Glossaire : méthodes d'élimination du CO2
Carbon Dioxide Removal (CDR) : élimination du CO₂ de l’atmosphère et stockage durable. Les différentes méthodes de CDR (voir glossaire étendu sur proclim.ch/id/m34AR) sont également appelées technologies d’émission négative (NET). Comme ce terme est souvent mal compris par le grand public, il a été remplacé par CDR.
Carbon Capture and Storage (CCS) : processus par lequel le CO2 est capté directement au niveau de la source de l’émission, puis stocké. Contrairement à l’élimination du CO2, le CO2 est « emprisonné » directement à la source, avant qu’il ne s’échappe dans l’atmosphère (émissions évitées).
Carbon Capture and Utilization (CCU) : ici, le CO2 extrait est utilisé dans des produits ou directement réemployé, sous forme de gaz carbonique dans des boissons ou pour produire du carburant. Quand le carbone est stocké longtemps hors de l’atmosphère (p. ex. dans des matériaux de construction durables comme le béton recyclé), on parle de CCU avec stockage (CCUS).
Décarbonation ou décarbonisation : fait référence aux processus complexes de transition d’un mode économique, axé en particulier sur l’énergie et la mobilité, vers une économie faiblement émettrice de carbone.
Défossilisation : terme générique désignant le remplacement des matières premières carbonées d’origine fossile (comme la tourbe, le charbon, le pétrole, le gaz naturel) par des matières premières renouvelables afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Contrairement à la décarbonation, il ne s’agit pas ici d’une réduction généralisée du recours au carbone. Le CCU et le CCUS peuvent donc jouer un rôle plus important dans la défossilisation.
Compensation de CO₂ : compensation des émissions de CO2 en réduisant ou en évitant les émissions de CO2 ailleurs (par exemple en utilisant des énergies renouvelables ou en protégeant des zones forestières). Contrairement au CDR, la compensation ne réduit pas la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
Bioénergie avec captage et stockage de CO₂ (BECCS) : filtration technique du CO₂ biogénique issu de la production d’énergie, et notamment de la production et du traitement du biogaz à partir de méthane, de la combustion de biomasse ligneuse ou issue de la paludiculture, de la gazéification de biomasse et de la production de bioéthanol. La filtration par lavage aux amines ou aux carbonates s’est avérée particulièrement efficace pour les gaz d’échappement.
Charbon végétal obtenu par pyrolyse de biomasse (biochar) : la calcination de la biomasse entre 400 et 700 °C dans un environnement sans oxygène (pyrolyse) fixe durablement le CO₂ sous forme de carbone. Le charbon végétal ainsi obtenu est notamment utilisé comme additif dans les engrais, pour l’élevage, comme matériau, comme adjuvant dans divers matériaux ainsi que dans des technologies environnementales et énergétiques.
(Re)boisement/Gestion des forêts et exploitation du bois : la forêt suisse absorbe chaque année environ 2,5 Mt de plus de CO₂ que ce que l’exploitation du bois émet. Le carbone est stocké dans la biomasse et dans le sol de l’écosystème forestier, tandis que le bois récupéré est utilisé dans des applications durables. Parmi les mesures possibles, on peut citer par exemple le (re)boisement, l’extension des surfaces forestières à l’aide de successions naturelles (contrôlées), la mise en jachère permanente ou temporaire des forêts exploitées ou la gestion à long terme des forêts, avec une utilisation du bois durable.
Systèmes d’agroforesterie : systèmes d’exploitation des terres associant sous diverses formes des arbres (arbres, haies, arbustes) à une culture agricole. Cette association garantit aussi un meilleur enrichissement du sol en carbone. Les surfaces situées sous les arbres peuvent servir de jardins, de cultures ou de prairies. Par tradition, il peut s’agir de vergers, mais le CDR nécessite des systèmes innovants.
Séquestration du carbone dans le sol/Gestion des sols : augmentation de la teneur en carbone du sol en modifiant la façon de l’exploiter. On peut par exemple couvrir le sol tout au long de l’année, amender le sol à l’aide d’engrais organiques, de compost ou de charbon végétal, semer directement en limitant le travail de la terre, convertir les champs en pâturages permanents ou pratiquer l’agroforesterie.
