Les briques fabriquées à partir de CO2 capté dans l'air sont prometteuses dans la lutte contre le changement climatique

Oct 13, 2023

Debout dans le laboratoire de son entreprise, Michael Evans brandit une petite brique blanche qui pourrait faire partie de la solution au changement climatique.

Bien que dur au toucher, le bloc est fait de cristaux et est remarquablement léger, pesant à peu près le même poids qu'une éponge.

Ce qui le rend si remarquable, c'est qu'il a été produit à partir de dioxyde de carbone (CO2), un gaz à effet de serre, extrait de l'air.

"Nous le minéralisons", a déclaré M. Evans, directeur général de Cambridge Carbon Capture. "Nous ne le capturons pas seulement à de faibles concentrations, mais nous le prenons et le transformons en roche solide."

M. Evans parlait à l'approche de la Journée mondiale de l'environnement, qui est célébrée chaque année le 5 juin. Sa technologie marque une autre tentative pour débarrasser l'atmosphère des produits chimiques nocifs.

À l'époque préindustrielle, il y avait environ 280 parties par million (ppm) de CO2 dans l'atmosphère, mais maintenant la concentration de ce gaz est d'environ 421 ppm.

Les émissions de CO2 provenant de l'énergie et de l'industrie ayant atteint un niveau record de 36,8 milliards de tonnes l'an dernier, la concentration augmente de plus en plus rapidement.

Sans mesures significatives pour réduire les émissions, la concentration de gaz CO2 pourrait atteindre 550 ppm d'ici 2060.

Cela ferait monter les températures moyennes à 2,6 °C ou plus au-dessus des niveaux préindustriels, ce qui pourrait avoir des conséquences dévastatrices.

Une solution consiste à extraire le CO2 de l'atmosphère et à le stocker, ce que l'on appelle la capture directe de l'air (DAC).

"Sans réellement éliminer le CO2, nous ne pourrons pas survivre à cela", a déclaré M. Evans. "C'est absolument essentiel pour l'avenir de l'humanité ou de tout autre type de vie sur Terre.

"Nous devons tout mettre en œuvre et chaque idée possible doit être explorée avec un investissement maximal."

Le CAD pourrait éliminer jusqu'à 310 gigatonnes, ou milliards de tonnes, de CO2 de l'atmosphère d'ici 2100, ont suggéré des experts, à condition qu'il y ait une mise à l'échelle rapide.

Cambridge Carbon Capture a été fondée en 2011 et est basée dans un petit parc industriel à la périphérie de Cambridge au Royaume-Uni.

C'est l'une des nombreuses sociétés développant la technologie DAC.

L'année dernière, la société a obtenu un contrat de 3 millions de livres sterling (13,6 millions de dirhams) du gouvernement britannique pour développer ses méthodes.

"Nous pensons que la technologie peut tirer profit de la capture et de la séquestration du CO2 pour toujours", a déclaré M. Evans. "Notre technologie est un processus qui utilise des minéraux de faible valeur et crée des produits de grande valeur, capturant ainsi le CO2."

L'usine d'Emirates Steel à Abu Dhabi utilise déjà la technologie de captage, d'utilisation et de stockage du carbone. Antonie Robertson / Le National

Les produits de départ comprennent des silicates de magnésium en poudre, un minéral couramment trouvé contenant des métaux utiles tels que le nickel et le cobalt.

Celui-ci est traité avec un catalyseur spécialisé, le convertissant en silice et en oxyde de magnésium, libérant les métaux et les rendant faciles à extraire.

La poudre d'oxyde de magnésium est ensuite mélangée avec de l'eau pour produire une bouillie, à travers laquelle de l'air barbote dans une pile, dont une petite version se trouve dans le laboratoire.

Dans le processus, l'oxyde de magnésium (MgO) est combiné avec du dioxyde de carbone (CO2) pour produire du carbonate de magnésium (MgCO3), à partir duquel l'eau peut être évaporée pour laisser le solide blanc sec, qui peut être utilisé comme matériau de construction.

"Vous vous retrouvez avec la structure ouverte", a déclaré M. Evans. "Vous pouvez créer des briques et en revêtir votre maison - c'est ignifuge et thermiquement isolant."

Le nickel et le cobalt, tous deux utilisés dans les batteries de voitures électriques, sont séparés, tout comme la silice, qui a de nombreuses utilisations, notamment dans la construction et la production de pneus.

En plus d'être utilisée pour le DAC, la technologie de l'entreprise pourrait capturer le CO2 émis par les usines industrielles, un processus connu sous le nom de capture, utilisation et stockage du carbone (CCUS).

Des installations CCUS employant d'autres technologies sont déjà en service, comme à l'usine Emirates Steel d'Abu Dhabi et à l'installation gazière Hawiyah d'Aramco en Arabie saoudite, et leur utilisation plus large est considérée comme nécessaire par certains observateurs tant que les industries qui génèrent du CO2 sont actives. .

