Elimination directe du carbone (CDR)

L’objectif des Carbon Dioxide Removal (CDR) est de créer des puits de carbone à des fins environnementales. Il existe trois types d’approches : naturelles, technologiques et hybrides (source : Energy Future Initiative, Clearing The Air, 2019, rapport du GIEC, PNAS, IOPscience).

Méthodes de capture naturelles

Les méthodes de CDR naturelles recouvrent notamment la capture du carbone par les arbres, les plantes, les cultures et le sols.

Afforestation, reforestation

Le principe est d’étendre et de gérer les forêts avec un objectif de capture de CO2. Les forêts ont un rôle important à jouer sur la capture du carbone mais des surfaces importantes sont nécessaires. 1Gt de CO2 capturée par an nécessite environ 1/3 de la France (plusieurs Mha de terrain) converti à la forêt.

Voir la page "Foresterie et reforestation" du secteur "Alimentation foresterie et utilisation des sols" pour en savoir plus et les organisations déjà identifiées.

Culture et gestion des sols

La séquestration du carbone dans les sols possède un potentiel de 2 à 5Gt/an. Plusieurs approches sont envisageables comme la gestion des cultures et des prairies orientée CO2 ou la culture à haut apport en carbone par le développement de certaines espèces.

Méthodes de capture technologiques

Les méthodes de CDR technologiques recouvrent les méthodes de capture directe dans l’air ou dans les océans.

Le principe du Direct Air Capture (DAC) est la capture du CO2 dans l’air ambiant, couplée à un système de séquestration ou d’utilisation. L’approche chimique est la plus répandue avec deux méthodes : Low temperature solid sorbent (LTSS) et High temperature liquid sorbent (HTLS). D’autres procédés utilisant la cryogénie ou les membranes existent mais sont rares.

Le DAC est très énergivore, il faut actuellement plus de 1300TWh soit 2,5 fois la production annuelle d’électricité en France, pour capter 1 GtCO2.

Quelques sociétés européennes et nord-américaines se positionnent sur cette technologie. On peut citer Hydrocell en Finlande, Climeworks en Suisse et Skytree à Amsterdam.

Méthodes de capture hybrides

Les méthodes CDR hybrides sont variées : la minéralisation du carbone ex situ, les cultures avancées, l’amélioration de l'alcalinité des océans mais aussi la bioénergie avec CCS et la fertilisation des océans.          

Bioénergie avec CCS (BECCS)

Les BECCS (Bio Energie with Carbon Capture and Storage) recouvre 2 concepts : bioélectricité avec CCS (combustion de biomasse dans une chaudière) et bio-fuel avec CCS (conversion de biomasse en carburant liquide ou gazeux). Les sources de biomasse comprennent les résidus et les déchets agricoles, forestiers, industriels et municipaux ainsi que les cultures énergétiques spécifiquement cultivées.

Les BECCS nécessitent d’énormes surfaces dédiées : 1 GtCO2 /an nécessite environ 1,5 fois la surface de la France. Les trajectoires avec beaucoup de BECCS sont incompatibles avec la biodiversité (source : IDDRI)

Deux projets à l’international sont particulièrement intéressants à puisqu'ils sont les seuls économiquement viables ou proches de l'être :

• Drax au Royaume Uni : projet pilote de capture et de stockage du carbone par les bioénergies (BECCS, avec une technologie C-Capt) sur une centrale électrique, lancé en octobre 2018.
• Illinois CCS aux USA : installation de capture de CO2 pour du stockage géologique profond. La capture est réalisée à partir du processus de fermentation utilisé pour produire de l'éthanol dans un complexe industriel de transformation du maïs.

Actuellement, il n’existe qu’un seul projet de BECCS en France : le CPER Artenay project (Loiret).

Fertilisation des océans

L’objectif est de stimuler un puit de carbone biologique dans les océans là où il est peu actif. La technique consiste à déverser des nutriments dans des zones océaniques identifiées comme pauvres en biomasse pour provoquer le développement de phytoplancton. Ces organismes sont censés fixer le CO2 par photosynthèse et le transférer vers le fond des océans. Par cette disruption des écosystèmes marins, la fertilisation des océans reste une approche hautement incertaine tant sur le potentiel que sur les mécanismes en jeu.