Qu’est-ce que la séquestration du carbone ?

La séquestration du carbone se fait naturellement par le biais de processus biologiques et géologiques et par l’utilisation de technologies mises au point par l’homme. Ces deux méthodes permettent d’éliminer le CO₂ de l’atmosphère et peuvent contribuer à atténuer les effets du changement climatique. Par conséquent, l’intérêt pour la séquestration du carbone est susceptible de croître à mesure que les pays poursuivent des objectifs zéro émission nette et que les entreprises recherchent des pratiques plus durables.

L’atmosphère de la Terre connaît des niveaux de concentrations de dioxyde de carbone sans précédent à mesure que les émissions de gaz à effet de serre augmentent, en grande partie en raison d’activités humaines telles que la combustion de combustibles fossiles et la déforestation. Cette augmentation du CO₂ provenant des polluants piège la chaleur et provoque un réchauffement climatique avec d’autres conséquences, notamment l’élévation du niveau des mers, les événements météorologiques extrêmes et la perturbation des écosystèmes.

Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (« Intergovernmental Panel on Climate Change » ou GIEC), des mesures immédiates doivent être prises pour limiter le réchauffement climatique à 1,5 °C par rapport aux niveaux préindustriels.¹ La séquestration du carbone peut jouer un rôle crucial dans la réalisation de cet objectif. Le captage et le stockage du CO₂ réduisent directement sa présence dans l’atmosphère, ce qui ralentit le taux de réchauffement climatique et réduit la gravité et la fréquence des événements liés au changement climatique.

Outre l’atténuation du changement climatique, la séquestration du carbone présente d’autres avantages. Les processus naturels de séquestration du carbone, tels que la photosynthèse, jouent un rôle vital dans le maintien de la santé des écosystèmes. Les efforts de séquestration peuvent également améliorer la santé des sols, renforcer la productivité agricole et protéger la biodiversité en favorisant la croissance des puits de carbone (tels que les forêts et les zones humides).

Les méthodes de piégeage du carbone relèvent généralement de ces quatre categories :

Dans la séquestration biologique du carbone, les processus naturels captent et stockent le carbone dans les écosystèmes. Par exemple, grâce à la photosynthèse, les plantes absorbent le CO₂ de l’atmosphère et le convertissent en matière organique. Les zones naturelles telles que les forêts, les prairies et les zones humides constituent d’importants puits de carbone et peuvent stocker de grandes quantités de carbone pendant de longues périodes. Le sol peut naturellement séquestrer le carbone, mais cette capacité est altérée lorsque les pratiques agricoles, par exemple le labour, conduisent à une libération du carbone organique piégé.

Plusieurs pratiques de la gestion des terres favorisent la séquestration biologique du carbone. La reforestation et le boisement augmentent de manière significative la capacité de stockage du carbone. L’agriculture durable, comme l’agriculture à labour réduit ou sans labour, qui minimise la perturbation du carbone contenu dans le sol, ou l’agroforesterie, qui intègre des arbres et des arbustes aux cultures et à l’élevage, contribue également à la séquestration. La restauration des zones humides dégradées, telles que les tourbières et les mangroves, améliore leur stockage du carbone dans les sédiments et la biomasse. Cependant, ces écosystèmes peuvent également émettre du méthane.

Le piégeage océanique du carbone consiste à stocker le dioxyde de carbone dans les océans. Les océans absorbent environ un quart du CO₂ produit par les humains de façon naturelle.

Il existe deux stratégies principales pour favoriser la séquestration du carbone dans les océans :

• La méthode d’injection directe capte le CO₂ provenant de sources d’émission et l’injecte directement dans les profondeurs de l’océan. La haute pression et les basses températures de l’océan provoquent la dissolution du CO₂ ou la formation de structures solides appelées hydrates.
• La méthode de fertilisation de l’océan vise à améliorer l’absorption naturelle de l’océan en ajoutant des éléments nutritifs, généralement du fer, à sa surface. Cette méthode stimule la croissance de plantes microscopiques et de microbes qui absorberont le CO₂ de l’atmosphère grâce à la photosynthèse. Lorsqu’elles meurent, ces plantes coulent au fond de l’océan, entraînant avec elles le carbone absorbé. Cependant, cette méthode est encore expérimentale, et ses effets à long terme sur les écosystèmes marins ne sont pas entièrement connus.

