La séquestration du carbone est le processus de capture, de sécurisation et de stockage du dioxyde de carbone de l’atmosphère. L’idée est de stabiliser le carbone sous des formes solides et dissoutes afin qu’il ne provoque pas de réchauffement de l’atmosphère. Ce processus est extrêmement prometteur pour réduire l' »empreinte carbone » de l’homme. Il existe deux grands types de séquestration du carbone : biologique et géologique.
Lisez comment la séquestration du carbone fonctionne dans un ranch californien.
Qu’est-ce que le carbone ?
À bien des égards, le carbone, c’est la vie. Élément chimique, comme l’hydrogène ou l’azote, le carbone est un élément de base des biomolécules. Il existe sur Terre sous forme solide, dissoute et gazeuse. Par exemple, le carbone est présent dans le graphite et le diamant, mais il peut aussi se combiner avec des molécules d’oxygène pour former du dioxyde de carbone (CO2) gazeux.
Le dioxyde de carbone est un gaz qui piège la chaleur, produit à la fois dans la nature et par les activités humaines. Les sources de dioxyde de carbone d’origine humaine proviennent de la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le gaz naturel et le pétrole, utilisés pour la production d’électricité et les transports. Le dioxyde de carbone est également libéré par les changements d’utilisation des terres, biologiquement par les océans, la décomposition de la matière organique et les feux de forêt.
L’accumulation de dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre dans l’atmosphère peut piéger la chaleur et contribuer au changement climatique.
Apprendre à capturer et à stocker le dioxyde de carbone est l’une des façons dont les scientifiques veulent différer les effets du réchauffement de l’atmosphère. Cette pratique est désormais considérée par la communauté scientifique comme un élément essentiel de la résolution du changement climatique.
Types de séquestration du carbone
Séquestration biologique du carbone
La séquestration biologique du carbone est le stockage du dioxyde de carbone dans la végétation comme les prairies ou les forêts, ainsi que dans les sols et les océans.
Océans
Les océans absorbent environ 25 % du dioxyde de carbone émis par les activités humaines chaque année.
Le carbone va dans les deux sens dans l’océan. Lorsque le dioxyde de carbone est libéré dans l’atmosphère par l’océan, il crée ce que l’on appelle un flux atmosphérique positif. Un flux négatif fait référence à l’absorption du dioxyde de carbone par l’océan. Pensez à ces flux comme à une inspiration et une expiration, où l’effet net de ces directions opposées détermine l’effet global.
Les parties plus froides et riches en nutriments de l’océan sont capables d’absorber plus de dioxyde de carbone que les parties plus chaudes. Par conséquent, les régions polaires servent généralement de puits de carbone. D’ici 2100, la majeure partie de l’océan mondial devrait être constituée de dioxyde de carbone, ce qui pourrait modifier la chimie de l’océan et abaisser le pH de l’eau, la rendant plus acide.
Sol
Le carbone est séquestré dans le sol par les plantes grâce à la photosynthèse et peut être stocké sous forme de carbone organique du sol (COS). Les agroécosystèmes peuvent dégrader et appauvrir les niveaux de SOC, mais ce déficit de carbone ouvre la possibilité de stocker du carbone grâce à de nouvelles pratiques de gestion des terres. Le sol peut également stocker du carbone sous forme de carbonates. Ces carbonates sont créés sur des milliers d’années lorsque le dioxyde de carbone se dissout dans l’eau et percole dans le sol, se combinant avec des minéraux de calcium et de magnésium, formant de la « caliche » dans les sols désertiques et arides.
Les carbonates sont inorganiques et ont la capacité de stocker du carbone pendant plus de 70 000 ans, alors que la matière organique du sol stocke généralement du carbone pendant quelques décennies. Les scientifiques travaillent sur les moyens d’accélérer le processus de formation des carbonates en ajoutant des silicates finement broyés dans le sol afin de stocker le carbone plus longtemps.
