneurs d’apparence similaire à ceux utilisés dans l’industrie du transport maritime, qui utilise des filtres et des ventilateurs de haute technologie pour extraire le dioxyde de carbone. L’installation captera et stockera jusqu’à 40 000 tonnes de dioxyde de carbone par an.
La capture directe de l’air est encore une technologie naissante et coûteuse, mais les développeurs espèrent faire baisser les prix en augmentant la production alors que de plus en plus d’entreprises et de consommateurs cherchent à réduire leur empreinte carbone.
- Préparation technique : déployés sur des marchés de niche
- Effets secondaires positifs : peu connu
- Effets secondaires négatifs : coûts d’opportunité potentiels peu connus mais importants
- La permanence: écurie
Cette histoire d’Ama Lorenz et Frank Odenthal a été initialement publiée dans THE BEAM #13.
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