Imaginez : un interrupteur est actionné et, en un clin d’œil, chaque processus crachant une pollution mortelle dans les cieux est remplacé par quelque chose de propre et durable. Malheureusement, même dans ce cas, la Terre continuerait de devenir inhabitable à cause de tout le carbone que nous y avons déjà déversé. Si nous voulons survivre, en tant qu’espèce, tous ces déchets doivent être ramenés sur Terre, et rapidement. Les partisans de la capture aérienne directe estiment qu’il s’agit d’une arme essentielle pour accomplir cette tâche ; ses détracteurs disent que c’est tellement inefficace que nous ferions mieux d’essayer autre chose d’abord.
Capture d’air directe
En termes simples, la capture directe de l’air (DAC) consiste à éliminer le CO2 de l’atmosphère en aspirant l’air à travers un filtre mécanique ou chimique. L’air est généralement aspiré à travers un système DAC via un ou plusieurs ventilateurs, tandis que le filtrage est effectué avec un solide (appelé sorbant) ou avec un liquide (appelé solvant). Une fois capturé, de la chaleur ou de l’électricité est appliquée au matériau du filtre pour éliminer le CO2, à la fois pour réutiliser le filtre et pour préparer le CO2 à partir. C’est cette dernière étape qui est souvent la partie du processus la plus gourmande en énergie, et donc la plus coûteuse. Compte tenu de la quantité d’air qui devra être purifiée (en totalité) pour que cela fonctionne, le DAC doit être aussi économe en énergie que possible.
Le moyen le plus rentable d’y parvenir consiste à plafonner les cheminées d’un processus à forte intensité de carbone, comme une usine ou une centrale électrique à combustible fossile, afin d’éviter davantage de rejets de CO2. Mais cela ne réduit en rien l’excès de CO2 déjà présent dans l’atmosphère. C’est pourquoi certains scientifiques et entrepreneurs sont enclins à parier sur les usines DAC en plein air pour nettoyer le ciel.
Le La NOAA explique qu’en 1960, l’humanité rejetait chaque année 11 milliards de tonnes de dioxyde de carbone dans l’air. Un demi-siècle plus tard, ce chiffre se rapproche désormais de 40 milliards. C’est pourquoi les efforts de réduction des émissions sont si vitaux. Mais même si nous parvenions à réduire à zéro toutes nos nouvelles émissions, nous devrions déjà nous attaquer aux quelque 950 gigatonnes de CO2 qui se cachent dans l’atmosphère. Au moment de la rédaction de cet article, le CO2 dans l’atmosphère tel qu’enregistré par le Laboratoire de surveillance mondiale de la NOAA à Mauna Loa est de 422,38 ppm. Le consensus scientifique est que tout chiffre supérieur à 350 ppm entraînerait une catastrophe catastrophique pour l’humanité et l’état de la planète en général.
Ce mois de juin, le Université d’Oxford Selon une étude publiée, si nous voulons limiter le réchauffement à seulement 1,5 degré (ce qui serait catastrophique), l’humanité devra extraire entre sept et neuf milliards de tonnes de dioxyde de carbone de l’air chaque année d’ici 2050. Déclaration COP28 prend en charge pays signataires en mettant tout leur poids dans les technologies de captage du carbone. Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) dit il y a aucune voie viable à éviter le changement climatique à moins que de grandes quantités de CO2 ne soient extraites de l’air. C’est le statu quo depuis un certain temps : en 2017, une coalition de d’éminents scientifiques dirigés par le professeur Jim Hansen a déclaré qu’il était impératif que l’humanité commence à éliminer massivement le CO2 atmosphérique.
Que faire de tout le CO2
Une fois que le DAC a aspiré le carbone indésirable de l’air, il doit être mis quelque part. Une option, La Commission géologique britannique explique, consiste à convertir facilement et à moindre coût le CO2 sous sa forme supercritique, qui se comporte comme un liquide qui coule. Ce liquide peut ensuite être stocké sous terre après avoir été injecté dans des roches poreuses, les anciens gisements de pétrole et les gisements de charbon apparaissant comme des endroits idéaux. L’industrie pétrolière et gazière utilise effectivement cette approche pour augmenter la production dans les champs existantsà mesure que le CO2 liquide remplit l’espace, poussant davantage de pétrole vers le site d’extraction. Mais l’Agence internationale de l’énergie (AIE) document d’information sur Direct Air Capture suggère que plus de la moitié de toutes les émissions atmosphériques de CO2 récupérées devront être séquestrées.
