Retirer efficacement du CO2 de l’atmosphère

Le captage direct du carbone dans l’air ambiant suivi de séquestration (direct air carbon capture and storage (DACCS) en anglais) est une technologie relativement nouvelle qui vise à éliminer du dioxyde de carbone (CO₂) de l’atmosphère. Comme elle devrait permettre de capter d’importantes quantités de CO₂, elle pourrait ainsi réduire l’effet de serre auquel il est associé. Dans le cadre d’une étude, des chercheurs de l’Institut Paul Scherrer PSI et de l’ETH Zurich viennent d’examiner le degré d’efficacité de cette technique, avec un procédé spécifique qui pourrait être mis en œuvre en fonction de différentes configurations. Pour ce faire, ils ont analysé en tout cinq configurations différentes de captage de CO₂ atmosphérique et leur application sur huit sites différents dans le monde. L’un de leurs résultats montre que, suivant la combinaison de technologie utilisée et d’emplacement géographique, le CO₂ peut être éliminé de l’air ambiant avec une efficacité allant jusqu’à 97%.

Pour extraire du CO₂ de l’atmosphère, il faut d’abord faire passer l’air sur ce qu’on appelle un absorbant à l’aide de ventilateurs. Cet absorbant fixe le CO₂ jusqu’à ce que sa capacité d’absorption du gaz à effet de serre soit épuisée. Puis, lors de la deuxième étape dite de désorption, le CO₂ est retiré de l’absorbant. Suivant les absorbants, le processus se déroule à des températures relativement élevées pouvant atteindre jusqu’à 900 °C, où à des températures plutôt basses, au alentour de 100 °C. Outre l’énergie nécessaire à la fabrication et à la construction d’une installation adéquate, ce sont surtout l’utilisation des ventilateurs et la production de la chaleur nécessaire qui induisent des émissions de gaz à effet de serre. «Pour que l’utilisation de cette technologie puisse être considérée comme raisonnable, il faut que les quantités de gaz à effet de serre qu’elle induit soient nettement inférieures aux quantités de CO₂ qu’elle permet de séquestrer», souligne Tom Terlouw, chercheur au Laboratoire d’analyses des systèmes énergétiques du PSI et premier auteur de l’étude.

Efficacité: jusqu’à 97%

Dans le cadre de leur étude, les chercheurs ont examiné en détail les installations DACCS de la société suisse Climeworks. Ces installations fonctionnent avec un procédé à basse température. Les chercheurs du PSI ont analysé l’utilisation de cette technologie sur huit sites dans le monde: au Chili, en Grèce, en Jordanie, au Mexique, en Espagne, en Islande, en Norvège et en Suisse. Pour chaque site, ils ont calculé le total des émissions de gaz à effet de serre sur l’ensemble du cycle de vie d’une installation. Ils ont comparé par exemple l’efficacité de la méthode si le courant nécessaire était fourni par des centrales solaires ou s’il provenait du réseau électrique national existant. Comme source d’énergie thermique, ils ont modélisé plusieurs scenarios : des installations solaires thermiques, de la chaleur résiduelle de processus industriels, ou encore des pompes à chaleur. Pour leur étude, les scientifiques ont élaboré cinq configurations différentes de capture de CO₂ de l’atmosphère pour chacun des huit sites. En termes d’efficacité et d’élimination effective des gaz à effet de serre grâce à l’utilisation de DACCS, les résultats présentent une énorme variation et vont de 9% à 97%.

Un procédé qui ne remplace pas la réduction des émissions

«Néanmoins, les technologies de captage du CO₂ doivent être envisagées uniquement en complément d’une stratégie générale de décarbonisation, autrement dit de réduction des émissions de CO₂, elles ne sauraient remplacer celle-ci, souligne Christian Bauer, lui aussi chercheur au Laboratoire d’analyse des systèmes énergétiques et coauteur de l’étude. Pour atteindre les objectifs de l’Accord de Paris sur le climat, elles peuvent s’avérer utiles. Car certaines émissions restent inévitables, comme celles issues de l’agriculture.» Il estime ainsi qu’un objectif zéro émission nette ne peut être atteint qu’à l’aide de technologies d’émissions négatives appropriées.

Texte: Institut Paul Scherrer/Sebastian Jutzi