CO2-carburant-produit

Une nouvelle étude publiée le 25 juin dans Nature Climate Change, évalue le potentiel des méthodes récemment décrites qui captent le dioxyde de carbone de l’atmosphère grâce à un procédé «électro-géochimique» qui génère également de l’hydrogène gazeux et crée des sous-produits pouvant contrer l’acidification des océans.

Une technologie produisant de l’énergie

Le premier auteur, Greg Rau, chercheur à l’Institut des sciences de la mer de l’UC Santa Cruz et chercheur invité au Lawrence Livermore National Laboratory, a déclaré que cette technologie élargit considérablement les possibilités de production d’énergie à émissions négatives.

Le procédé utilise l’électricité, une source d’énergie renouvelable, pour l’électrolyse d’eau saline afin de générer de l’hydrogène et de l’oxygène, couplée à des réactions impliquant des minéraux abondants dans la nature, pour produire une solution qui absorbe et retient fortement le dioxyde de carbone de l’atmosphère. Rau et d’autres chercheurs ont développé plusieurs méthodes apparentées, qui impliquent toutes l’électrochimie, l’eau saline, et des minéraux de carbonate ou de silicate.

« Cela réduit non seulement le dioxyde de carbone atmosphérique, mais ajoute également de l’alcalinité à l’océan, donc c’est un avantage à deux volets », a déclaré Rau. « Ce processus convertit simplement le dioxyde de carbone en un bicarbonate minéral, qui est déjà abondant dans l’océan et aide à lutter contre l’acidification. »

Une approche d’émissions négatives 

L’approche des émissions négatives qui a reçu le plus d’attention jusqu’ici est connue sous le nom de «énergie de la biomasse par capture et stockage du carbone» (BECCS). Cela implique la culture d’arbres ou d’autres cultures bioénergétiques qui absorbent le dioxyde de carbone en grandissant – la combustion de la biomasse comme combustible pour les centrales électriques, la capture des émissions et l’enfouissement du dioxyde de carbone concentré sous terre.

« Le BECCS est coûteux et énergétiquement coûteux, nous pensons que ce processus électrochimique de génération d’hydrogène fournit une manière plus efficace et plus puissante de générer de l’énergie avec des émissions négatives », a déclaré Rau.

Lui et ses coauteurs ont estimé que les méthodes électro-géochimiques pourraient augmenter la production d’énergie et l’élimination du carbone de plus de 50 fois par rapport à la technologie BECCS, à un coût équivalent ou inférieur. Il a reconnu que la BECCS est plus avancé en matière de mise en œuvre, avec certaines centrales à biomasse déjà en service. En outre, la BECCS produit de l’électricité plutôt que de l’hydrogène, lequel est moins largement utilisé.

Encore trop tôt

« Les problèmes sont de savoir comment fournir suffisamment de biomasse, ainsi que les coûts et les risques associés à la mise en place de dioxyde de carbone concentré dans le sol et en espérant qu’il reste là », a déclaré Rau. Les méthodes électro-géochimiques ont été démontrées en laboratoire, mais d’autres recherches sont nécessaires pour les qu’ils puissent être utilisées. Cette technologie serait probablement limitée aux sites sur la côte ou au large avec un accès à l’eau salée, à l’énergie renouvelable abondante et aux minéraux.

La coauteure Heather Willauer, du US Naval Research Laboratory, dirige un projet le plus avancé de ce type; un module d’échange électrolytique-cation conçu pour produire de l’hydrogène et éliminer le dioxyde de carbone par électrolyse de l’eau de mer. Au lieu de combiner le dioxyde de carbone et l’hydrogène pour fabriquer des hydrocarbures, ce processus pourrait être modifié pour transformer et stocker le dioxyde de carbone sous forme de bicarbonate océanique, obtenant ainsi des émissions négatives.

« Il est trop tôt pour que cette technologie des émissions négatives soit largement utilisée, et nous devons garder un esprit ouvert sur les options qui pourraient émerger », a déclaré Rau. « Nous avons également besoin de politiques qui favorisent l’émergence de ces technologies. »

Source : University of California – Santa Cruz

Référence : Greg H. Rau, Heather D. Willauer, Zhiyong Jason Ren. The global potential for converting renewable electricity to negative-CO2-emissions hydrogen. Nature Climate Change, 2018; DOI: 10.1038/s41558-018-0203-0