Une paire de criques bordées de palmiers forment deux encoches étroites, à environ un quart de mile de distance, le long du rivage d'une île inconnue quelque part dans les Caraïbes.

Après une visite sur place au début du mois de mars, des chercheurs du projet à but non lucratif Vesta de San Francisco ont déterminé que les entrées jumelles constituaient un emplacement idéal pour étudier une méthode obscure de capture du dioxyde de carbone à l'origine du changement climatique.

Plus tard cette année, le projet Vesta prévoit d'étendre un minéral volcanique vert appelé olivine, broyé jusqu'à la taille des particules de sable, sur l'une des plages. Les vagues vont encore décomposer le matériau hautement réactif, accélérant une série de réactions chimiques qui tirent le gaz à effet de serre de l'air et l'enferment dans les coquilles et les squelettes des mollusques et des coraux.

Ce processus, ainsi que d'autres formes de ce que l'on appelle une altération minérale améliorée, pourrait potentiellement stocker des centaines de billions de tonnes de dioxyde de carbone, selon un rapport des National Academies l'année dernière. C'est beaucoup plus de dioxyde de carbone que les humains n'en ont pompé depuis le début de la révolution industrielle. Contrairement aux méthodes d'élimination du carbone qui reposent sur le sol, les plantes et les arbres, il serait effectivement permanent. Et le projet Vesta pense au moins qu'il pourrait être bon marché, de l'ordre de 10 $ par tonne de dioxyde de carbone stocké une fois qu'il sera fait à grande échelle.

Mais ce concept soulève également d'énormes questions. Comment extrayez-vous, broyez-vous, expédiez-vous et épandez-vous les vastes quantités de minéraux nécessaires sans produire plus d'émissions que le matériau n'en retire? Et qui va payer pour ça?

Ensuite, il y a des défis particuliers entourant l'approche du projet Vesta. Les chercheurs ne savent pas encore combien de vagues accéléreront ces processus, dans quelle mesure nous pouvons mesurer et vérifier l'absorption de carbone, quels types d'effets environnementaux peuvent en résulter, ni avec quelle facilité le public acceptera l'idée de verser des minéraux verts broyés le long des côtes. .

«Beaucoup de ces éléments n'ont pas été testés», explique Phil Renforth, professeur agrégé à l'Université Heriot-Watt en Écosse, qui étudie l'amélioration des intempéries.

Une opportunité inexploitée

L'altération des minéraux est l'un des principaux mécanismes utilisés par la planète pour recycler le dioxyde de carbone à différentes échelles de temps géologiques. Le dioxyde de carbone capturé dans l'eau de pluie, sous forme d'acide carbonique, dissout les roches et les minéraux basiques, en particulier ceux riches en silicate, calcium et magnésium, comme l'olivine. Cela produit du bicarbonate, des ions calcium et d'autres composés qui pénètrent dans les océans, où les organismes marins les digèrent et les convertissent en carbonate de calcium solide et stable qui compose leurs coquilles et leurs squelettes.

Les réactions chimiques libèrent de l'hydrogène et de l'oxygène dans l'eau pour extraire plus de dioxyde de carbone de l'air. Pendant ce temps, à mesure que les coraux et les mollusques meurent, leurs restes se déposent sur le plancher océanique et forment des couches de calcaire et de roches similaires. Le carbone y reste enfermé pendant des millions à des centaines de millions d'années, jusqu'à ce qu'il soit à nouveau libéré par l'activité volcanique.

Ce mécanisme naturel attire au moins un demi-milliard de tonnes métriques de dioxyde de carbone par an. Le problème est que la société pompe régulièrement plus de 35 milliards de tonnes chaque année. La question cruciale est donc la suivante: pouvons-nous accélérer et intensifier radicalement ce processus?

L'idée de tirer parti des intempéries pour lutter contre le changement climatique n'est pas nouvelle. Un article publié dans Nature a proposé d'utiliser des silicates pour capturer le dioxyde de carbone il y a 30 ans. Cinq ans plus tard, le chercheur d'Exxon, Haroon Kheshgi, a suggéré d'utiliser de la chaux vive dans le même but, et cette même année, Klaus Lackner, un pionnier de l'élimination du carbone, a évalué une variété de types de roches et de méthodes potentielles.

