Extraire de l'air le dioxyde de carbone qui piège la chaleur et le transformer en produits utiles, un concept appelé capture et utilisation du carbone, a le potentiel d'offrir des avantages à la fois environnementaux et économiques.

Selon certaines estimations optimistes, L'UCC pourrait générer des revenus annuels de plus de 800 milliards de dollars d'ici 2030 tout en réduisant jusqu'à 15 % les émissions de dioxyde de carbone qui altèrent le climat. CO capturé 2 pourrait potentiellement être utilisé pour fabriquer du béton et d'autres matériaux de construction, carburants, plastiques, et divers produits chimiques et minéraux utilisés dans l'industrie, agriculture, médecine et ailleurs.

Mais lequel de ces produits serait le plus bénéfique pour le climat ? Jusqu'à maintenant, il n'y a pas eu d'étude approfondie comparant les avantages climatiques d'une gamme complète de produits potentiels dérivés de l'UCC.

Une nouvelle étude de l'Université du Michigan comble cette lacune critique en analysant 20 utilisations potentielles du dioxyde de carbone capturé dans trois catégories :béton, les produits chimiques et les minéraux et les classer par avantage climatique. Des études antérieures ont montré que l'utilisation de CCU pour fabriquer des produits dans ces trois catégories pouvait potentiellement consommer jusqu'à 6,2 gigatonnes de dioxyde de carbone par an d'ici 2050.

Les chercheurs de l'U-M ont découvert que seulement quatre des 20 "voies CCU" qu'ils ont analysées, deux qui utilisent du CO 2 pour fabriquer du béton et deux qui l'utilisent pour fabriquer des produits chimiques - ont plus de 50 % de probabilité de générer un avantage climatique net. Un avantage climatique net signifie que les émissions évitées grâce à l'utilisation de la technologie CCU l'emportent sur les émissions générées lors de la capture du CO 2 et la fabrication du produit final.

L'étude, menée par des chercheurs du Center for Sustainable Systems de l'École pour l'environnement et la durabilité de l'U-M et du Département de génie mécanique de l'U-M, a été publié en ligne le 22 août dans la revue Sciences et technologies de l'environnement .

« Les décisions d'étendre les opérations de l'UCC à l'échelle mondiale nécessiteront des conseils sur l'identification des produits qui maximisent les avantages climatiques de l'utilisation du CO capturé. 2 , " a déclaré l'auteur principal Dwarak Ravikumar, un ancien chercheur postdoctoral au Center for Sustainable Systems de l'UM qui est maintenant au National Renewable Energy Laboratory.

"Nos classements aideront à prioriser les stratégies de R&D vers les produits les plus bénéfiques pour le climat tout en évitant les voies qui engendrent un fardeau climatique important et qui offrent peu d'espoir d'amélioration, " a déclaré Ravikumar.

La nouvelle étude a également montré que, au moment présent, l'électricité produite à partir de sources renouvelables telles que le vent entraîne souvent un avantage climatique plus important si elle est fournie au réseau pour compenser les émissions de combustibles fossiles, au lieu d'être utilisé pour fabriquer des produits CCU. Cela changera avec le temps à mesure que les combustibles fossiles seront progressivement supprimés, selon les auteurs de l'étude.

"Actuellement, il existe une plus grande opportunité de réduire les émissions de carbone en utilisant des sources d'énergie renouvelables pour remplacer la production d'électricité à base de combustibles fossiles que d'investir dans de nombreuses technologies CCU, " a déclaré le co-auteur de l'étude Greg Keoleian, directeur du Centre des systèmes durables.

"Cette étude est importante pour prioriser et orienter le développement et le déploiement futurs des technologies CCU, d'autant plus que les approvisionnements énergétiques se décarbonent, ", a déclaré Keoleian.

Dans la capture et l'utilisation du carbone, le dioxyde de carbone peut être extrait des gaz de combustion dans des installations telles que des centrales électriques et des cimenteries, ou il peut être retiré de l'air ambiant par un processus appelé captage direct de l'air. Dans l'étude U-M, le dioxyde de carbone est supposé avoir été capté à partir d'une centrale électrique au gaz naturel.

Dans leur étude, les chercheurs de l'U-M ont déterminé les empreintes de dioxyde de carbone du cycle de vie des matériaux et de l'énergie nécessaires à la fabrication des produits CCU, puis comparé ces valeurs aux matériaux et à l'énergie nécessaires pour fabriquer des versions conventionnelles de ces produits. Ils ont développé une métrique de retour sur investissement climatique pour classer et hiérarchiser les produits CCU.

Les quatre voies CCU avec une probabilité supérieure à 50 % de générer un avantage climatique net comprenaient deux méthodes qui utilisent du dioxyde de carbone pour mélanger le béton, une méthode pour produire de l'acide formique par hydrogénation de dioxyde de carbone, et une méthode pour fabriquer du monoxyde de carbone à partir de méthane.

L'acide formique est utilisé comme conservateur et agent antibactérien dans l'alimentation du bétail et est utilisé pour tanner le cuir et teindre les textiles. Le monoxyde de carbone est utilisé dans divers procédés industriels, notamment la fabrication de produits chimiques synthétiques et la métallurgie.

« Alors que nous mettons en évidence quatre technologies, beaucoup d'autres abordés dans notre étude apporteront un avantage climatique dans les bonnes conditions limites et généreront les produits dont nous avons besoin. C'est juste que les options pour obtenir ces avantages sont plus restreintes. Dans cette étude, qui s'exprime comme la probabilité d'un avantage climatique, " a déclaré le co-auteur de l'étude Volker Sick, un professeur U-M de génie mécanique et directeur du Global CO 2 Initiative.

Le CCU est distinct du captage et séquestration du carbone (CSC), qui consiste à aspirer le dioxyde de carbone et à l'enterrer sous terre.