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Comment lutter contre le CO₂ atmosphérique – Prévention ou traitement ?
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Le United States Geological Survey a identifié deux sources principales de dioxyde de carbone entrant dans l’atmosphère: les sources naturelles et les sources liées aux activités humaines. La plupart des animaux vivant sur Terre sont des sources naturelles de carbone car ils expirent du dioxyde de carbone comme déchet. Cependant, de nombreuses activités humaines entraînent des émissions de dioxyde de carbone. Ces activités comprennent certaines des fonctions les plus cruciales pour la civilisation humaine, notamment la production d’énergie par combustion du charbon, du pétrole ou du gaz naturel.
Le dioxyde de carbone est le gaz à effet de serre le plus couramment produit, un gaz de l’atmosphère terrestre qui retient la chaleur. Caractéristiquement, le dioxyde de carbone diffère de l’oxygène et de l’azote – gaz qui constituent la majeure partie de notre atmosphère – car il absorbe la chaleur rayonnée par la surface de la Terre et la renvoie vers la Terre.
Mais si le dioxyde de carbone est un phénomène naturellement présent, pourquoi devons‑nous le combattre ? C’est à cause des conséquences qu’il entraîne pour la Terre.
Pourquoi devons‑nous lutter contre le CO₂ atmosphérique ?
Le dioxyde de carbone joue un rôle crucial pour notre planète Terre. Le problème n’est pas sa présence dans l’atmosphère, mais son excès. Sans dioxyde de carbone, il serait presque impossible que l’effet de serre naturel de la Terre maintienne la température moyenne de la surface globale au‑dessus du point de congélation. Mais en émettant davantage de dioxyde de carbone dans l’atmosphère, nous suralimentons l’effet de serre naturel, entraînant une hausse de la température mondiale au‑delà de niveaux durables.
La présence excessive de dioxyde de carbone dans notre atmosphère
Selon un rapport publié par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), la croissance du dioxyde de carbone dans notre atmosphère reste rapide. En 2022, la moyenne de surface mondiale du dioxyde de carbone a augmenté de 2,13 parties par million (ppm) pour atteindre 417,06 ppm. Le rapport a également noté que la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère était 50 % plus élevée que les niveaux préindustriels. 2022 a été la onzième année consécutive où le dioxyde de carbone a augmenté de plus de deux ppm chaque année. Avant 2013, le dioxyde de carbone n’avait jamais augmenté de plus de deux ppm pendant trois années consécutives.
Il existe d’autres gaz à effet de serre, comme le méthane et le protoxyde d’azote, dans notre atmosphère. Mais aucun d’eux ne contribue au réchauffement climatique autant que le dioxyde de carbone.
Selon la NOAA, le Annual Greenhouse Gas Index (AGGI) valait 1,49 à la fin de 2021. L’indice indiquait que l’influence directe du réchauffement des gaz à effet de serre d’origine humaine avait augmenté de 49 % par rapport à la référence de 1990. Plus important encore, près des deux‑tiers du déséquilibre thermique total étaient dus au dioxyde de carbone.
Dioxyde de carbone atmosphérique : le principal contributeur au changement climatique
Nous devons aborder le dioxyde de carbone de manière planifiée et stratégique car il contribue le plus au changement climatique.
La combustion des combustibles fossiles a été le principal moteur de cette hausse exponentielle du dioxyde de carbone atmosphérique. Les émissions provenant de la combustion des combustibles fossiles sont passées de 10,9 milliards de tonnes par an dans les années 1960 à environ 36.6 billion tons par an en 2022.
Ce qui rend la situation encore plus alarmante, c’est le fait que le volume de dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère aujourd’hui est comparable à celui d’il y a 4,3 millions d’années. C’était à une époque où le niveau de la mer était près de 75 pieds plus haut qu’aujourd’hui, avec une température moyenne 7 degrés Fahrenheit supérieure aux niveaux préindustriels.
Ne pas concevoir de moyen efficace de lutter contre le dioxyde de carbone atmosphérique reviendrait à des tentatives, bien que non intentionnelles, de retourner à cette époque.
Il n’est pas surprenant que la lutte contre le dioxyde de carbone atmosphérique soit devenue une préoccupation majeure dans le monde. La question est : comment l’aborder ? Le considérons‑nous comme un problème qui peut être traité, guéri et inversé ? Ou le voyons‑nous comme quelque chose qui doit être prévenu et arrêté avant qu’il ne devienne alarmantement incontrôlable ?