Mais l'amélioration des intempéries n'a guère retenu l'attention au cours des décennies depuis par rapport à des approches plus simples comme la plantation d'arbres, la modification des pratiques agricoles ou même la construction de machines d'aspiration de CO2. C'est en grande partie parce que c'est difficile à faire, explique Jennifer Wilcox, professeur de génie chimique qui étudie la capture du carbone au Worcester Polytechnic Institute dans le Massachusetts. Chaque approche a ses défis et ses compromis particuliers, mais acheminer les bons minéraux à la bonne taille au bon endroit dans les bonnes conditions est toujours une entreprise coûteuse et complexe.

Cependant, de plus en plus de chercheurs commencent à examiner de plus près la technologie à mesure que l'importance de l'élimination du carbone augmente et de plus en plus d'études concluent qu'il existe des moyens d'aligner ses coûts sur d'autres approches. S'il est suffisamment bon marché à grande échelle, l'espoir est que les compensations carbone des entreprises, les politiques publiques comme les taxes sur le carbone ou les sous-produits du processus, tels que l'agrégat utilisé dans le béton, pourraient créer les incitations nécessaires pour que les organisations mettent en œuvre ces pratiques.

Une poignée de projets sont en cours. Des chercheurs en Islande ont progressivement canalisé une solution de dioxyde de carbone capturée dans des centrales électriques ou des machines d'élimination du carbone dans des formations basaltiques profondément souterraines, où la roche volcanique la recouvre en minéraux carbonatés stables. Le Centre Leverhulme pour l'atténuation du changement climatique, à Sheffield, en Angleterre, mène des essais sur le terrain à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign pour évaluer si la poussière de roche basaltique ajoutée aux champs de maïs et de soja pourrait agir à la fois comme un engrais et un moyen de tirer vers le bas gaz carbonique.

Pendant ce temps, Gregory Dipple de l'Université de la Colombie-Britannique, avec des collègues d'autres universités au Canada et en Australie, explore diverses utilisations des minéraux hautement réactifs broyés produits en tant que sous-produit de l'extraction de nickel, de diamant et de platine. Une idée consiste simplement à les poser sur un champ, à ajouter de l'eau et à travailler efficacement la suspension. Ils s'attendent à ce que les soi-disant résidus miniers aspirent et minéralisent rapidement le dioxyde de carbone de l'air, formant un bloc solide qui peut être enterré. Leurs modèles montrent qu'il pourrait éliminer l'empreinte carbone de certaines mines, voire rendre les opérations carbone négatives.

«C'est l'une des grandes opportunités inexploitées de l'élimination du dioxyde de carbone», explique Roger Aines, responsable de la Carbon Initiative au Lawrence Livermore National Lab. Il note qu'un kilomètre cube de roche ultramafique, qui contient des niveaux élevés de magnésium, peut absorber un milliard de tonnes de dioxyde de carbone.

«Nous exploitons des roches à cette échelle tout le temps», dit-il. "Il n'y a rien d'autre qui a ce genre d'évolutivité dans toutes les solutions que nous avons."

«Dans la nature'

Le projet Vesta a dévoilé ses plans pour aller de l'avant avec son étude pilote dans les Caraïbes en mai. Cela a suivi de près l’annonce de la société de paiement en ligne Stripe selon laquelle elle prépayerait l’organisme à but non lucratif pour retirer 3 333 tonnes de dioxyde de carbone pour 75 dollars la tonne, dans le cadre de son engagement à dépenser au moins 1 million de dollars par an pour des projets à émissions négatives.

Le projet Vesta a obtenu la permission locale de commencer à effectuer des échantillonnages sur les plages et a l'intention d'annoncer l'emplacement une fois qu'il aura finalisé les approbations pour poursuivre l'expérience, a déclaré Tom Green, directeur exécutif. Il estime le coût total du projet à environ 1 million de dollars.

