Se servir de l’océan comme d’une éponge à CO2, pour retirer ce gaz à effet de serre de l’atmosphère. Une équipe de scientifiques de l’université de Californie (Ucla) travaille depuis deux ans sur ce projet ambitieux, nommé SeaChange, pour lutter contre le réchauffement climatique
Leur objectif est « d’utiliser l’océan comme une grosse éponge », explique Gaurav Sant, directeur de l’Institut de gestion du carbone (ICM) de l’Ucla dont l’étude a été publiée dans la revue ACS Sustainable Chemistry & Engineering. On en trouve ci-dessous les références et l’abstract
Les mers recouvrent l’essentiel de la Terre et sont notre meilleur allié climatique, car l’océan agit comme un tampon : il absorbe plus d’un quart de toutes les émissions de dioxyde de carbone (CO2) et 90 % de la chaleur qu’elles ont émises ces dernières décennies.
Mais ce principal puits de carbone de la Planète est en danger : l’océan s’acidifie et l’élévation des températures diminue sa capacité d’absorption. L’équipe de l’Ucla souhaite l’augmenter, grâce à un procédé électrochimique qui retire le CO2 contenu dans l’eau de mer. « Si on arrive à éliminer le dioxyde de carbone présent dans les océans, on renouvelle essentiellement leur capacité à capter du dioxyde de carbone supplémentaire de l’atmosphère », selon Gauray Sant
Les ingénieurs ont donc développé une mini-usine flottante sur un bateau d’environ trente mètres de long, qui pompe l’eau de mer et la soumet à une charge électrique. L’électrolyse déclenche une série de réactions chimiques qui finissent par neutraliser le CO2 initialement contenu dans l’eau. Il se retrouve piégé dans une fine poudre blanche qui contient du carbonate de calcium, un élément que l’on retrouve dans la craie, le calcaire ou les coquillages, et du bicarbonate de magnésium.
Ces minéraux naturels peuvent être relâchés dans l’océan, ce qui permet de « stocker le CO2 de manière très durable (…) pendant des dizaines de milliers d’années », selon l’ingénieur. Et l’eau pompée retourne à la mer, prête à réabsorber le gaz à effet de serre de l’air.
L’inventeur est persuadé que le processus n’aura pas d’impact sur l’environnement marin, ce qui reste à confirmer. Outre le retrait du CO2 de l’atmosphère, le procédé produit également de l’hydrogène, un gaz essentiel à la transition énergétique qui pourrait propulser les camions, trains ou avions propres de demain.
Garder le réchauffement sous contrôle nécessite d’extraire entre 450 milliards et 1,1 billion de tonnes de CO2 de l’atmosphère d’ici à 2100, selon le premier rapport mondial dédié au sujet, sorti en janvier. Cela implique que le secteur du CDR « croisse à un rythme d’environ 30 % par an sur les 30 prochaines années, un peu comme l’ont fait le solaire et l’éolien », insiste l’un de ses auteurs, Gregory Nemet, professeur à l’université du Wisconsin-Madison.
La technologie de l’Ucla « entre dans la catégorie des solutions prometteuses qui pourraient être suffisamment importantes pour avoir une incidence sur le climat », estime-t-il.
En séquestrant le CO2 directement dans l’océan sous forme minérale, elle se distingue nettement d’une autre technique en vogue : la capture directe du CO2 dans l’air (DAC). Celle-ci nécessite de trouver un site pour stocker le gaz dans le sol, un processus très complexe et onéreux.
Le projet doit maintenant être commercialisé par une start-up, Equatic, chargée de démontrer sa faisabilité à l’échelle industrielle et de vendre des crédits carbone aux entreprises souhaitant compenser leurs émissions.
En plus de la barge de Los Angeles, un bateau similaire est actuellement testé à Singapour. Le retour d’expérience des deux sites doit permettre de concevoir des usines beaucoup plus grandes, capables « de séquestrer des milliers de tonnes de CO2 par an »,
Référence
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssuschemeng.0c08561
Saline Water-Based Mineralization Pathway for Gigatonne-Scale CO2 Management
Publication Date: January 12, 2021
Abstract
This perspective proposes a potential pathway to diminish atmospheric CO2 accumulations which is distinct from traditional carbon capture and geological sequestration strategies and from existing negative emissions technologies (NETs). Unlike conventional sorbent- or solvent-based CO2 capture processes where substantial energy expenditures are associated with demixing and desorbing CO2, the single-step carbon sequestration and storage (sCS2) approach relies on electrolytic carbonate mineral precipitation using renewable energy within a simple and scalable process design. Although numerous approaches have implied electrolysis for carbon management, the sCS2 approach is unique in the following ways: (1) CO2 mineralization for promoting solid carbonate formation: The thermodynamic and kinetic barriers to carbonate precipitation are overcome by direct and in situ electrochemical forcing to stabilize dissolved inorganic carbon and divalent cations [Ca,Mg] to form carbonate minerals. (2) Flow-through membraneless electrolysis: A flowing electrolyte (seawater) is dissociated while in motion. The process utilizes cost-effective mesh electrodes while also decreasing the number of components and assembly steps and reducing the risk of device failure. (3) Integrated electrolytic reactor–rotary drum filter: An electroactive thin-film mesh cathode (eTFC) is suggested to be integrated within a rotary drum filter configuration, allowing for the filtration of dilute and polydispersed mineral precipitates at a low energy cost. These attributes render sCS2 as an approach worthy of more detailed evaluation, development, and scaling for global-scale carbon management.
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