Bien qu’il soit prématuré de porter un jugement à ce stade, nous devons prendre conscience des solutions en cours de développement autour de nous afin de comprendre les visions et les solutions potentielles envisagées par la communauté scientifique mondiale.
Fermes solaires : une meilleure façon de lutter contre le changement climatique que la plantation ?
L’Institut Weizmann des Sciences a récemment mené une étude qui montre les avantages de construire des fermes solaires plutôt que de planter des forêts dans les régions arides.
Mais qu’est‑ce que les fermes solaires ? C’est la création d’une « forêt » à partir de panneaux solaires. L’étude suggère de construire un champ rempli de panneaux solaires de couleur sombre, ce qui aura un impact positif sur le climat en remplaçant les centrales fonctionnant avec des combustibles fossiles traditionnels tels que le charbon ou le gaz. La réduction des émissions nocives de gaz à effet de serre aidera le climat en inversant les effets du dioxyde de carbone, du méthane ou du protoxyde d’azote.
Selon le Dr Rafael Stern et le Dr Jonathan Muller, deux chercheurs impliqués dans le projet, l’étude « montre de façon indiscutable que dans les environnements arides, où la plupart des réserves de terres ouvertes existent, construire des fermes solaires est bien plus efficace que de planter des forêts pour faire face à la crise climatique ».
Ces panneaux solaires, bien qu’ils soient bien plus petits que les forêts, peuvent compenser la même quantité d’émissions. Plus précisément, pour compenser la même quantité d’émissions, ces forêts solaires nécessitent un centième de l’espace qu’une forêt traditionnelle requiert.
Cependant, tout en appréciant les réalisations de ces innovations et en notant les avantages que l’étude propose, nous devons également garder à l’esprit que ces panneaux solaires ne pourront jamais remplacer nos forêts. Les forêts remplissent de nombreuses fonctions au‑delà de la réduction des émissions, notamment la préservation du cycle mondial des précipitations, le maintien de la biodiversité, et bien plus encore.
Il existe plusieurs autres innovations et initiatives en cours pour mieux lutter contre le dioxyde de carbone. Certaines se déroulent également au niveau des entreprises. Le concept de l’arc‑en‑ciel de couleur, développé par Unilever, en est un exemple.
1.Unilever
Unilever a mis au point le concept de Colour Rainbow pour identifier des sources de carbone alternatives pouvant remplacer le carbone émis à partir de combustibles fossiles, qui sont non renouvelables. Le Carbon Rainbow comprend le carbone violet provenant du dioxyde de carbone, le carbone bleu provenant de sources marines, le carbone vert provenant des plantes et le carbone gris provenant des déchets plastiques.
Comme le montre leur catégorisation, le carbone violet traite directement du dioxyde de carbone atmosphérique. Il met en avant le concept et les avantages de la capture du dioxyde de carbone provenant des émissions industrielles ou de l’atmosphère. En tant que géant des produits de grande consommation, le concept innovant d’Unilever vise à capturer le carbone violet pour le transformer en ingrédients utiles afin qu’il puisse être envoyé à la production et devenir un produit de consommation utilisable. Le produit sera conçu de façon à ce que, après son élimination, ses résidus retournent à l’environnement à mesure que la formulation se biodégrade.
Selon Jon Hague, responsable de Clean Future, Science and Technology for Home Care chez Unilever, l’entreprise a déjà introduit les capsules de lessive liquide OMO en Chine, le liquide vaisselle Sunlight en Afrique du Sud et le liquide de lessive Coral en Allemagne. Selon M. Hague, « C’est juste un exemple de la façon dont nous réinventons la chimie de nos produits d’entretien ménager pour créer des opportunités de croissance pour nos marques tout en réduisant l’utilisation des combustibles fossiles. »
LON:ULVR Graphique du prix
Au cours de l’exercice 2022, Unilever a réalisé un annual turnover de plus de 60 milliards d’euros, avec une marge opérationnelle proche de 18 % et plus de 4,3 milliards d’euros versés en dividendes.
2. Linde Engineering
Linde Engineering positionne sa HISORP® CC adsorption-based carbon capture solution comme la dernière addition à son portefeuille de capture du carbone. Elle est compatible avec une large gamme de sources de carbone et capable de fournir le produit CO2 à la concentration et à l’état physique souhaités.
La solution peut traiter le CO2 atmosphérique provenant des gaz de combustion des centrales électriques, des gaz résiduaires des aciéries intégrées, des gaz de combustion du reformage du méthane à la vapeur, des gaz de procédé de la production de ciment et d’hydrogène, ainsi que des flux riches en dioxyde de carbone générés par la combustion oxy‑fuel et la production chimique.