De toute évidence, extraire davantage de combustibles fossiles du sol pour les brûler ne fait pas grand-chose pour le climat, et idéalement, les gouvernements du monde investiraient simplement dans un captage efficace du carbone pour nous empêcher de mourir en ébullition. Heureusement pour la fixation de l’humanité sur les solutions de marché, le recyclage d’une partie du CO2 non séquestré pourrait devenir une industrie en soi.
Le CO2 peut également être transformé en carburants synthétiques dans les moteurs à combustion traditionnels. Le transport aérien en est l’exemple le plus évident, d’autant plus que la taille et le poids des batteries rendent presque impossible la construction d’un gros porteur électrique. Le CO2 récupéré peut également être utilisé comme base pour des produits courants non combustibles, notamment des matériaux de construction, des produits chimiques et agricoles, sans parler du pétillant dans nos boissons.
Holocene est l’une des nombreuses entreprises qui cherchent à transformer l’extraction de CO2 en une activité viable à long terme en vendant des crédits d’élimination du carbone aux grandes entreprises. Son approche consiste à aspirer l’air à travers de l’eau qui a été incrustée d’un acide amniotique qui se lie au CO2. Le mélange d’eau et de CO2 est ensuite combiné avec de la guanidine, qui transforme le CO2 en un solide qui peut être facilement filtré, permettant ainsi la réutilisation de l’eau, des acides aminés. Le CO2 solide est ensuite chauffé à basse température, ce qui sépare la guanidine du CO2 gazeux, prêt à être utilisé ou séquestré. Holocene estime qu’un solvant réutilisable (et un traitement chimique réutilisable) combiné à la chaleur à basse température rend son approche beaucoup plus rentable que celle de ses concurrents.
Mission Zero cherche également à développer un moyen peu coûteux d’extraire de grandes quantités de CO2 de l’atmosphère. Il aspire de l’air dans son matériel et applique ensuite un solvant à base d’eau. Mais plutôt que de traiter chimiquement ce mélange, on utilise l’électrodialyse et un procédé d’échange d’ions pour purifier le liquide et en extraire le CO2. À partir de là, le liquide peut être réutilisé et le CO2, là encore, peut être soit enfoui sous terre, soit transformé en produits viables. La société affirme que son processus électrochimique est également beaucoup plus coûteux et économe en énergie que la plupart des autres sociétés opérant dans ce domaine.
Compte tenu des sensibilités commerciales impliquées, il n’est pas facile d’avoir une idée réelle du coût de l’extraction du CO2 de l’atmosphère à l’aide du DAC en plein air. Selon l’endroit où vous regardez, le chiffre peut atteindre 600 dollars la tonne, mais un chiffre plus courant se situe entre 300 et 400 dollars. Pendant des années, l’idée reçue a été que le CAD devait parvenir à un accord coût de 100 $ la tonne afin de devenir économiquement viable.
Plus tôt cette année, Extantia Capital, une société allemande de capital-risque axée sur le climat, est allée creuser la source de cela 100 $ de shibboleth et je l’ai retracé jusqu’à un article de la première société DAC Ingénierie Carbone en 2018 lorsqu’elle a publié un article prévoyant que son coût à long terme tomberait à seulement 94 dollars la tonne. Soudainement, l’expression « moins de 100 dollars la tonne » est devenue la référence à laquelle toutes les autres sociétés DAC étaient tenues. Mais, comme l’a écrit Torben Schreiter d’Extantia, ce chiffre était également lié aux prix en dollars de 2016, il n’a donc pas augmenté avec l’inflation. En 2023, le Forum économique mondial a déclaré que le coût du Direct Air Capture devait tomber « en dessous de 200 dollars la tonne » avant qu’il ne soit largement adopté.