Le secteur de l'élimination du CO2 est en pleine expansion, notamment aux États-Unis grâce aux incitations gouvernementales. Les autorités américaines dépensent 3,5 milliards de dollars entre 2022 et 2026 pour mettre en place des hubs régionaux du CAD.

"Il va maintenant y avoir un flux énorme et je m'attends à ce que certains des autres pays riches en pétrole, comme l'Arabie saoudite et les autres États du Golfe, commencent à investir massivement dans son développement", a déclaré Bob Ward, du Grantham Research Institute. sur le changement climatique et l'environnement, qui fait partie de la London School of Economics.

De nombreux autres analystes affirment également que la capture directe de l'air pourrait s'avérer précieuse.

Parmi eux se trouve le Dr Artur Runge-Metzger, un ancien négociateur de l'UE sur le changement climatique qui est maintenant membre du Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change.

Climeworks, une entreprise islandaise, possède une usine nommée Orca qui est décrite comme la première installation d'élimination de CO2 à grande échelle au monde. PA

"La capture aérienne directe, où vous avez les premières expériences en Islande et ainsi de suite, ce sont les choses qui doivent être faites et étudiées et le coût de ces technologies doit baisser afin d'avoir une gamme suffisante de technologies que vous pouvez déployer ," il a dit.

Climeworks, une entreprise islandaise, possède une usine nommée Orca qui est décrite comme la première installation d'élimination de CO2 à grande échelle au monde. Une deuxième usine, Mammoth, est en construction.

L'entreprise a un partenaire, Carbfix, qui dissout le CO2 dans l'eau, qui est injectée sous terre en Islande dans la roche basaltique, où elle se minéralise ou se solidifie pendant deux ans.

Un autre partenaire de Climeworks, 44.01, travaille sur une méthode pour minéraliser le CO2 et l'injecter dans un autre type de roche, la péridotite, à Oman.

"Notre commercialisation et notre déploiement à grande échelle sont en bonne voie pour atteindre notre objectif clé : fournir une capacité de plusieurs mégatonnes [d'élimination du CO2] dans les années 2030 et une capacité de gigatonnes d'ici 2050, comme l'exige la science du climat", a déclaré un porte-parole de Climeworks.

Pour atteindre une mise à l'échelle massive, il faut, selon l'entreprise, plus de financement des secteurs public et privé, le développement des marchés du carbone (qui valorisent l'élimination du CO2), des réglementations et des politiques de soutien et une chaîne d'approvisionnement "capable de livrer à des échelles énormes". ".

Climeworks travaille avec Carbfix, qui dissout le CO2 dans l'eau qui est injectée sous terre en Islande dans la roche basaltique, où elle se minéralise ou se solidifie pendant deux ans. Photo : EPA

Les gouvernements peuvent soutenir l'industrie, a déclaré la société, en agissant, par exemple, en tant que "premier acheteur" pour les produits DAC, tandis que la société a attiré des clients du secteur privé tels que Microsoft et Swiss Re en raison de ce qu'elle appelle sa "haute qualité , solution permanente et sûre d'élimination du carbone".

Climeworks est convaincu que sa technologie permettra d'obtenir des améliorations en termes d'efficacité et de coût similaires à celles observées dans le secteur des énergies renouvelables.

"Les voitures électriques ou le solaire photovoltaïque sont des exemples du passé qui ont suivi exactement cette trajectoire, et il ne fait aucun doute que la capture directe de l'air suivra le même chemin", a déclaré le porte-parole.

Cambridge Carbon Capture affirme que ses méthodes, basées sur la génération de produits finaux de valeur, rendent les usines DAC autonomes ou l'utilisation de CCUS dans des installations industrielles rentables.

Pour chaque tonne de CO2 capturée, des produits d'une valeur d'environ 1 600 dollars sont générés, a déclaré M. Evans.

Les usines DAC coûtent chacune entre 300 et 500 millions de dollars. La société a déclaré que les finances publiques et les marchés du carbone - dans lesquels les crédits carbone sont achetés et vendus, valorisant ainsi les émissions - ne vont pas plus loin en termes de financement de tels projets, rendant l'investissement privé essentiel.

M. Evans a déclaré qu'Oman serait un endroit particulièrement approprié pour les usines car le pays est "inondé de silicates de magnésium".

En plus d'être applicable sur terre, le processus pourrait capter les émissions de CO2 des navires, qui représentent environ 3 % des émissions mondiales de carbone. Les navires pourraient utiliser l'eau de mer avec le carbonate de magnésium pour éliminer définitivement les émissions maritimes.

Cambridge Carbon Capture cherche à lever des fonds pour étendre son projet pilote, dont la construction démarre à Ely, une petite ville non loin de Cambridge. M. Evans est déterminé à mener à bien le projet.

"Je me sens obligé de le faire", a-t-il déclaré. "C'est vraiment comme un appel aux armes. Rien d'autre n'a d'importance si nous n'avons pas de planète sur laquelle vivre."