Ce qu’il faudra pour parvenir à une élimination abordable du carbone

Deux entreprises ont commencé à concevoir ce qui pourrait devenir la plus grande usine de capture directe d’air d’Europe, capable de capturer jusqu’à un million de tonnes métriques de dioxyde de carbone par an et de l’enterrer profondément sous le plancher de la mer du Nord.

La pollution climatique séquestrée sera vendue sous forme de crédits de carbone, reflétant la demande croissante d’élimination du carbone alors que de nombreux pays et entreprises établissent des plans d’émissions nettes zéro qui reposent fortement, directement ou indirectement, sur l’utilisation d’arbres, de machines ou d’autres moyens. pour extraire le dioxyde de carbone de l’air.

Les climatologues disent que le monde pourrait avoir besoin de milliards de tonnes d’élimination de dioxyde de carbone chaque année d’ici le milieu du siècle pour lutter contre les « émissions résiduelles » (provenant de choses comme l’aviation et l’agriculture) que nous ne pourrons pas nettoyer d’ici là à un prix abordable – et pour retirer le climat des niveaux de réchauffement extrêmement dangereux.

La question critique et sans réponse, cependant, est de savoir combien coûtera la capture directe de l’air et si les entreprises et les pays décideront qu’ils peuvent se le permettre.

L’installation proposée par les deux sociétés, Carbon Engineering et Storegga Geotechnologies, sera probablement située dans le nord-est de l’Écosse, ce qui lui permettra de tirer parti d’une abondante énergie renouvelable et d’acheminer le dioxyde de carbone capturé vers des sites voisins au large, ont indiqué les sociétés. Il devrait être mis en ligne d’ici 2026.

« Nous ne pouvons pas arrêter chaque [source of] émissions », a déclaré Steve Oldham, directeur général de Carbon Engineering, basé en Colombie-Britannique. « C’est trop difficile, trop coûteux et trop perturbateur. C’est là qu’intervient l’élimination du carbone. Nous constatons de plus en plus que cela va être essentiel.

Atteindre 100 $ la tonne

Oldham refuse de dire combien les entreprises prévoient de facturer pour l’élimination du carbone et dit qu’elles ne connaissent pas encore les coûts par tonne qu’elles réaliseront avec l’usine européenne.

Mais il est convaincu qu’il atteindra éventuellement les niveaux de coût cibles pour la capture directe de l’air identifiés dans une analyse de 2018 à Joule, dirigée par le fondateur de Carbon Engineering et professeur à Harvard, David Keith. Il a mis la fourchette entre 94 $ et 232 $ la tonne une fois que la technologie a atteint une échelle commerciale.

Steve Oldham, PDG de Carbon Engineering

COURTOISIE : INGÉNIERIE DU CARBONE

Atteindre 100 $ la tonne est essentiellement le point de viabilité économique, car les gros clients américains paient généralement 65 $ à 110 $ pour le dioxyde de carbone utilisé à des fins commerciales, selon un article peu remarqué de mai par Habib Azarabadi et le pionnier de la capture directe par air Klaus Lackner. , tous deux au Center for Negative Carbon Emissions de l’Arizona State University. (Les 100 $ n’incluent pas le coût séparé mais considérablement plus faible de la séquestration du carbone.)

À ce stade, la capture directe de l’air pourrait devenir un moyen raisonnablement rentable de traiter les 10 à 20 % d’émissions qui resteront trop difficiles ou coûteuses à éliminer, et pourraient même concurrencer le coût de capture du dioxyde de carbone avant qu’il ne quitte l’électricité. usines et usines, déclarent les auteurs.

Mais la meilleure estimation est que le secteur est loin de ce niveau aujourd’hui. En 2019, la société suisse de capture directe d’air Climeworks a déclaré que ses coûts étaient d’environ 500 à 600 dollars la tonne.

Ce qu’il faudra pour atteindre ce seuil de 100 $, c’est de construire tout un tas d’usines, ont découvert Azarabadi et Lackner.