La séquestration géologique du carbone capte le CO₂ et l’injecte dans des formations rocheuses poreuses souterraines profondes pour un stockage à long terme (des millénaires). Le CO₂ est comprimé, transporté par oléoducs et stocké dans des sites tels que des réservoirs de pétrole et de gaz naturel épuisés, des couches de charbon inutilisables ou des aquifères salins profonds. S’il est injecté à une profondeur d’au moins 800 mètres, des conditions de pression et de température élevées garantissent un stockage efficace dans les pores naturels des formations géologiques.

La séquestration technologique du carbone est un ensemble de méthodes conçues par l’homme pour capturer et stocker le dioxyde de carbone provenant de gros émetteurs ou directement de l’atmosphère. Ces technologies visent à éliminer les émissions du cycle du carbone et à empêcher leur rejet dans l’atmosphère.

L’approche technologique la plus connue pour piéger le carbone est le captage et le stockage du carbone (« carbon capture and storage » ou CCS). Il s’agit de capturer le CO₂ provenant des principaux émetteurs, tels que les centrales électriques, les usines et les installations industrielles. Le CO₂ capté est comprimé et transporté (généralement par des pipelines) vers des sites de stockage géologiques appropriés. La séquestration géologique du carbone fait partie du processus, mais le captage et le stockage du carbone est un terme plus large qui englobe l’ensemble du processus de capture, de transport et de stockage du carbone.

Il existe d’autres technologies de séquestration du carbone, parmi lesquelles :

• Le captage du dioxyde de carbone dans l’air (« direct air capture » ou DAC), qui permet d’extraire le CO₂ de l’air environnant, offre un moyen d’éliminer les émissions déjà présentes dans l’atmosphère.
• La bioénergie avec captage et stockage du carbone (« bioenergy with carbon capture and storage » ou BECCS), qui consiste à brûler de la biomasse (plantes ou matières agricoles) pour produire de l’énergie, puis à capter et à stocker les émissions de CO₂ qui en résultent. Cette méthode promet d’atteindre les « émissions négatives », parce que le CO₂ absorbé par la biomasse pendant la croissance est retiré de l’atmosphère et stocké.
• La carbonatation minérale, qui est une méthode de conversion du CO₂ en minéraux carbonatés stables (comme le calcaire) par le biais de réactions avec des oxydes métalliques ou des silicates. Cette conversion empêche le CO2 d’affecter l’atmosphère.

Bien que les termes « stockage du carbone » et « séquestration du carbone » soient parfois utilisés de manière interchangeable, il existe des différences fondamentales entre les deux.

Le stockage du carbone est l’état statique du carbone contenu dans un système, appelé réservoir ou réserve de carbone. Il s’agit d’un instantané de la teneur en carbone à un moment précis.

La séquestration du carbone est le processus actif de capture et de transfert du dioxyde de carbone atmosphérique dans des réservoirs de stockage à long terme. C’est une action dynamique qui élimine le CO₂ de l’atmosphère.

Bien que la séquestration du carbone offre un moyen prometteur de réduire la quantité de dioxyde de carbone qui contribue au changement climatique, elle présente également plusieurs défis et limites :

Malgré ces défis, les progrès de la technologie et des politiques devraient faire de la séquestration du carbone un outil clé dans la lutte contre le changement climatique.

La séquestration du carbone devrait jouer un rôle de plus en plus important dans la lutte contre le changement climatique. Une étude a révélé que diverses méthodes de captage et de stockage du carbone avaient la capacité de capturer au moins 550 millions de tonnes de dioxyde de carbone par an, ce qui reviendrait à retirer plus d’un milliard de véhicules de tourisme des routes².

La demande de solutions efficaces de piégeage du carbone ne fait que croître à mesure que les pays et les entreprises se fixent des objectifs ambitieux en matière de réduction des émissions. La recherche et le développement en cours dans des domaines tels que le captage du dioxyde de carbone dans l’air et la bioénergie avec captage et stockage du carbone devraient élargir la portée et l’impact du piégeage du carbone dans les années à venir. Par ailleurs, l’optimisation des puits de carbone naturels par la reforestation, l’amélioration de la gestion des terres et la restauration des zones humides gagne du terrain.

Les gouvernements mettent également en œuvre des mécanismes de tarification du carbone, des crédits d’impôt et d’autres incitations pour encourager l’investissement dans des projets de séquestration du carbone sur leur territoire et par le biais de partenariats et de collaborations transfrontaliers. Par exemple, aux États-Unis, les entreprises qui captent et stockent du CO₂ peuvent bénéficier d’un crédit d’impôt par tonne métrique de dioxyde de carbone séquestré³.