Les systèmes de biocarburants et de bioénergie font partie intégrante des scénarios de remplacement de l'utilisation des combustibles fossiles et de production d'émissions négatives grâce au captage et au stockage du carbone. Mais l'avantage net d'atténuation des gaz à effet de serre de ces systèmes a été controversé, en raison des préoccupations concernant les pertes de carbone dues aux changements dans l'utilisation des terres et les avantages de séquestration perdus des utilisations alternatives des terres.

Une nouvelle étude dirigée par la Colorado State University, comprenant une équipe interdisciplinaire de phytotechniciens, écologistes et ingénieurs - ont prédit des avantages climatiques importants découlant de l'utilisation de technologies avancées de biocarburant. Comptabiliser tous les flux de carbone dans les systèmes de biocarburants et les comparer à ceux des prairies et des forêts, l'équipe a découvert qu'il existe des stratégies claires pour que les biocarburants aient un avantage net en carbone.

Il s'agit de l'une des premières études à examiner à la fois les biocarburants actuels et futurs à émissions de carbone négatives.

« Des voies robustes pour réduire les émissions nettes de gaz à effet de serre et les émissions négatives via les biocarburants avancés, " a été publié le 24 août dans Actes de l'Académie nationale des sciences .

Les biocarburants méritent un autre regard

John Champ, chercheur au Laboratoire d'écologie des ressources naturelles du CSU, a déclaré qu'il était difficile pour l'industrie des biocarburants de démontrer la viabilité commerciale des biocarburants cellulosiques, créé en utilisant des parties non comestibles de plantes. Switchgrass, une graminée indigène qui pousse dans de nombreuses régions d'Amérique du Nord, est un candidat de premier plan pour la production durable de matériel végétal.

L'équipe de recherche a utilisé la modélisation pour simuler la culture du panic raide, production de biocarburants cellulosiques et captage et stockage du carbone, le suivi des écosystèmes et des flux de carbone. Les scientifiques ont ensuite comparé cette modélisation à d'autres moyens de stocker le carbone sur la terre, y compris la croissance des forêts ou des prairies.

La technologie de captage et de stockage du carbone est utilisée par au moins une installation de l'Illinois qui transforme le maïs en biocarburant conventionnel pour produire de l'éthanol, mais ces systèmes ne sont pas encore répandus. Dans le cadre de l'étude, les chercheurs ont créé des modèles pour simuler à quoi cela ressemblerait dans une raffinerie de biocarburant cellulosique.

"Ce que nous avons découvert, c'est qu'environ la moitié du carbone du panic raide qui entre dans la raffinerie devient un sous-produit qui serait disponible pour le captage et le stockage du carbone, " a déclaré Field. Les flux de sous-produits résultants de dioxyde de carbone de haute pureté ne nécessiteraient pas beaucoup de séparation ou de nettoyage avant d'être stockés sous terre.

L'équipe de recherche a analysé trois études de cas américaines contrastées et a découvert que sur des terres où les agriculteurs ou les gestionnaires de terres abandonnaient la culture ou entretenaient des pâturages pour le pâturage, la culture du panic raide pour la production d'éthanol cellulosique avait un potentiel d'atténuation par hectare comparable au reboisement et plusieurs fois supérieur à la restauration des prairies. (Un hectare est environ deux fois et demie la taille d'un terrain de football moyen.)

L'utilisation du panic raide peut être particulièrement utile dans les régions du pays où la plantation de plus d'arbres n'est pas une option.

« Dans les Grandes Plaines, la prairie est la couverture la plus naturelle, " a déclaré Field. "Ces systèmes n'absorbent pas autant de carbone qu'un système forestier. Si vous commencez à mettre des biocarburants dans le mélange, ils ont deux fois et demie plus de carbone que les prairies. Si vous êtes dans une région où les prairies seraient la couverture indigène, il y a un net avantage à utiliser des biocarburants."

Field a déclaré que la motivation de l'équipe pour l'étude fait suite à plusieurs critiques importantes des biocarburants. "Nous voulions voir si nous arrivions ou non à la même conclusion que les chercheurs qui ont critiqué les biocarburants, " il a dit.

"Notre analyse montre que d'importants avantages climatiques peuvent, En réalité, être atteint grâce aux biocarburants s'il y a une intention de le faire, " a déclaré Lee Lynd, un co-auteur et Paul E. et Joan H. Queneau professeur émérite en conception technique de l'environnement au Dartmouth College.

L'utilisation de biocarburants est impérative pour atteindre les objectifs climatiques

Les scientifiques ont déclaré qu'en raison des retards actuels dans la lutte contre le changement climatique, il est impératif d'adopter une position plus proactive sur les biocarburants et autres technologies d'émissions négatives si des pays comme les États-Unis veulent limiter les impacts du réchauffement climatique à 1,5 degré Celsius au-dessus des niveaux préindustriels.

« Si nous voulons atteindre cet objectif, nous devons vraiment déployer des alternatives à l'utilisation des combustibles fossiles le plus rapidement possible, " a déclaré Field. Il est également nécessaire de nettoyer la pollution par le carbone de l'atmosphère et de revenir sur les émissions historiques, il ajouta.

Dépolluer la pollution par le carbone est une idée largement débattue depuis la création de l'Accord de Paris dans le cadre de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques en 2016.

"Nous allons devoir commencer à nettoyer une partie de la pollution au carbone qui a été émise dans le passé, parce que nous sommes trop lents à réduire nos émissions, " dit Champ.

Il existe différentes manières d'effectuer ce nettoyage, avec l'idée la plus simple de faire pousser des arbres pour stocker plus de carbone sur la terre.

D'autres alternatives sont décrites et analysées dans l'étude, y compris l'utilisation de biocarburants négatifs en carbone. Les plantes extraient le carbone de l'atmosphère pour se développer et le carbone est utilisé pour construire les tissus végétaux.

Si cette matière végétale est récoltée et convertie en énergie, une partie du sous-produit de dioxyde de carbone résultant peut être capturé et pompé sous terre pour être stocké dans des puits de pétrole épuisés ou d'autres formations géologiques, au lieu de le renvoyer dans l'atmosphère.

De même, les biocarburants cellulosiques sont attractifs car ils pourraient contribuer à réduire l'utilisation des carburants fossiles dans l'aviation, expédition et camionnage, tous les domaines qui sont difficiles à passer à l'électricité.

Avancer, l'équipe de recherche espère étendre sa modélisation, l'étendre à l'échelle nationale plutôt que d'examiner quelques sites spécifiques à travers le pays.

« De nombreux éléments pour une utilisation future des biocarburants avancés existent à petite échelle, " a déclaré Field. " L'astuce consiste à assembler toutes ces pièces et à s'assurer que nous continuons à avoir un soutien afin qu'il puisse prospérer et décoller, même lorsque les prix du gaz sont relativement bas, comme maintenant."