Forêts
Environ 25 % des émissions mondiales de carbone sont captées par les paysages riches en plantes comme les forêts, les prairies et les pâturages. Lorsque les feuilles et les branches tombent des plantes ou lorsque celles-ci meurent, le carbone stocké est soit libéré dans l’atmosphère, soit transféré dans le sol. Les incendies sauvages et les activités humaines comme la déforestation peuvent contribuer à la diminution des forêts en tant que puits de carbone.
Les prairies
Alors que les forêts sont communément créditées comme d’importants puits de carbone, les majestueux géants verts de Californie servent davantage de sources de carbone en raison de la hausse des températures et de l’impact de la sécheresse et des incendies sauvages de ces dernières années. Selon une étude de l’université de Californie à Davis, les prairies et les pâturages sont plus fiables que les forêts dans la Californie d’aujourd’hui, principalement parce qu’ils ne sont pas aussi durement touchés que les forêts par les sécheresses et les incendies. Contrairement aux arbres, les prairies séquestrent la majeure partie de leur carbone sous terre. Lorsqu’elles brûlent, le carbone reste fixé dans les racines et le sol plutôt que dans les feuilles et la biomasse ligneuse. Les forêts ont la capacité de stocker plus de carbone, mais dans des conditions instables dues au changement climatique, les prairies se tiennent plus résistantes.
Séquestration géologique du carbone
La séquestration géologique du carbone est le processus de stockage du dioxyde de carbone dans des formations géologiques souterraines, ou roches. Généralement, le dioxyde de carbone est capturé à partir d’une source industrielle, comme la production d’acier ou de ciment, ou d’une source liée à l’énergie, comme une centrale électrique ou une installation de traitement du gaz naturel, et injecté dans des roches poreuses pour un stockage à long terme.
La capture et le stockage du carbone peuvent permettre l’utilisation de combustibles fossiles jusqu’à ce qu’une autre source d’énergie soit introduite à grande échelle.
Séquestration technologique du carbone
Les scientifiques explorent de nouvelles façons de retirer et de stocker le carbone de l’atmosphère à l’aide de technologies innovantes. Les chercheurs commencent également à regarder au-delà de l’élimination du dioxyde de carbone et examinent maintenant plus de façons de l’utiliser comme ressource.
Production de graphène
L’utilisation du dioxyde de carbone comme matière première pour produire du graphène, un matériau technologique. Le graphène est utilisé pour créer des écrans pour les smartphones et autres appareils technologiques. La production de graphène est limitée à des industries spécifiques, mais elle est un exemple de la façon dont le dioxyde de carbone peut être utilisé comme une ressource et une solution pour réduire les émissions dans l’atmosphère.
Captage direct de l’air (DAC)
Un moyen par lequel on capture le carbone directement dans l’air en utilisant des usines de technologie avancée. Cependant, ce processus est énergivore et coûteux, allant de 500 à 800 dollars par tonne de carbone éliminée. Si les techniques telles que le captage direct dans l’air peuvent être efficaces, elles sont encore trop coûteuses pour être mises en œuvre à une échelle de masse.
Molécules d’ingénierie
Les scientifiques mettent au point des molécules qui peuvent changer de forme en créant de nouveaux types de composés capables de distinguer et de capter le dioxyde de carbone de l’air. Les molécules conçues agissent comme un filtre, n’attirant que l’élément qu’il a été conçu pour rechercher.
Impacts de la séquestration du carbone
- Environ 25 % de nos émissions de carbone ont historiquement été capturées par les forêts, les fermes et les prairies de la Terre. Les scientifiques et les gestionnaires des terres s’efforcent de maintenir la végétation des paysages et l’hydratation des sols pour que les plantes puissent pousser et séquestrer le carbone.
- Quarante pour cent du dioxyde de carbone que nous émettons en brûlant des combustibles fossiles est absorbé par la couche supérieure de l’océan. Mais cela augmente l’acidité de l’eau, et l’acidification des océans rend plus difficile la construction des coquilles des animaux marins. Les scientifiques et l’industrie de la pêche prennent des mesures proactives pour surveiller les changements dus à la séquestration du carbone et adapter les pratiques de pêche.