Rétablissement des sols marécageux/zones humides et des paludicultures : la renaturation des sols marécageux permet de transformer les marais asséchés, sources de GES, en puits de carbone facilement stockables. La paludiculture englobe toutes les formes d’utilisation de la biomasse, du ramassage de la végétation spontanée dans les espaces naturels à la mise en culture de sites réhabilités en zones humides. Ceci dans des conditions respectueuses de la tourbe, voire qui favorisent une nouvelle accumulation de tourbe.
Matériaux carbo-négatifs : la production de matériaux tels que le ciment ou l’acier rejette beaucoup de CO₂. Leur remplacement par des matériaux carbo-négatifs permet d’éviter ces émissions et de capter puis stocker davantage de CO₂ présent dans l’atmosphère. Il existe de multiples variantes : carbonatation du béton recyclé, matériaux contenant du charbon végétal, produits en bois résistants ou matériaux composites, par exemple à base de roche et de fibres de carbone. Selon la chaîne de valeur, les matériaux de construction sont les composants de stockage du carbone issu du BECCS, du DACCS, de la gestion des forêts, etc.
Direct Air Capture and Storage (DACS/DACCS) : élimination du CO₂ directement dans l’air à l’aide d’équipements techniques. Il existe deux types de processus primaires : Adsorption (basse température), Absorption (haute température) Stockage primaire dans divers types de réservoirs géologiques. Le DAC et le CCS peuvent aussi être combinés à la géothermie. On parle alors de CO₂-Plume Geothermal (CPG)
Photosynthèse artificielle : la photosynthèse artificielle permet théoriquement d’éliminer le dioxyde de carbone de l’atmosphère et de transformer le carbone qu’il contient en produit stockable à long terme. Dans le cadre du projet NETPEC, le CO₂ a été capté dans l’atmosphère et converti en produits carbonés tels que l’oxalate ou des copeaux de carbone à l’aide d’un procédé photoélectrochimique. Ces produits ont ensuite pu être stockés à long terme.
Altération accélérée des roches (Enhanced Rock Weathering ERW) : l’altération des roches entraîne l’élimination durable du CO₂ présent dans l’atmosphère, mais l’altération naturelle est un processus géochimique lent. L’extraction des roches, leur transformation en poudre et leur épandage sur les sols agricoles peut permettre d’accélérer considérablement ce processus. Selon le type de roche, des quantités variables de CO₂ peuvent être réintroduites dans le système terrestre. Lors de la carbonatation, le béton de démolition est par exemple directement gazéifié avec du CO₂ (voir Matériaux).
Stockage du carbone dans les zones littorales (Blue Carbon) : expansion des écosystèmes littoraux riches en végétation, comme les marais salants, les prairies sous-marines, la mangrove et les forêts de varech, dans les océans et sur les littoraux.
Carbon Farming à base de varech/algues (Blue Carbon) : culture de varech et d’algues pour capter le CO₂ et l’utiliser ou le stocker dans la biomasse ou d’autres produits. Le stockage peut prendre plusieurs formes : enfouissement ou épandage de biomasse, pyrolyse ou transformation en charbon végétal ou bio-mazout.
Fertilisation des océans : injection de nutriments, p. ex. du fer, dans l’océan pour favoriser la croissance du phytoplancton, qui absorbe le CO₂, puis coule lorsqu’il meurt. Le carbone reste dans les grands fonds marins ou se dépose sous forme de sédiments au fond de l’eau.
Remontée artificielle des eaux profondes (Artificial Upwelling) : les nutriments présents dans les grands fonds océaniques sont pompés pour que les algues, le zooplancton et les poissons puissent absorber naturellement le carbone. Les nutriments tombent souvent dans les eaux de surface. La biomasse supplémentaire ainsi produite absorbe le CO₂ et coule en mourant. Le carbone reste dans les grands fonds marins ou se dépose sous forme de sédiments au fond de l’eau.
Augmentation de l’alcalinité océanique (Ocean Alkalinity Enhancement) : augmentation de l’absorption de CO₂ grâce à l’ajout de minéraux qui fixent les acides et proviennent de roches altérées (silicate et roche carbonatée). Technique comparable à l’altération accélérée des roches, mais avec une application océanique et non terrestre.
Direct Ocean Capture (DOC)/Electrolytic Oceanic (CDR) : à l’aide de plusieurs processus électrochimiques, le carbone dissous est directement éliminé de l’eau de mer. L’eau de mer ainsi traitée est ensuite rejetée. L’océan contenant 150 fois plus de dioxyde de carbone que l’atmosphère, il n’est pas impossible que le DOC s’avère plus efficace que le DAC.