Près d'un milliard d'acres de terres aux États-Unis sont consacrés à l'agriculture, produisant plus de mille milliards de dollars de produits alimentaires pour nourrir le pays et le monde. Ces mêmes procédés agricoles, cependant, a également produit environ 700 millions de tonnes métriques d'équivalent dioxyde de carbone en 2018, selon le ministère de l'Agriculture des États-Unis.

Trouver un moyen de réduire ces derniers tout en préservant les premiers devient un domaine d'intérêt accru dans les efforts nationaux de décarbonisation et retient de plus en plus l'attention du Laboratoire national d'Oak Ridge. L'ORNL organise aujourd'hui un atelier virtuel pour réunir l'industrie, universitaires et les ressources scientifiques de classe mondiale d'un laboratoire national du département de l'Énergie des États-Unis pour relever le défi.

"Il n'est peut-être pas immédiatement évident qu'il existe un lien entre l'énergie et la décarbonisation agricole, mais il suffit de gratter la surface pour voir que les deux sont très liés, " a déclaré David Sholl, qui dirige la nouvelle initiative de décarbonisation transformationnelle de l'ORNL. "Par exemple, d'énormes quantités d'énergie sont dépensées pour produire des engrais riches en azote en utilisant le gaz naturel comme matière première. Cet engrais se décompose dans le sol pour libérer de grandes quantités d'oxyde nitreux, un gaz à effet de serre extrêmement puissant et à longue durée de vie. Si nous pouvions réduire l'utilisation d'engrais ou même créer un tout nouveau processus de fabrication d'engrais, ce serait une énorme victoire pour la décarbonisation."

Encore mieux, quelques changements scientifiques aux pratiques agricoles pourraient convertir ces millions d'acres de terres agricoles en un énorme puits de carbone, séquestrant des milliards de tonnes de carbone par an, dit Sholl.

Ces types d'impacts potentiels ont conduit l'ORNL à augmenter les ressources investies dans la recherche sur la décarbonation agricole et à organiser un grand atelier sur le sujet. L'atelier réunira des représentants de l'industrie, les universités et d'autres laboratoires nationaux pour constituer des équipes coordonnées axées sur les technologies et les sciences émergentes liées au lien entre la santé des sols, les opérations et l'efficacité des systèmes de véhicules qui peuvent aider à décarboniser le secteur agricole américain.

« Ces domaines de recherche ont été un axe historique pour l'ORNL et ses nombreux partenaires, il est donc naturel d'appliquer ces connaissances au secteur agricole, ce qui est mûr pour des efforts de décarbonisation à cette échelle, axés sur la science, " a déclaré Moe Khaleel, Adjoint par intérim de l'ORNL pour la science et la technologie et les projets. "Par exemple, ORNL est un leader dans l'électrification des véhicules depuis des décennies. Nous savons que l'agriculture américaine utilise de nombreuses grosses machines alimentées par des produits pétroliers. Quels progrès pouvons-nous faire en électrifiant cette machine tout en conservant sa puissance et son efficacité ? »

Alors que l'atelier met davantage l'accent sur la décarbonisation agricole, ce n'est en aucun cas le début des efforts du laboratoire dans ce domaine. Les chercheurs de l'ORNL travaillent depuis des décennies pour créer des cultures bioénergétiques plus résistantes et trouver d'autres moyens de rendre l'agriculture moins intensive en carbone. Par exemple, des chercheurs ont publié l'année dernière une étude qui a révélé que les États-Unis pourraient séquestrer 200 millions de tonnes métriques de CO 2 dans les terres agricoles en utilisant une technique connue sous le nom de bioénergie avec capture et stockage du carbone. Ce nombre pourrait atteindre 700 millions d'ici 2040, permettant aux États-Unis de séquestrer autant à 46 milliards de tonnes d'ici l'an 2100.

D'autres scientifiques de l'ORNL ont découvert un seul gène dérivé d'une plante d'agave du désert qui peut être inséré dans les cultures pour les rendre plus tolérantes à la sécheresse, plus productif et mieux capable d'extraire du CO 2 de l'atmosphère. Les chercheurs ont également développé un mélange de micro-organismes qui peuvent être utilisés comme biofertilisants capables de remplacer les engrais azotés à forte intensité de carbone.

Alors que d'autres domaines de recherche seront sans aucun doute identifiés lors de l'atelier, une chose reste certaine. Si les États-Unis veulent atteindre leurs objectifs d'émissions pour 2050, il devra s'adresser au secteur agricole, et il devra le faire en utilisant des techniques scientifiques de pointe disponibles dans le système de laboratoire national du DOE.

« En matière de décarbonisation, tous les secteurs de l'économie sont importants, " a déclaré Sholl. " L'agriculture doit être classée comme l'une des plus importantes, toutefois. La nourriture est une exigence absolue pour maintenir la vie, nous devons donc appliquer ce haut niveau de rigueur scientifique au défi tout en maintenant la productivité et l'innovation qui caractérisent l'agriculture américaine. »