Capture du carbone : Le monde mise sur des ventilateurs géants suceurs de carbone pour nettoyer nos dégâts. Mais peuvent-ils sauver la planète ?

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Les humains ont émis tellement de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère que des machines comme celle-ci sont utilisées pour aspirer littéralement le gaz, comme des aspirateurs géants, dans le but de ralentir la crise climatique et d’éviter certaines de ses conséquences les plus dévastatrices.

L’usine Orca – son nom dérivé du mot islandais pour énergie – est ce qu’on appelle une “installation de capture directe du carbone dans l’air”, et ses créateurs et exploitants, la société suisse Climeworks et la société islandaise Carbfix, disent que c’est la plus grande au monde.

Orca est un symbole déprimant de la gravité des choses, mais il pourrait également s’agir de la technologie qui aide l’humanité à se sortir de la crise.

“Nous, en tant qu’êtres humains, avons perturbé l’équilibre du cycle naturel du carbone. C’est donc notre travail de rétablir l’équilibre”, a déclaré Edda Aradóttir, ingénieur chimiste et PDG de Carbfix. “Nous aidons le cycle naturel du carbone à trouver son équilibre précédent, donc pour moi, au moins, cela a tout son sens – mais nous devons l’utiliser à bon escient”, a-t-elle déclaré.

Il a ouvert le mois dernier et élimine actuellement environ 10 tonnes de CO2 par jour, ce qui correspond à peu près à la même quantité de carbone émise par 800 voitures par jour aux États-Unis. C’est aussi à peu près la même quantité de carbone que 500 arbres pourraient absorber en un an.

C’est un bon début, mais dans le grand schéma des choses, son impact jusqu’à présent est minime. Les humains émettent environ 35 milliards de tonnes de gaz à effet de serre par an à travers les voitures que nous conduisons et les vols que nous prenons, l’énergie que nous utilisons pour chauffer nos maisons et la nourriture – en particulier la viande – que nous mangeons, entre autres activités.

Tout ce CO2 s’accumule dans l’air, où il agit comme le verre d’une serre, piégeant plus de chaleur dans l’atmosphère que la Terre n’a évolué pour tolérer.

C’est là qu’intervient la technologie utilisée pour Orca, appelée capture et stockage du carbone (CSC).

« Le captage et le stockage du carbone ne seront pas les solution au changement climatique”, a déclaré à CNN Sandra Ósk Snæbjörnsdóttir, géologue de Carbfix.

“Mais il est une Solution. Et c’est l’une des nombreuses solutions que nous devons mettre en œuvre pour pouvoir atteindre ce grand objectif que nous devons atteindre.”

Elle a ajouté : “D’abord et avant tout, nous devons arrêter d’émettre du CO2 et nous devons arrêter de brûler des combustibles fossiles, la principale source d’émissions de CO2 dans notre atmosphère.”

Comment la « magie » se produit

Les machines Orca utilisent des filtres chimiques pour capturer le gaz piégeant la chaleur. Les « ventilateurs », ou collecteurs métalliques, aspirent l’air environnant et filtrent le CO2 pour le stocker.

La concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère terrestre n’a probablement pas été aussi élevée à aucun autre moment au cours des 3 derniers millions d’années, selon les scientifiques de la NASA. Mais à des niveaux supérieurs à 410 parties par million, pour capturer réellement une quantité significative de CO2, une énorme quantité d’air doit traverser ces machines.

“Ce qui se passe, c’est que le CO2 dans l’air est une molécule acide et à l’intérieur des collecteurs, nous avons des alcalins. Les acides et les alcalins se neutralisent”, a déclaré à CNN le co-PDG de Climeworks, Christoph Gebald. “C’est la magie qui se produit.”

En deux à quatre heures, la surface du filtre est presque complètement saturée de molécules de CO2 – comme s’il n’y avait “plus de places de stationnement”, comme le dit Gebald.

“Ensuite, nous arrêtons le flux d’air et nous chauffons la structure interne à environ 100 degrés Celsius, et à cette température, les molécules de CO2 sont à nouveau libérées de la surface, elles retournent à la phase gazeuse et nous l’aspirons.”

En raison de la température élevée nécessaire au processus, l’usine Orca nécessite beaucoup d’énergie. C’est un problème qui se résout facilement en Islande, où l’énergie géothermique verte est abondante. Mais cela pourrait devenir un défi à l’échelle mondiale.

