Une nouvelle façon de retirer le CO2 de l’atmosphère

Notre planète a un problème de carbone -- si nous ne commençons pas à retirer le dioxyde de carbone de l'atmosphère, la température augmentera de plus en plus rapidement. L'ingénieur chimiste Jennifer Wilcox présente une technologie remarquable pour éliminer le carbone de l'air, en utilisant des réactions chimiques qui capturent et réutilisent le CO2, comme le font les arbres... mais à une grande échelle. Cette conférence détaillée passe en revue les promesses et les pièges de cette technologie.

400 molécules par million :

c'est à peu près la concentration
actuelle de CO2 dans l'air.

Qu'est-ce que ça veut dire ?

Pour 400 molécules de dioxyde de carbone,

il y a un million de molécules
d'oxygène et d'azote.

Aujourd'hui, nous sommes
1 800 personnes dans cette salle.

Imaginez que l'un d'entre nous
porte une chemise verte

et que vous deviez trouver cette personne.

C'est le défi que nous devons relever
lorsque l'on retire directement

du CO2 de l'air.

Ça semble facile

de retirer du CO2 de l'air.

Mais en fait, c'est très difficile.

Je vais vous dire ce qui est facile :

éviter les émissions de CO2.

Mais ça, nous ne le faisons pas.

Donc nous devons penser
à retourner en arrière

en retirant du CO2 de l’atmosphère.

Même si ça paraît difficile,
c'est tout à fait faisable.

Aujourd'hui, je vais vous montrer
à quoi ressemble cette technologie

et ce qu'elle pourrait devenir
dans un futur proche.

La Terre retire naturellement
du CO2 de l'air

grâce à l'eau de mer, aux sols,
aux plantes et même aux roches.

Et même si ingénieurs et scientifiques
font un travail inestimable

pour accélérer ce processus naturel,

ça ne suffira pas.

La bonne nouvelle,
c'est que l'on peut faire mieux.

Grâce à l'ingéniosité humaine,
nous avons la technologie nécessaire

pour retirer du CO2 de l'air

en utilisant une méthode chimique.

J'imagine ça comme une forêt synthétique.

Il y a deux méthodes
pour créer cette forêt.

La première est de dissoudre dans l'eau
des composants absorbeurs de CO2.

La seconde est d'utiliser des matériaux
solides contenant de tels composants.

Ces deux méthodes sont similaires.

Ce que vous voyez là,

c'est ce à quoi un tel système
peut ressembler.

Ceci est un contacteur d'air.

Comme vous le voyez,
il doit être très long

afin d'avoir assez d'espace

pour filtrer suffisamment d'air,

car, ne l'oublions pas,

nous voulons capturer
400 molécules parmi un million.

En utilisant la méthode
qui se base sur un liquide,

on prend un absorbeur
à superficie étendue,

on en remplit le contacteur,

on utilise des pompes pour répandre
le liquide dans l'absorbeur

et on peut utiliser des ventilateurs,
comme vous pouvez le voir,

pour faire passer l'air
à travers le liquide.

Le CO2 présent dans l'air
est séparé grâce au liquide

en créant une liaison forte

avec les molécules
présentes dans la solution.

Et pour capturer beaucoup de CO2,

il faut que le contacteur
soit plus profond.

Mais il peut être optimisé,

car plus le contacteur est profond,

plus on utilise de l'énergie
pour y faire passer l'air.

Donc les contacteurs d'air
ont un aspect caractéristique :

ils sont très grands mais très peu épais.

Lorsque le CO2 a été capturé,

il faut pouvoir recycler à l'infini
le matériau utilisé pour capturer le CO2.

L'échelle du captage de CO2 est si grande

que le procédé doit être durable

et on ne peut pas utiliser
un matériau qu'une seule fois.

Donc recycler le matériau
nécessite beaucoup de chaleur

et voici pourquoi :
le CO2 est si dilué dans l'air,

les liaisons avec le matériau
sont très fortes

et donc il faut beaucoup de chaleur
pour recycler le matériau.

Pour recycler le matériau
avec cette chaleur,

le CO2 concentré que l'on obtient
à partir du CO2 dilué dans l'air,

est libéré

et cela produit du CO2 extrêmement pur.

C'est très important,

car du CO2 si pur
est plus facile à liquéfier,

plus facile à transporter,
dans des oléoducs ou en camion,

et plus facile à utiliser directement,

comme par exemple en carburant
ou en composant chimique.