L'objectif central de l'étude, qui laissera la deuxième plage dans son état normal en tant que contrôle, est de commencer à aborder certaines des inconnues scientifiques qui entourent l'altération améliorée des côtes.

Une plage de sable vert

PROJET VESTA

La recherche et les simulations en laboratoire ont montré que les vagues accéléreraient considérablement la dégradation de l'olivine, et un document a conclu que la mise en œuvre de ce processus sur 2% des «mers du plateau les plus énergétiques du monde» pourrait compenser toutes les émissions humaines annuelles.

Mais un défi majeur est que les matériaux doivent être finement broyés pour garantir que la grande majorité de l'élimination du carbone se déroule sur des années plutôt que des décennies. Certains chercheurs ont découvert que cela serait si coûteux et si énergivore, et produirait à lui seul des émissions si importantes, que l'approche ne serait pas viable. Pourtant, d'autres concluent qu'il enlèvera beaucoup plus de dioxyde de carbone qu'il n'en produit.

"Il existe un corpus de recherche assez important qui démontre que cela fonctionne et a du potentiel", dit Green. "Mais maintenant, nous devons faire de vraies expériences dans la nature."

Le projet Vesta espère amener les scientifiques sur le site pour commencer l'expérience réelle d'ici la fin de l'année. Après avoir répandu l'olivine sur l'une des plages, ils surveilleront de près la vitesse à laquelle les particules se décomposent et disparaissent. Ils mesureront également la façon dont l'acidité, les niveaux de carbone et la vie marine évoluent dans la crique, ainsi que la mesure dans laquelle ces niveaux s'éloignent de la plage et comment les conditions sur le site de contrôle se comparent.

L'expérience devrait durer un an ou deux. En fin de compte, l'équipe espère produire des données qui montrent à quelle vitesse ce processus fonctionne, et dans quelle mesure nous pouvons capturer et vérifier l'absorption supplémentaire de dioxyde de carbone. Tous ces résultats peuvent être utilisés pour affiner les modèles scientifiques.

Un autre sujet de préoccupation, qu'ils surveilleront également de près, concerne les effets secondaires potentiels sur l'environnement.

Les minéraux sont effectivement antiacides géologiques, ils devraient donc réduire l'acidification des océans au moins à des niveaux très locaux, ce qui peut profiter à certaines espèces côtières sensibles. Mais l'olivine peut également contenir des traces de fer, de silicate et d'autres matières, ce qui pourrait stimuler la croissance de certains types d'algues et de phytoplancton et altérer les écosystèmes et les chaînes alimentaires d'une manière qui pourrait être difficile à prévoir, explique Francesc Montserrat, un chercheur invité en écologie marine à l'Université d'Amsterdam et conseiller scientifique du projet Vesta.

“Un soutien massif”

Certains suggèrent que le projet Vesta pourrait exagérer le potentiel ou minimiser les difficultés de son approche, en particulier la probabilité de réaction du public contre les propositions de coulage de matériaux le long des côtes.

"Je ne pense pas que quiconque ait testé la partie licence sociale pour le moment", déclare Reniot de Heriot-Watt, qui a agi en tant que réviseur scientifique pour les investissements de Stripe.

Le projet Vesta’s Green reconnaît les nombreuses incertitudes entourant l'altération côtière. Mais il souligne que le but du projet est de remplir certaines des lacunes scientifiques et de démontrer que cela peut être fait pour 10 $ la tonne. Si tel est le cas, pense-t-il, les marchés, les politiques et le public viendront de plus en plus soutenir le concept, d'autant plus que les risques d'un réchauffement climatique incontrôlé augmentent.

«Le monde se dirige vers un endroit où les gens commencent à croire davantage au changement climatique et plus que nous devons y faire quelque chose», dit-il. "Dans cinq à dix ans, je pense que nous vivrons dans un monde où il y a un soutien massif pour la capture du carbone."

LAISSER UN COMMENTAIRE

Rédigez votre commentaire !
Entrez votre nom ici