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Qu’est-ce que la capture de carbone ? Eric Toone, investisseur chez Gates, explique

06 janvier 2022, Mecklembourg-Poméranie occidentale, Wismar : la fumée s’élève des cheminées des usines de transformation du bois au port maritime de Wismar. Photo : Jens Büttner/dpa-Zentralbild/ZB (Photo de Jens Büttner/photo alliance via Getty Images)

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Eric Toone est un investisseur principal technique pour la société d’investissement dans les technologies climatiques de Bill Gates, Entreprises énergétiques révolutionnaires. Il est l’une des deux personnes qui doivent signer un accord pour qu’il soit financé, et il a signé cinq investissements dans la technologie de capture du carbone, dont quatre ont été annoncés publiquement.

Le dioxyde de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles est la principale source de changement climatique d’origine humaine. La capture du carbone est un ensemble de méthodes – certaines éprouvées, d’autres expérimentales – pour réduire les émissions de dioxyde de carbone soit en les éliminant à la source, soit de l’atmosphère. (Le terme “carbone” est souvent utilisé comme raccourci pour le dioxyde de carbone, CO2, dans les discussions sur la technologie de capture et de séquestration.)

Toone comprend les arguments contre la technologie de capture du carbone, mais il est quand même optimiste.

Une grande crainte est que la technologie de capture du carbone présente un “risque moral”, a-t-il déclaré à CNBC lors d’une conversation vidéo. Si la technologie de capture du carbone devient rentable, les entreprises pourraient ne pas décarboner leurs opérations – elles continueront simplement à émettre puis à extraire le carbone qu’elles ont émis de l’atmosphère, faisant ainsi du surplace dans la course aux émissions.

Au lieu de cela, disent les critiques, les entreprises doivent se concentrer sur la décarbonation de leurs opérations en utilisant des énergies renouvelables et en augmentant l’efficacité énergétique.

Toone pense qu’il s’agit d’une fausse dichotomie.

“Cela doit être tout ce qui précède”, a déclaré Toone à CNBC.

C’est aussi ce que dit le dernier rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat des Nations Unies.

L’élimination du dioxyde de carbone est “nécessaire” pour “contrebalancer les émissions résiduelles” difficiles à réduire “” et c’est “également un élément essentiel 34 des scénarios qui limitent le réchauffement à 1,5°C ou probablement en dessous de 2°C d’ici 2100”. le résumé technique du rapport dit.

Qui paie ?

Pour qu’une technologie évolue, cependant, il doit y avoir une demande.

Il est facile de voir la demande économique d’alternatives à faible émission de carbone aux produits existants. L’éolien et le solaire peuvent être moins chers que les combustibles fossiles pour produire de l’électricité, les véhicules électriques peuvent éliminer les trajets coûteux vers la station-service et les améliorations apportées aux processus industriels et à l’efficacité des bâtiments permettent d’économiser non seulement de l’énergie mais aussi de l’argent.

Alors, qui va payer pour l’élimination du dioxyde de carbone, et pourquoi ?

“C’est la question à 64 000 $”, a déclaré Toone à CNBC.

À l’heure actuelle, le marché de la capture du carbone est volontaire, ce qui signifie que les entreprises participent si elles le souhaitent, et non en vertu d’exigences ou de réglementations fédérales en vigueur. Ce marché a vu quelques pousses vertes ces derniers temps. Par exemple, à la mi-avril, le fournisseur de technologie de paiement en ligne Stripe s’est associé à plusieurs autres entreprises technologiques, dont Google parent Alphabet et Facebook parent Meta, pour engager près d’un milliard de dollars pour stimuler le marché de la capture du carbone.

Stripe aimerait voir d’autres entreprises développer le pool de financement initial, mais reconnaît également que l’industrie aura presque certainement besoin d’une intervention gouvernementale. Cela pourrait prendre la forme d’un prix du carbone, de la subvention de l’élimination du carbone que font les entreprises privées ou du financement de la recherche, a déclaré Florian Maganza de Stripe à CNBC.