Plus précisément, l’étude estime – sur la base des « taux d’apprentissage » des technologies performantes ou de la rapidité avec laquelle les coûts ont diminué à mesure que leur capacité de fabrication augmentait – que l’industrie de la capture directe d’air devra croître d’un facteur un peu plus de 300 en afin d’atteindre des coûts de 100 $ la tonne. Pour y parvenir, il faudra peut-être des subventions fédérales totales ne dépassant pas 50 à 2 milliards de dollars, pour couvrir la différence entre les coûts réels et les taux du marché pour le dioxyde de carbone de base.

Lackner dit que la question clé est de savoir si leur étude a appliqué les bonnes courbes d’apprentissage à partir de technologies réussies comme l’énergie solaire – où les coûts ont diminué d’environ un facteur 10 lorsque l’échelle a été multipliée par 1 000 – ou si la capture directe de l’air entre dans une catégorie plus rare de technologies l’apprentissage ne réduit pas rapidement les coûts.

« Quelques centaines de millions investis dans la réduction des coûts pourraient indiquer s’il s’agit d’une bonne ou d’une mauvaise hypothèse », a-t-il déclaré dans un e-mail.

Attrapeur de rêves

Le Royaume-Uni a établi un plan pour éliminer ses émissions d’ici 2050 qui nécessitera l’élimination de millions de tonnes de dioxyde de carbone pour équilibrer les sources d’émissions susceptibles de continuer à produire de la pollution. Le gouvernement a commencé à fournir des millions de dollars pour développer une variété d’approches techniques pour l’aider à atteindre ces objectifs, y compris environ 350 000 $ à l’effort Carbon Engineering et Storegga, surnommé Project Dreamcatcher.

L’usine sera probablement située à proximité du projet dit Acorn développé par la filiale écossaise de Storegga, Pale Blue Dot Energy. Le projet est de produire de l’hydrogène à partir de gaz naturel extrait de la mer du Nord, tout en captant les émissions libérées dans le processus. Le projet réaffecterait également les infrastructures pétrolières et gazières existantes à la pointe nord-est de l’Écosse pour transporter le dioxyde de carbone, qui serait injecté dans des sites sous le fond marin.

L’usine de capture directe de l’air proposée pourrait tirer parti de la même infrastructure pour son stockage de dioxyde de carbone, dit Oldham.

Les sociétés prévoient initialement de construire une installation capable de capturer 500 000 tonnes par an, mais pourraient éventuellement doubler l’échelle compte tenu de la demande du marché. Même le bas de gamme dépasserait de loin la plus grande installation européenne en cours, l’installation Orca de Climeworks en Islande, qui devrait retirer 4 000 tonnes par an. Seule une poignée d’autres usines à petite échelle ont été construites dans le monde.

La capacité attendue de l’usine d’Écosse est essentiellement la même que celle de l’autre usine de taille normale de Carbon Engineering, prévue au Texas. Il commencera également comme une usine d’un demi-million de tonnes par an avec le potentiel d’atteindre un million. La construction de cette usine devrait commencer au début de l’année prochaine et devrait commencer à fonctionner en 2024.

Cependant, une grande partie du dioxyde de carbone capturé dans cette installation sera utilisée pour ce que l’on appelle la récupération assistée du pétrole : le gaz sera injecté sous terre pour libérer du pétrole supplémentaire des puits de pétrole du bassin permien. S’il est fait avec soin, ce processus pourrait potentiellement produire des carburants « neutres en carbone », qui au moins n’ajoutent pas plus d’émissions dans l’atmosphère qu’il n’en a été éliminé.

Oldham convient que la construction de plus d’usines sera la clé de la hausse des coûts, notant que Carbon Engineering connaîtra d’énormes baisses entre sa première usine et sa seconde. La rapidité avec laquelle la courbe se courbera à partir de là dépendra de la rapidité avec laquelle les gouvernements adopteront les prix du carbone ou d’autres politiques climatiques qui créent plus de demande d’élimination du carbone, ajoute-t-il. De telles politiques obligent essentiellement des secteurs « difficiles à résoudre » comme l’aviation, le ciment et l’acier à commencer à payer quelqu’un pour nettoyer leur pollution.