Je veux vous en dire plus
sur cette énergie.

La chaleur nécessaire pour recycler
ou régénérer ces matériaux

définit l'énergie utilisée
et les coûts qui s'ensuivent.

Voici une question :

combien d'énergie pensez-vous qu'il faille

pour retirer un million de tonnes
de CO2 de l'atmosphère

en un an ?

La réponse est : une centrale électrique.

Il faut une centrale électrique
pour retirer le CO2 de l'air.

Selon la méthode choisie,

la centrale pourrait aller
de 300 à 500 mégawatts.

Et il faut bien choisir
le type de centrale.

Si c'est à charbon,

on produit plus de CO2 que l'on en retire.

Parlons maintenant du coût.

Une version gourmande en énergie
de cette technologie

pourrait coûter jusqu'à
1 000 dollars par tonne

rien que pour capturer le CO2.

Traduisons :

si l'on convertissait ce CO2
en carburant liquide,

il reviendrait à 13 dollars le litre.

C'est beaucoup trop cher,
ce n'est pas faisable.

Donc comment diminuer ces coûts ?

C'est en partie mon travail.

Il existe une entreprise,
à l'échelle commerciale,

qui peut faire ça
pour 600 dollars par tonne.

D'autres entreprises
développent des technologies

qui peuvent faire ça
pour encore moins cher.

Je vais vous parler

de quelques-unes de ces entreprises.

L'une d'entre elles
est Carbon Engineering.

Elle est basée au Canada.

Elle utilise la méthode
qui se base sur un liquide

et brûle un gaz naturel
peu coûteux et très abondant

pour générer la chaleur requise.

C'est une approche intelligente

qui lui permet de capturer
à la fois le CO2 de l'air

et le CO2 rejeté
en brûlant le gaz naturel.

En faisant ça,

elle contrebalance la pollution créée
et diminue les coûts.

Climeworks, basée en Suisse,
et Global Thermostat, aux États-Unis,

ont une méthode différente.

Elles utilisent des matériaux solides.

Climeworks utilise la chaleur de la Terre,

la géothermie,

ou même la vapeur produite
par d'autres procédés industriels,

pour réduire la pollution et les coûts.

Global Thermostat
a une approche différente.

Elle se focalise sur la chaleur requise

et la vitesse à laquelle
elle circule à travers le matériau

pour pouvoir rejeter
et produire le CO2

à une très grande vitesse,

ce qui permet d'avoir
un aspect plus compact

et des coûts moins élevés.

Mais ce n'est pas tout.

Une forêt synthétique a un avantage
sur une vraie forêt : la taille.

Cette image est une carte
de la forêt amazonienne.

La forêt amazonienne peut capturer
1,6 milliard de tonnes de CO2 par an.

C'est équivalent à 25%

des émissions annuelles aux États-Unis.

La surface requise
pour une forêt synthétique

ou une usine de captage du CO2

pour capturer la même quantité

est 500 fois plus petite.

De plus, une forêt synthétique

n'a pas besoin d'être construite
sur des terres arables,

donc il n'y a pas de compétition
avec l’agriculture

et il n'y a pas besoin
d'abattre de vrais arbres

pour construire cette forêt.

Prenons un peu de recul,

et penchons-nous de nouveau
sur les émissions négatives.

Pour avoir des émissions
négatives, le CO2 séparé

doit être définitivement
retiré de l’atmosphère,

ce qui signifie l'emprisonner dans le sol,

d'où il venait au départ.

Mais personne n'est payé pour faire ça,

du moins pas assez.

Donc les entreprises
qui développent ces technologies

voudraient capturer le CO2

et le rendre utile, le commercialiser.

Ça peut être des carburants
liquides, du plastique

ou du gravier synthétique.

Je l'avoue, ce marché
du carbone est génial.

Mais il ne faut pas se faire d'illusions.

Ce marché n'est pas assez grand
pour résoudre les problèmes climatiques,

donc il faut se demander

quel serait le prix à payer.

Le point positif du marché du carbone

est qu'il permet de construire
de nouvelles centrales de captage,

et avec chaque centrale construite,

on en apprend plus.

Et quand on en apprend plus,

nous avons l'opportunité
de réduire les coûts.

Mais il faut aussi être prêt à investir

en tant que société mondiale.

On peut avoir tout le savoir
et toute la technologie du monde,

ça ne suffira pas

pour que cette technologie
ait suffisamment d'impact sur le climat.