Mais pour l’instant, la demande est extrêmement incertaine. Il existe une certaine demande de la part de l’industrie – l’industrie des boissons gazeuses, par exemple, paie jusqu’à 1 000 dollars la tonne pour le dioxyde de carbone sur certains marchés, tandis que l’industrie pétrolière paie environ 35 dollars la tonne pour le dioxyde de carbone à utiliser dans la récupération assistée du pétrole, explique Toone. Mais dans l’ensemble, le marché de la capture du carbone suppose que la réglementation ou les incitations gouvernementales augmenteront au fil du temps à mesure que le problème du changement climatique deviendra plus évident et que sa gestion deviendra une nécessité politique.

“Jusqu’à ce que la société tarifie le carbone – non, il n’y a aucun moyen de gagner de l’argent sur la capture du carbone autrement que par le biais de marchés volontaires”, a déclaré Toone. “C’est le Far West.”

Cependant, environ 25 autres pays ont une sorte de marché du carbone.

“Le plus grand – de loin – est la Chine”, a déclaré Toone à CNBC.

“Le système chinois se concentre d’abord sur le secteur de l’électricité et est basé sur les émissions par unité de production. Les producteurs individuels fourniront des informations sur la production d’électricité et d’émissions, puis recevront un crédit basé sur la production historique, puis paieront ou recevront un crédit en fonction de qu’ils soient au-dessus ou au-dessous de leur allocation.”

La méthode chimique : dure et coûteuse

La demande incertaine n’est pas le seul défi. La capture du carbone à grande échelle est également techniquement difficile et coûteuse à réaliser.

D’une manière générale, il y a deux composants principaux à la technologie de capture du carbone. D’abord, il y a la capture — elle doit être retirée du ciel. Ensuite, il y a la séquestration – une fois que vous avez capturé le carbone, vous devez le mettre quelque part.

Le captage direct du carbone peut réduire les émissions de carbone au point de production, mais il est difficile à mettre à l’échelle car chaque usine doit être modernisée sur une base personnalisée. De plus, il ne fait rien pour éliminer le dioxyde de carbone qui a déjà été émis par d’autres sources au cours des 150 dernières années.

Pour éliminer le carbone qui se trouve déjà dans l’atmosphère, vous devez compter sur la photosynthèse des plantes – planter des arbres, par exemple – ou sur la technologie chimique.

Avec la capture chimique du carbone, l’air doit passer à travers un appareil technique afin que le dioxyde de carbone puisse se lier à tout produit chimique utilisé. Pomper suffisamment d’air à travers cet appareil technique nécessite beaucoup d’énergie.

“Lorsque le dioxyde de carbone est présent à seulement 400 parties par million dans l’air, cela signifie que je dois faire passer une quantité d’air absolument énorme sur ces structures pour le capturer”, a déclaré Toone.

Pour capturer un million de tonnes, ou une mégatonne, de dioxyde de carbone en un an, une opération devrait déplacer 46 000 mètres cubes d’air par seconde – et cela suppose qu’elle capture 100% du dioxyde de carbone dans l’air, a déclaré Toone à CNBC, selon ses propres calculs. De manière plus réaliste, vous ne captureriez que la moitié du dioxyde de carbone, ce qui signifie que vous auriez besoin de déplacer plus de 100 000 mètres cubes d’air par seconde.

Et c’est juste pour une seule mégatonne.

Le gouvernement américain a pour objectif d’éliminer plusieurs gigatonnes, soit un milliard de tonnes métriques, de dioxyde de carbone de l’atmosphère d’ici 2050 et de le stocker « durablement » pour moins de 100 dollars la tonne. Le ministère de l’Énergie appelle cet objectif son Earthshot négatif en carbone.

Pour que le projet de capture du carbone réussisse, la quantité d’émissions de carbone créées pour produire l’énergie nécessaire au fonctionnement des machines de capture du carbone doit être inférieure au dioxyde de carbone capturé par l’engin – sinon tout l’effort est nul et non avenu.

“Ouais, les chiffres commencent à devenir assez effrayants”, a déclaré Toone.

Deux entreprises en tête, selon Toone, sont ingénierie du carbone autre travaux climatiques. (Breakthrough n’est pas un investisseur dans l’un ou l’autre.)

