Pour arrêter le changement climatique au cours de ce siècle, les infrastructures lourdes qui sous-tendent les principales économies mondiales doivent être repensées – dès maintenant – pour éviter toute augmentation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Selon une revue dirigée par l'UCI qui doit paraître vendredi dans le journal Science , qui comprend l'expédition long-courrier, voyages en avion, production de ciment et d'acier, et un réseau électrique fonctionnant en douceur.

"Pour le meilleur ou pour le pire, l'infrastructure à longue durée de vie construite aujourd'hui façonnera l'avenir, " a déclaré l'auteur principal Steve Davis, un scientifique et juriste du système Terre de l'UCI. "Nous progressons bien sur des choses comme le coût des panneaux solaires et des véhicules électriques, mais nous devons également commencer à nous attaquer aux secteurs les plus difficiles. Ceux-ci englobent les produits et services essentiels à la société moderne, nous devons donc trouver comment les fournir sans ajout de CO2.

Les sources industrielles sont actuellement responsables de 27 pour cent de toutes les émissions de dioxyde de carbone, ou 9,2 gigatonnes par an. L'équipe internationale de chercheurs prévient que ces chiffres pourraient augmenter fortement à mesure que de plus en plus de régions du monde se développent et que les voitures à batterie et l'énergie solaire et éolienne réduisent les émissions de ces secteurs.

"Pris ensemble, ces sources « dures » représentent un pourcentage important des émissions mondiales, " a déclaré le co-auteur Ken Caldeira du département d'écologie mondiale de la Carnegie Institution for Science. " Pour vraiment y répondre, il faudra une coordination et une intégration entre les industries. "

Le document examine les principaux obstacles, technologies potentielles, et les priorités de recherche et développement. Le travail a des implications importantes pour les décideurs politiques ainsi que pour les scientifiques. Les solutions possibles incluent la synthèse de carburants à haute densité énergétique pour l'aviation et la navigation, capter et stocker les émissions de la production de béton et d'acier, et la conversion de l'électricité en combustibles.

Les auteurs mettent en évidence l'hydrogène, soulignant que les carburants fabriqués à partir de celui-ci et le CO2 aspiré de l'air pourraient, par exemple, remplacer le réservoir de gazole d'un camionneur qui est bon pour 1, 000 milles, ce qu'une batterie électrique de taille raisonnable ne peut pas faire. Mais le coût initial par gallon pourrait être jusqu'à cinq fois plus élevé.

« Nous sommes des pionniers de la recherche dans de nombreux domaines importants qui seront nécessaires pour un avenir 100 % zéro émission, " a déclaré le co-auteur Jack Brouwer, un ingénieur en mécanique et aérospatiale de l'UCI qui a développé des piles à combustible à hydrogène à partir des eaux usées. "Le défi est de réduire les coûts."

L'utilisation accrue des nouvelles technologies pourrait aider, disent les chercheurs, tout comme l'intégration des installations électriques et de fabrication. Par exemple, l'hydrogène pourrait être fabriqué en utilisant l'excès d'énergie solaire pendant la journée, puis reconverti en électricité après le coucher du soleil.

Le captage et le stockage du CO2 seront également essentiels. La fabrication du ciment et de l'acier repose sur du calcaire ou du charbon « coke » qui contient de grandes réserves de carbone fossilisé. Lorsque les matériaux sont chauffés pendant la fabrication, que le carbone va actuellement vers le ciel. Mais des projets de démonstration ont montré que le stockage souterrain du CO2 est une option.

« On n'a pas le temps de se reposer sur nos lauriers. Notre papier vise à recentrer les ingénieurs, les innovateurs et les décideurs politiques sur les sources d'émissions qui seront les plus difficiles à éliminer. Nous avons toutes les technologies dont nous avons besoin, " a déclaré Davis. " Nous devons innover et intégrer dans différents secteurs, pour trouver des moyens de rendre les coûts plus abordables. »