Selon un récent rapport important de l'ONU, si l'on veut limiter la hausse des températures à 1,5 °C et éviter les effets les plus catastrophiques du changement climatique, nous devons réduire les émissions mondiales de CO₂ à zéro net d'ici 2050. Cela signifie éliminer rapidement l'utilisation de combustibles fossiles - mais pour amortir cette transition et compenser les domaines dans lesquels il n'y a actuellement aucun remplacement pour les combustibles, nous devons éliminer activement le CO₂ de l'atmosphère. La plantation d'arbres et le réensauvagement sont une grande partie de cette solution, mais il est fort probable que nous ayons besoin d'une assistance technologique supplémentaire si nous voulons empêcher la dégradation du climat.

Ainsi, lorsque l'on a appris récemment que la société canadienne Carbon Engineering a exploité une chimie bien connue pour capturer le CO₂ de l'atmosphère à un coût inférieur à 100 $ la tonne, de nombreuses sources médiatiques ont salué ce jalon comme une solution miracle. Malheureusement, la vue d'ensemble n'est pas aussi simple. Faire véritablement pencher la balance de la source de carbone au puits de carbone est une affaire délicate, et notre point de vue est que les coûts énergétiques impliqués et les utilisations probables en aval du CO₂ capturé signifient que la « balle » de Carbon Engineering est tout sauf magique.

Étant donné que le CO₂ ne représente que 0,04 % des molécules de notre air, le capturer peut sembler une merveille technologique. Mais les chimistes le font à petite échelle depuis le 18ème siècle, et cela peut même être fait - quoique de manière inefficace - avec des fournitures de la quincaillerie locale.

Comme le savent les élèves du secondaire en chimie, Le CO₂ réagit avec l'eau de chaux (solution d'hydroxyde de calcium) pour donner du carbonate de calcium insoluble blanc laiteux. D'autres hydroxydes captent le CO₂ de la même manière. L'hydroxyde de lithium était à la base des absorbeurs de CO₂ qui ont maintenu en vie les astronautes d'Apollo 13, et l'hydroxyde de potassium capture le CO₂ si efficacement qu'il peut être utilisé pour mesurer la teneur en carbone d'une substance brûlée. L'appareil du XIXe siècle utilisé dans cette dernière procédure figure toujours sur le logo de l'American Chemical Society.

Malheureusement, ce n'est plus un problème à petite échelle - nous devons maintenant capturer des milliards de tonnes de CO₂, et vite.

La technique de Carbon Engineering est la chimie de l'hydroxyde à son meilleur. À son usine pilote en Colombie-Britannique, l'air est aspiré par de grands ventilateurs et exposé à l'hydroxyde de potassium, avec lequel le CO₂ réagit pour former du carbonate de potassium soluble. Cette solution est ensuite combinée avec de l'hydroxyde de calcium, produire du carbonate de calcium solide et facilement séparable, avec une solution d'hydroxyde de potassium, qui peut être réutilisé.

Cette partie du processus coûte relativement peu d'énergie et son produit est essentiellement du calcaire – mais fabriquer des montagnes de carbonate de calcium ne résout pas notre problème. Bien que le carbonate de calcium ait des utilisations dans l'agriculture et la construction, ce procédé serait beaucoup trop coûteux en tant que source commerciale. Ce n'est pas non plus une option pratique pour le stockage du carbone financé par le gouvernement en raison des quantités massives d'hydroxyde de calcium qui seraient nécessaires. Pour être réalisable, la capture directe de l'air doit produire du CO₂ concentré en tant que produit, qui peut être stocké ou utilisé en toute sécurité.

Ainsi, le carbonate de calcium solide est chauffé à 900 °C pour récupérer du CO₂ pur. Cette dernière étape nécessite une grande quantité d'énergie. Dans la centrale au gaz naturel de Carbon Engineering, l'ensemble du cycle génère une demi-tonne de CO₂ pour chaque tonne captée dans l'air. La plante capte ce CO₂ supplémentaire, et bien sûr pourrait être alimenté par des énergies renouvelables pour un bilan carbone plus sain – mais le problème de savoir quoi faire avec tout le gaz capté demeure.

La start-up suisse Climeworks utilise du CO₂ capturé de la même manière pour faciliter la photosynthèse et améliorer le rendement des cultures dans les serres voisines, mais pour l'instant le prix est loin d'être compétitif. Le CO₂ peut provenir d'ailleurs pour aussi peu qu'un dixième du bénéfice net de 100 $ de Carbon Engineering. Il existe également des moyens beaucoup moins coûteux pour les gouvernements de compenser les émissions :il est beaucoup plus facile de capter le CO₂ à la source d'émission, où la concentration est beaucoup plus élevée. Cette technologie est donc susceptible d'intéresser principalement les industries fortement émettrices qui pourraient bénéficier du CO₂ avec des références vertes.

Par exemple, l'un des principaux investisseurs dans la technologie de capture de Carbon Engineering est Occidental Petroleum, un utilisateur majeur des méthodes de récupération assistée du pétrole. Dans une telle méthode, Le CO₂ est pompé dans les puits de pétrole pour augmenter la quantité de pétrole brut pouvant être récupéré, grâce à l'augmentation de la pression du puits et/ou à l'amélioration des caractéristiques d'écoulement de l'huile elle-même. Cependant, y compris le coût énergétique du transport et du raffinage de ce pétrole supplémentaire, l'utilisation de la technologie de cette manière augmentera probablement les émissions nettes, pas les diminuer.

Un autre élément clé des opérations de Carbon Engineering est sa technologie Air To Fuels, dans lequel le CO₂ est transformé en combustible liquide combustible, prêt à être à nouveau brûlé. Théoriquement, cela fournit un cycle du combustible neutre en carbone, à condition que chaque étape du processus soit alimentée en énergie renouvelable. Cependant, même cette utilisation est encore loin d'une technologie à émissions négatives.

Des alternatives prometteuses se profilent à l'horizon. Les structures métallo-organiques sont des solides ressemblant à des éponges qui réduisent la surface équivalente de CO₂ d'un terrain de football à la taille d'un morceau de sucre. L'utilisation de ces surfaces pour la capture du CO₂ nécessite beaucoup moins d'énergie – et les entreprises ont commencé à explorer leur potentiel commercial. Cependant, la production à grande échelle n'a pas été perfectionnée, et les questions sur leur stabilité à long terme pour des projets de captage de CO₂ soutenus font que leur coût élevé n'est pas encore mérité.

Avec peu de chances que les technologies encore en laboratoire soient prêtes pour la capture à l'échelle de la gigatonne au cours de la prochaine décennie, les méthodes employées par Carbon Engineering et Climeworks sont les meilleures dont nous disposons actuellement. Mais il est important de se rappeler qu'ils sont loin d'être parfaits. Nous devrons passer à des méthodes plus efficaces de capture du CO₂ dès que nous le pourrons. Comme le fondateur de Carbon Engineering, David Keith, le souligne lui-même, les technologies d'élimination du carbone sont surestimées par les décideurs politiques, et ont reçu "extraordinairement peu" de fonds de recherche jusqu'à présent.

Plus généralement, nous devons résister à la tentation de voir la capture directe de l'air comme une solution miracle qui nous évite d'avoir à lutter contre notre dépendance au carbone. La réduction ou la neutralisation de la charge carbonique dans le cycle de vie des combustibles hydrocarbonés peut être une étape vers les technologies à émissions négatives. Mais ce n'est que cela – une étape. Après avoir été du mauvais côté du grand livre de carbone pendant si longtemps, il est plus que temps de regarder au-delà du seuil de rentabilité.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.