Limited contribution of novel Carbon Dioxide Removal and Geological Carbon Storage to reducing peak warming

Pour comprendre les enjeux de cette recherche, il faut d'abord saisir le double défi auquel fait face notre climat : arrêter le flux de gaz piégeant la chaleur dans l'atmosphère et, depuis un certain temps, en retirer activement une partie de ce qui s'y trouve déjà. Le monde s'est fixé pour objectif de limiter le réchauffement climatique à 1,5 degré Celsius au-dessus des niveaux préindustriels, un objectif qui nécessite non seulement de réduire les émissions issues de la combustion des combustibles fossiles, mais aussi de déployer des technologies capables d'extraire le dioxyde de carbone de l'air pour le stocker en toute sécurité sous terre. Ces technologies de retrait, souvent appelées élimination du dioxyde de carbone, ainsi que les systèmes de stockage géologique qui retiennent le gaz capturé, sont considérées par beaucoup comme des outils essentiels pour atteindre l'objectif de zéro émission nette et, à terme, pour refroidir la planète si les températures augmentent trop. Cependant, ces technologies sont actuellement à un stade embryonnaire, opérant à une échelle infime par rapport au volume massif d'émissions que l'humanité produit chaque année. La question cruciale pour les décideurs politiques et les scientifiques est de savoir si ces outils peuvent être déployés assez rapidement pour faire une différence significative au cours des prochaines décennies, ou s'ils arriveront trop tard pour prévenir les pires effets du changement climatique.

Une équipe de chercheurs de l'Institut de Potsdam pour l'impact climatique et de l'Université de Strathclyde a abordé cette question en construisant une simulation détaillée de la manière dont ces technologies pourraient croître au fil du temps. Ils n'ont pas simplement supposé que ces technologies se développeraient rapidement ; ils ont plutôt modélisé leur croissance en se basant sur l'histoire réaliste de la propagation des nouvelles technologies énergétiques, en tenant compte du processus lent et difficile de construction des infrastructures nécessaires, de l'obtention des permis et de la recherche de sites de stockage appropriés. Leur analyse s'est concentrée sur un type spécifique de stockage appelé stockage géologique du carbone, où le dioxyde de carbone est injecté profondément sous terre dans des formations rocheuses, ainsi que sur les diverses méthodes qui en dépendent, telles que la capture du carbone issu de la biomasse énergétique ou directement de l'air. En faisant passer ces scénarios à travers un modèle informatique sophistiqué de l'économie mondiale et des systèmes énergétiques, les chercheurs ont cherché à voir précisément quelle quantité de réchauffement ces outils pourraient prévenir d'ici le milieu de ce siècle et à quel point ils pourraient aider à refroidir la planète d'ici la fin de celui-ci.

Les résultats de cette simulation offrent un rappel à la réalité particulièrement sobre. Même selon les hypothèses les plus optimistes — où les gouvernements apportent un soutien massif, les taux d'échec des nouveaux projets chutent considérablement et les sites de stockage sont abondants — la contribution de ces technologies à l'arrêt du réchauffement climatique à court terme est étonnamment faible. D'ici l'an 2050, la quantité totale de dioxyde de carbone que ces systèmes pourraient extraire et stocker se situerait entre 32 et 51 milliards de tonnes. Pour mettre cela en perspective, ce montant cumulé est approximativement égal à une seule année des émissions mondiales actuelles. Parce que la quantité de carbone extrait est si faible par rapport au total des émissions des dernières décennies, l'impact sur la température maximale que le monde connaîtra est négligeable, réduisant le réchauffement maximal d'environ 0,025 degré Celsius. Ce minuscule effet se produit parce que ces technologies partent d'une base si petite ; leur croissance suit une courbe lente au début, ce qui signifie que même avec un déploiement agressif, le volume total de carbone traité au cours des vingt premières années reste une goutte d'eau dans l'océan comparé aux émissions que nous générons actuellement.