Il nous faut des règlementations,

des subventions,

des taxes sur le carbone.

Certains d'entre nous
seraient prêts à payer plus,

mais ce qu'il faudrait,

c'est que les bilans carbone
neutres et négatifs

soient abordables
pour la majorité de la société

afin d'avoir un impact sur le climat.

En plus de ces investissements,

il faut aussi investir dans la recherche
et le développement.

A quoi cela pourrait-il ressembler ?

En 1966, les États-Unis
ont investi 0,5% de leur PIB

dans le programme Apollo.

Des hommes sont allés sur la Lune

et en sont revenus sains et saufs.

0,5% du PIB actuel est égal
à 100 milliards de dollars.

Donc en sachant que la capture du CO2

est un aspect important de la lutte
contre le changement climatique,

imaginez que l'on puisse en investir 20%,
soit 20 milliards de dollars.

Et imaginons aussi
que l'on pourrait diminuer les coûts

pour atteindre 100 dollars par tonne.

Ça sera difficile, mais c'est
ce qui rend mon travail amusant.

Mais à quoi ça ressemble

20 milliards de dollars,
100 dollars par tonne ?

Ça nécessite 200 forêts synthétiques,

chacune capable de capturer
un million de tonnes de CO2 par an.

Ça diminue les émissions annuelles
des États-Unis de 5%.

Ça ne paraît pas énorme.

Mais en réalité, c'est très important.

Si l'on prend les émissions
liées au transport routier

et au transport aérien,

ça nous donne 5%.

Notre dépendance sur les carburants
liquides rend ces émissions

difficiles à éviter.

Donc cet investissement
peut vraiment faire la différence.

Mais quelle superficie
faudrait-il pour construire

200 centrales ?

Il faudrait la moitié
de la superficie de Vancouver,

et ça seulement si
elles fonctionnaient au gaz naturel.

Mais l'inconvénient du gaz naturel,
c'est qu'il émet du CO2.

Donc en utilisant du gaz naturel
pour capturer le CO2,

on ne capture qu'un tiers
de ce que l'on veut

sauf si l'on a la méthode
ingénieuse de co-capture

que Carbon Engineering utilise.

Mais si l'on avait une méthode différente

et que l'on utilisait l'énergie
solaire ou éolienne,

la superficie serait 15 fois plus grande,

donc à peu près l'État du New Jersey.

Ce que j'essaye de faire
dans mon travail et mes recherches

c'est optimisation et trouver
où l'on pourrait construire ces centrales,

en prenant en compte
les ressources locales,

comme le terrain, l'eau,
l'électricité propre et peu coûteuse,

parce que, par exemple,
on peut utiliser de l'énergie propre

pour séparer l'hydrogène de l'eau,

qui est une excellente alternative
zéro carbone au gaz naturel,

pour fournir la chaleur nécessaire.

Mais revenons aux émissions négatives.

Les émissions négatives
ne sont pas la solution miracle,

mais elles peuvent nous aider

si l'on a du mal à réduire
les émissions mondiales de CO2.

C'est pourquoi il faut aussi être prudent.

Cette approche est si tentante
qu'elle peut être risquée,

car certains peuvent la voir

comme une solution complète
à la crise climatique

et peuvent être tentés de continuer
à brûler des énergies fossiles

24h sur 24, 7 jours sur 7.

Selon moi, il ne faut pas croire
que les émissions négatives

nous dispensent de diminuer la pollution,

mais elles s'ajoutent plutôt
à un ensemble de solutions,

comme un meilleur rendement énergétique,

un carbone utilisant peu d'énergie

et une agriculture responsable.

Tout ça nous aidera à atteindre
l'objectif zéro émission.

Un peu d'introspection :

mon mari est médecin urgentiste.

Lui et ses collègues
sauvent des vies chaque jour,

et ça m'impressionne vraiment.

Mais quand je leur parle
de mon travail sur le carbone,

ils sont tout aussi impressionnés,

car combattre le changement climatique
en retirant le carbone de l'air

ne sauve pas seulement un ours polaire

ou un glacier,

c'est sauver des vies humaines.

Une forêt synthétique ne sera jamais
aussi belle qu'une vraie forêt,

mais elle pourrait nous aider
à sauver non seulement l'Amazonie,

mais aussi tous les êtres

qui nous sont chers,

ainsi que les générations futures

et la civilisation moderne.

Merci.

(Applaudissements)