Peu importe que vos objectifs soient environnementaux ou industriels, nous savons que le volume de CO2 à extraire de l’atmosphère est important. Pour que cela soit viable, le coût de l’extraction doit baisser considérablement. Une mesure plus aboutie serait que les prix soient conformes ou inférieurs au coût perpétuel du dioxyde de carbone en tant que produit de base.
« Toutes ces approches DAC utilisent un bouquet d’énergie », a déclaré Keeton Ross, PDG d’Holocene. Ross dit que c’est le coût de cette énergie qui maintient le prix du Direct Air Capture plus élevé qu’il ne devrait l’être. Il pense que les systèmes basés sur la chaleur (comme celui de l’Holocène) finiront probablement par l’emporter, car la chaleur peut provenir d’un certain nombre de sources abordables. Ces affirmations selon lesquelles il serait possible de réduire les coûts du DAC étaient suffisamment convaincantes pour qu’en septembre, Google investisse dans l’Holocène et s’engage à lui acheter des crédits carbone à l’avenir.
Le Dr Nicholas Chadwick, PDG de Mission Zero, a déclaré à Engadget que son entreprise visait environ 350 dollars la tonne d’ici 2026, mais ce chiffre « dépend d’un prix spécifique de l’électricité ». Ce prix, estime-t-il, est « considérablement meilleur que celui disponible sur le marché des matières premières », ce qui rend évident pour les industries qui dépendent du CO2 de commencer à acheter auprès de Mission Zero.
Obstacles routiers
L’objection évidente à la capture directe de l’air est que même s’il y a beaucoup de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, celui-ci ne représente qu’une proportion relativement faible de l’ensemble. J’ai entendu dire que le processus consiste à chercher de l’or dans l’océan, et que les coûts énergétiques à eux seuls le rendront irréalisable à l’échelle nécessaire. En 2022, le Institut d’économie de l’énergie et d’analyse financière a carrément affirmé que le processus « ne fonctionnerait tout simplement pas ». Une partie de l’objection était qu’il peut être (et est) utilisé pour la récupération assistée du pétrole, mais aussi que lorsque les installations DAC sont opérationnelles, elles sont souvent beaucoup moins efficaces pour capturer le CO2 que prévu initialement.
En 2023, un article publié par le Bulletin des scientifiques atomiques s’est indigné que le Département américain de l’Énergie ait investi 600 millions de dollars dans un tel projet. Ses auteurs ont déclaré que les coûts énergétiques nécessaires pour filtrer autant d’air afin d’en extraire seulement 0,04 % de son total sont bien supérieurs à ceux d’autres moyens déjà moins coûteux de réduire les émissions, et qu’il n’y aura pas d’amélioration spectaculaire dans les domaines de la physique et de la chimie. cela rendra Direct Air Capture considérablement plus efficace. Ils ont dit sans ambages : « C’est tout simplement stupide de construire aujourd’hui quelque chose dont nous n’aurons plus besoin avant 50 ans, voire jamais. »
Chadwick a déclaré qu’une grande partie des critiques concernant le DAC se concentrent sur sa faisabilité technique, ce qui, selon lui, n’est pas le bon point. « Il existe des tonnes de processus industriels où la thermodynamique est terribleregardez l’ammoniac », a-t-il déclaré, « il a fallu des années et des années pour obtenir les rendements là où ils sont actuellement. » Ce qui a motivé ces processus autrement inefficaces était « l’impératif économique sur le marché », a-t-il déclaré. “Quand quelqu’un prouve qu’il peut faire [Direct Air Capture] pour 200 dollars la tonne, tous ces arguments disparaissent.
Chadwick et Ross ont tous deux parlé de l’importance de l’échelle pour contribuer à accélérer une industrie encore naissante. En 2023, Carbon Engineering, 1PointFive et Occidental ont inauguré le Usine Stratos au Texas, ce projet, une fois terminé, devrait aspirer 500 000 tonnes de CO2 de l’air par an. Tous deux sont cependant optimistes quant au fait que les projets en cours de construction aideront les ingénieurs à résoudre ces questions. Il y a un très long chemin à parcourir avant d’atteindre les milliards de tonnes que les experts pensent que nous devrons extraire pour avoir un espoir de survie.