Les chercheurs ont découvert que le principal moteur de la limitation du réchauffement maximal reste la réduction immédiate et profonde des émissions provenant des combustibles fossiles et des changements d'utilisation des terres, et non la promesse future de l'élimination du carbone. Dans leurs simulations, la réduction des émissions conventionnelles pourrait empêcher 365 milliards de tonnes de dioxyde de carbone de pénétrer dans l'atmosphère d'ici 2050, une réduction qui abaisserait la température maximale de 0,16 degré Celsius. Il s'agit d'un impact bien plus significatif que ce que les nouvelles technologies de retrait peuvent accomplir dans le même laps de temps. L'étude plaide explicitement contre l'idée que nous puissions compter sur ces technologies émergentes pour compenser une transition lente vers l'abandon des combustibles fossiles. Le temps nécessaire pour construire les chaînes complexes de capture, de transport et de stockage signifie que ces systèmes ne peuvent tout simplement pas être déployés assez vite pour se substituer à la nécessité urgente d'arrêter de brûler du charbon, du pétrole et du gaz dès aujourd'hui.

Cependant, l'histoire change lorsqu'on regarde plus loin dans l'avenir. Bien que la contribution à court terme soit limitée, le potentiel de ces technologies augmente considérablement vers la fin du siècle. D'ici 2100, la quantité cumulée de dioxyde de carbone extrait et stocké pourrait atteindre entre 300 et 875 milliards de tonnes. Ce volume plus important serait capable d'abaisser les températures mondiales de 0,14 à 0,39 degré Celsius après que le pic de réchauffement a été atteint. Cela suggère que, bien que ces outils ne puissent pas prévenir la hausse initiale de la température, ils sont essentiels pour la seconde moitié du siècle, offrant un moyen de réduire les températures et de ramener la planète à des niveaux plus sûrs si nous dépassons nos objectifs. L'étude souligne que la capacité à réaliser ce refroidissement à long terme dépend fortement de la rapidité avec laquelle nous commençons à construire ces systèmes dès maintenant. Si le déploiement reste lent, le bénéfice cumulé d'ici 2100 sera beaucoup plus faible, mais avec un soutien ambitieux, le potentiel de renverser le réchauffement devient réel.

Les chercheurs ont également découvert que le type spécifique de technologie de retrait du carbone importe grandement selon la vitesse de déploiement. Dans les scénarios où la croissance est lente, les méthodes qui ne nécessitent pas de stockage souterrain, comme l'altération accélérée des roches ou la production de biochar, dominent le paysage car elles évitent le goulot d'étranglement de la recherche de sites de stockage. En revanche, dans les scénarios les plus agressifs où la capacité de stockage s'étend rapidement, les technologies qui reposent sur le stockage géologique, comme la capture du carbone issu de la biomasse énergétique, deviennent la méthode principale de retrait. Cette dynamique révèle une contrainte cruciale : la disponibilité des sites de stockage souterrain est un facteur limitant qui restreint la croissance de nombreuses technologies prometteuses. Actuellement, la grande majorité des projets de capture de carbone annoncés se concentre sur la capture du carbone provenant de sources de combustibles fossiles, pourtant l'étude suggère que pour atteindre les objectifs climatiques, ces ressources de stockage doivent être priorisées pour extraire le carbone de l'atmosphère et des sources biologiques.

En fin de compte, cette recherche clarifie le rôle de l'élimination du dioxyde de carbone et du stockage géologique dans la lutte contre le changement climatique. Elle confirme que ces technologies ne sont pas une solution rapide pour la crise immédiate de l'augmentation des températures. La fenêtre pour prévenir le pire du réchauffement maximal est déterminée par la rapidité avec laquelle nous réduisons les émissions aujourd'hui, et non par la rapidité avec laquelle nous pouvons construire de nouvelles usines de retrait demain. Pourtant, l'étude affirme également que ces technologies sont indispensables pour le long terme. Elles représentent la seule voie connue pour abaisser les températures mondiales après qu'elles ont augmenté, agissant comme un outil nécessaire pour guérir le climat dans la seconde moitié du siècle. La voie à suivre exige une double stratégie : une réduction immédiate et drastique de l'utilisation des combustibles fossiles pour limiter les dommages, suivie d'un déploiement rapide et soutenu des technologies de retrait pour réparer l'atmosphère une fois le pire passé. Sans les deux, l'objectif d'un climat stable demeure hors de portée.