L’usine Climeworks avec ses ventilateurs devant le collecteur, aspire l’air ambiant et le libère, car du CO2 largement purifié par des ventilateurs à l’arrière est vu à la centrale électrique Hellisheidi près de Reykjavik le 11 octobre 2021. – L’usine Climeworks est dans des conteneurs ISLANDE similaires à ceux utilisés dans le transport maritime sont empilés par paires, à 10 mètres (33 pieds) de haut. Des ventilateurs devant le collecteur aspirent l’air ambiant et le restituent, en grande partie purifié de CO2, par des ventilateurs à l’arrière. (Photo par Halldor KOLBEINS / AFP) (Photo par HALLDOR KOLBEINS/AFP via Getty Images)

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Actuellement, Climeworks est capable de capturer le dioxyde de carbone à un coût d’environ 600 à 800 dollars la tonne, Judith Hebekeuser, responsable des communications chez Climeworks a déclaré à CNBC. Ce coût devrait tomber entre 250 et 300 dollars par tonne d’ici 2030 si Climeworks opère à l’échelle de millions de tonnes. Et si l’industrie arrive à maturité comme prévu, les coûts devraient alors baisser entre 100 et 200 dollars la tonne.

Toone dit que l’objectif du gouvernement américain de 100 $ la tonne n’est pas déraisonnable.

“Le coût de l’énergie solaire depuis 1975 a été divisé par 300”, a noté Toone. “Il passe absolument le test du rire”, a déclaré Toone.

Une fois le carbone retiré de l’atmosphère, il existe deux façons fondamentales de le stocker : biologique et géologique. La séquestration biologique du carbone se produit lorsque le carbone de l’atmosphère est stocké dans les plantes, le sol, le bois ou même l’océan. La séquestration géologique du carbone est le processus de stockage souterrain du dioxyde de carbone. Pour ce faire, les entreprises pompent le dioxyde de carbone dans des cavernes souterraines ou le combinent avec un liquide et le pompent dans des formations rocheuses poreuses où le CO2 peut « se minéraliser » avec le temps.

Dans sa première usine commerciale d’élimination du carbone en Islande, Climeworks récupère le dioxyde de carbone qu’il élimine de l’air et le donne à une entreprise partenaire, solution de glucides, qui prend le carbone et l’injecte dans l’eau souterraine pour réagir avec la roche basaltique. Au cours des deux prochaines années, le carbone se transforme en roche solide, “l’enfermant pendant des centaines de milliers d’années”, a déclaré Hebekeuser à CNBC. Bien que le stockage permanent soit l’objectif principal de Climeworks, il est ouvert à d’autres options, comme les produits recyclés au carbone ou la fabrication de carburants renouvelables.

La question de vérification

Il existe d’autres méthodes, pour la plupart non chimiques, qui “coûtent une infime, infime, infime fraction de ces 100 dollars la tonne”, a déclaré Toone, mais la vérification est un gros problème pour beaucoup d’entre elles.

Faire pousser des arbres en est un exemple. Mais les arbres meurent, ils sont brûlés par les incendies de forêt, ils sont abattus pour le bois.

Des entreprises comme pachamaqui fait partie du portefeuille d’investissement de Breakthrough, s’efforce de vérifier la quantité de carbone capturée dans un acre de forêt.

Un autre exemple consiste à utiliser du silicate de calcium chimique naturel, à le mettre sur la plage et à le laisser là. Le silicate de calcium réagit avec le dioxyde de carbone dans l’eau de l’océan pour former du carbonate de calcium, qui est un solide insoluble qui coule au fond de l’océan. L’océan continuera à extraire plus de dioxyde de carbone de l’air afin de rester en équilibre, selon Toone, qui était un professeur de chimie à l’Université Duke pendant près de trois décennies avant de rejoindre Breakthrough.

Mais sans vérification, ces méthodes ne décolleront pas.

“Nous vivons à une époque absurdement cynique”, a déclaré Toone à CNBC. S’il y a un sentiment que la capture du carbone est une arnaque, alors les gens ne vont pas du tout payer pour que le carbone soit capturé. “Nous devons amener la société avec cela. Et donc je pense que la validation et la vérification sont extrêmement importantes.” .”

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