Crédit : Patrick Gallagher

Les machines d’Orca ne sont qu’un moyen d’éliminer le CO2 de l’air. D’autres méthodes consistent à capter le gaz à la source – comme la cheminée d’une cimenterie – ou à le retirer du combustible avant la combustion. Cela implique d’exposer le combustible, tel que le charbon ou le gaz naturel, à de l’oxygène ou de la vapeur sous haute température et pression pour le convertir en un mélange d’hydrogène et de CO2. L’hydrogène est ensuite séparé et peut être brûlé avec des émissions de carbone beaucoup plus faibles. Cependant, les émissions de méthane pourraient être un problème lorsque le procédé est utilisé sur du gaz naturel.

Le carbone qui sort du CSC peut être utilisé à d’autres fins, par exemple pour fabriquer des objets en plastique au lieu d’utiliser du pétrole, ou dans l’industrie alimentaire, qui utilise du CO2 pour faire pétiller les boissons. Mais la quantité qui doit être capturée dépasse largement la demande mondiale de CO2 dans d’autres endroits, ce qui signifie que la majorité devra être “stockée”.

Ces structures en forme d’igloo sont les sites de minéralisation de Carbfix, où le C02 est mélangé à de l’eau et injecté à environ 800 mètres sous terre.

À Orca, cela se produit à quelques centaines de mètres de son vide dans plusieurs structures de type igloo où le gaz est mélangé à de l’eau et injecté à environ 800 mètres sous terre. Là, le CO2 réagit avec les roches volcaniques spongieuses et se minéralise, tandis que l’eau s’écoule.

Crise des émissions

Le dernier rapport sur l’état de la science du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a montré que le monde doit réduire de moitié les émissions de gaz à effet de serre au cours de la prochaine décennie et atteindre zéro net d’ici 2050 pour avoir une chance de maintenir le réchauffement climatique. à 1,5 degrés Celsius au-dessus des niveaux préindustriels.

Plus les températures s’élèvent au-delà de 1,5 degré, plus le monde connaîtra une augmentation des événements météorologiques extrêmes – à la fois en force et en fréquence – comme les sécheresses, les ouragans, les inondations et les vagues de chaleur.

La technologie CCS semble être la solution parfaite, mais elle reste très controversée, et pas seulement en raison de la quantité d’énergie dont elle a besoin. Ses détracteurs disent que le monde devrait viser zéro émission, pas zéro net.

Mais le consensus scientifique est assez clair : un certain niveau de capture du carbone deviendra bientôt nécessaire. Le GIEC a estimé que même si les émissions diminuent considérablement, pour maintenir les augmentations de température en dessous de 2 degrés, il faudra éliminer entre 10 et 20 milliards de tonnes de CO2 chaque année jusqu’en 2100.

“Je ne pense pas que la capture du carbone soit une solution miracle, car il n’y a pas de solution miracle”, a déclaré Nadine Mustafa, chercheuse spécialisée dans la capture du carbone au département de génie chimique de l’Imperial College de Londres, et n’est pas impliquée avec Orca.

“Ce n’est pas que nous allons tout réparer en utilisant des énergies renouvelables, ou que nous allons utiliser le captage et le stockage du carbone et nous allons tout réparer avec ça. Nous allons avoir besoin de tout, surtout parce que nous sommes déjà en retard sur nos objectifs.”

Le lien pétrole et gaz

Les opposants au CSC soutiennent que la technologie n’est qu’un autre moyen pour l’industrie des combustibles fossiles de retarder sa disparition inévitable.

Bien qu’ils ne soient pas impliqués dans l’usine Orca, les géants des énergies fossiles dominent le secteur. Selon une base de données compilée par le Global CCS Institute, un groupe de réflexion pro-CSC, une écrasante majorité des 89 projets de CSC dans le monde actuellement en exploitation, en construction ou à un stade avancé de développement sont exploités par des sociétés pétrolières, gazières et charbonnières. .

Les compagnies pétrolières possèdent et utilisent la technologie pour capturer le carbone depuis des décennies, mais elles ne l’ont pas fait exactement pour réduire les émissions – ironiquement, leur motivation a été d’extraire encore plus de pétrole. En effet, le CO2 qu’ils éliminent peut être réinjecté dans des champs pétrolifères presque épuisés et aider à extraire 30 à 60 % de pétrole en plus qu’avec les méthodes normales. Le processus est connu sous le nom de « récupération améliorée du pétrole » et c’est l’une des principales raisons pour lesquelles le CSC reste controversé.

Les entreprises de combustibles fossiles investissent également dans la nouvelle technologie de capture du carbone qui élimine le CO2 de l’air – comme le font les machines d’Orca – afin qu’elles puissent affirmer qu’elles « compensent » les émissions qu’elles ne peuvent pas capturer dans leurs processus habituels. C’est une façon de retarder la disparition inévitable des combustibles fossiles alors que le monde passe aux sources d’énergie renouvelables.