Ces solutions peuvent non seulement capturer et empêcher le dioxyde de carbone de se mélanger à l’atmosphère, mais aussi le purifier au niveau requis par diverses applications industrielles. Les secteurs qu’elles alimentent en dioxyde de carbone purifié comprennent l’alimentation et les boissons ainsi que les applications électroniques.
La solution peut également séquestrer le CO2 afin d’atténuer l’impact climatique des processus industriels dépendant de la combustion de combustibles à base de carbone. Le HISORP® CC de Linde Engineering promet d’atteindre un taux de capture allant jusqu’à 99,7 %.
La solution est également avantageuse car elle est uniquement alimentée électriquement et peut fonctionner entièrement avec une énergie 100 % renouvelable. Comme elle ne consomme aucune vapeur, elle n’ajoute aucune empreinte CO2 supplémentaire. La solution est fournie sous forme d’unités préfabriquées montées sur palettes, nécessitant un effort de construction minimal. Elle ne nécessite aucun maniement, aucune préparation ni élimination de produits chimiques et n’est pas sensible à l’oxygène.
LIN Graphique du prix
Linde a publié ses résultats annuels et du quatrième trimestre 2022 en février 2023 avec des ventes annuelles de US$33 billion.
3. Edinburgh Sensors
La solution d’Edinburgh Sensors est un capteur de gaz infrarouge qui surveille les niveaux de CO2 extrait. Climeworks, une société suisse spécialisée dans la technologie de capture de l’air au dioxyde de carbone, utilise Gascard NG pour réduire le dioxyde de carbone dans l’atmosphère.
Le Gascard NG est doté d’une correction en temps réel de la température et de la pression atmosphérique via des capteurs embarqués. Il peut également intégrer des technologies de détection de gaz supplémentaires. En plus du dioxyde de carbone, le Gascard NG peut également détecter et mesurer le méthane atmosphérique et le monoxyde de carbone.
Fondée en 1974 et dont le siège se trouve à Livingstone, West Lothian, Royaume-Uni, Edinburgh Sensors est une privately held company.
4. Climeworks
L’une des entreprises les plus innovantes dans ce domaine est Climeworks, qui a développé une direct air capture technology pour capturer le dioxyde de carbone directement dans l’air. Elle réduit la concentration atmosphérique de CO₂ en n’utilisant que des énergies renouvelables, de l’énergie issue des déchets ou d’autres sources de chaleur résiduelle comme sources d’énergie.
Plus précisément, la technologie de capture directe de l’air de Climeworks est un processus en trois étapes. La première étape consiste à faire passer l’air à travers un ventilateur situé à l’intérieur du collecteur afin qu’il traverse un filtre placé à l’intérieur du collecteur et retienne les particules de dioxyde de carbone. Le collecteur se ferme lorsque le filtre est complètement saturé de dioxyde de carbone. La température, dans le processus, monte à environ 100 °C, ce qui finit par faire libérer le dioxyde de carbone du filtre pour la collecte.
La solution Climeworks présente plusieurs avantages :
- Elle est indépendante du lieu.
- Elle est hautement évolutive et mesurable.
- C’est une solution très efficace en termes d’espace.
Climeworks affirme nécessiter moins de terrain que de nombreuses autres techniques. Sur une superficie de 0,42 acre, l’usine Orca de Climeworks peut retirer 4 000 tonnes de CO₂ de l’air chaque année, soit presque 1 000 fois plus efficace que les arbres. Le même terrain pourrait accueillir environ 220 arbres avec une capacité estimée de 22 kg chacun, ce qui ne retirerait que 4,62 tonnes de CO₂ par an.
En avril 2022, Climeworks a finalisé une levée de fonds en actions de USD 650 million.
Avec la prise de conscience, davantage d’actions attendent
La bonne nouvelle est que le monde, y compris ses gouvernements, organisations internationales, instituts de recherche, grandes entreprises, startups innovantes et, surtout, les consommateurs individuels, sont tous conscients des effets dévastateurs que le changement climatique peut engendrer pour cette planète et son avenir.
Les parties prenantes possèdent également une connaissance approfondie de la façon dont le CO2 atmosphérique entraîne le réchauffement planétaire, principale cause du changement climatique. Cette prise de conscience commence à porter ses fruits grâce à de nouvelles solutions innovantes qui apparaissent chaque jour. Il ne tient qu’à un délai que l’humanité réalise une inversion significative de l’impact du dioxyde de carbone atmosphérique et de la chaleur qu’il retient.