Les machines d’Orca sont alimentées par l’énergie géothermique de la centrale électrique Hellisheiði. L’Islande abrite de nombreux volcans et d’abondantes ressources géothermiques.

Il y a une autre façon de le voir.

Les entreprises de combustibles fossiles ont beaucoup d’argent pour investir dans cette technologie coûteuse, et étant donné que les combustibles fossiles sont de loin le principal moteur du changement climatique, on peut affirmer qu’elles ont la responsabilité de payer la facture de ce qui pourrait être la plus grande catastrophe environnementale propre. – dans l’histoire de l’humanité.

L’industrie mondiale des combustibles fossiles vaut des milliards de dollars. En 2019, la dernière année avant la pandémie, les entreprises de combustibles fossiles cotées en bourse ont engrangé 250 milliards de dollars de bénéfices, selon les données compilées pour CNN par Refinitiv. Ce chiffre n’inclut pas Saudi Aramco, la plus grande compagnie pétrolière au monde, qui n’a été cotée en bourse qu’en décembre 2019. À elle seule, la société a réalisé 88 milliards de dollars cette année-là.

“C’est un groupe qui pourrait passer à la fourniture de ce service à la société dans son ensemble”, a déclaré Graeme Sweeney, président de la Zero Emissions Platform (ZEP), qui est l’un des plus puissants défenseurs du CSC en Europe. Le groupe agit en tant que conseiller de la Commission européenne, dont il reçoit également une partie de son financement, et comprend des groupes de recherche, la Confédération européenne des syndicats, ainsi que plusieurs des plus grandes compagnies pétrolières mondiales, dont Shell, Total, Equinor, ExxonMobil et BP.

Selon Sweeney, fournir cette technologie pourrait même être une chance pour l’industrie des combustibles fossiles de commencer à expier la crise climatique.

“Ce serait, dans un sens, étrange, si ce n’était pas la contribution qu’ils ont apportée”, a déclaré Sweeney, qui a précédemment travaillé pour Shell pendant trois décennies.

Lorsqu’on lui a demandé si le CSC devrait être utilisé pour permettre une plus grande production de combustibles fossiles à l’avenir – ce dont s’inquiètent les militants du climat – Sweeney a déclaré: “Si nous réglementons cela de manière appropriée, cela produira un résultat compatible avec le zéro net en 2050 … qu’est-ce qui est le problème?”

Un risque restant dans cette technologie est l’impact que le stockage du carbone peut avoir sur la Terre, ou du moins son environnement immédiat. Dans son rapport spécial sur le captage et le stockage du carbone, le GIEC a déclaré que le plus grand risque provient de loin des fuites potentielles. Une libération soudaine et importante de CO2 serait extrêmement dangereuse. Dans l’air, une concentration de CO2 d’environ 10 % est mortelle, mais même des niveaux beaucoup plus faibles peuvent causer des problèmes de santé.

C’est un risque énorme à prendre.

Mais l’idée d’utiliser le stockage en haute mer n’est pas nouvelle et elle est utilisée depuis un certain temps. A Sleipner, un gisement de gaz en Norvège, du CO2 est injecté sous terre depuis 1996. Le site a fait l’objet d’une surveillance étroite, et hormis quelques problèmes la première année, il n’a montré aucun problème au cours de ses 25 années consécutives.

Snæbjörnsdóttir, qui dirige le stockage de minerai de CO2 à Carbfix pour Orca, a déclaré que le processus de minéralisation qu’ils utilisent en Islande élimine le risque de fuites. Et le basalte – qui est de la roche volcanique – autour de la plante constitue un stockage géologique idéal.

Une comparaison de la roche basaltique spongieuse, avant et après son contact avec le C02 sur l’un des sites de minéralisation de Carbfix. Le dernier objet est le C02 transformé en pierre ; rien d’autre n’a été ajouté à part du calcium.

“Ces roches sont très perméables, elles sont donc un peu comme une éponge, et vous avez beaucoup de fractures pour le fluide chargé de CO2, donc il se minéralise assez rapidement”, a déclaré Snæbjörnsdóttir.

Debout à côté du site d’injection, Snæbjörnsdóttir a attrapé un morceau de carbonate de calcium cristallisé, connu ici sous le nom de spath islandais, et l’a tenu à l’abri du soleil. “C’est la façon dont la nature transforme le CO2 en pierre, de sa plus belle manière”, a-t-elle déclaré alors que de minuscules reflets de lumière provenant de la roche dansaient sur les murs autour d’elle.

“Une fois que vous avez minéralisé le CO2, il y reste pour toujours.”

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