Changement climatique : comment absorber le CO2 présent dans l’atmosphère ?
Alors qu’ils considéraient par le passé qu’avoir recours à la technologie et à la nature pour retirer le CO2 de l’atmosphère était une distraction, les scientifiques disent aujourd’hui qu’en plus d’être possible, cela est nécessaire.
Les champs des exploitations McCarty Family Farms, dont le siège est basé dans le nord-ouest très ensoleillé du Kansas, sont rarement dépourvus de cultures. Dans un souci de durabilité accrue, l’exploitation laitière fait toujours pousser du maïs, du sorgho et de la luzerne, mais, entre deux récoltes, lorsque le sol est nu, du blé et des radis blancs sont ensemencés. Le blé sert à nourrir les vaches. Les radis, avec leurs racines qui pénètrent dans la terre, cassent la surface tassée des champs. Les agriculteurs ne les récoltent pas, mais les laissent mourir afin d’enrichir le sol.
Comme toutes les plantes, les céréales et les légumes à racines se nourrissent de dioxyde de carbone. Selon un audit réalisé par un tiers, en 2017, la plantation de couverts végétaux sur les terres qui restaient autrefois nues a permis aux fermes McCarty du Kansas et du Nebraska d’absorber 6 922 tonnes de dioxyde de carbone présente dans l’atmosphère et de les stocker dans le sol sur près de 5 000 hectares, soit autant que ce que peuvent emmagasiner 3 000 hectares de forêt. En d’autres termes, les sols des exploitations ont absorbé l’équivalent des émissions de plus de 1 300 voitures.
« Nous avons toujours su que nous avions un impact considérable, mais obtenir des chiffres aussi importants est pour le moins source d’inspiration », confie Ken McCarty, qui dirige les fermes aux côtés de ses trois frères.
Des actions comme celle-ci font partie de nombreuses mesures souvent mises de côté qui sont désormais essentielles selon les scientifiques pour limiter les conséquences les plus néfastes du changement climatique.
Qu’il s’agisse de planter plus d’arbres, de restaurer des prairies ou d’utiliser des machines sophistiquées dotées de ventilateurs et de filtres afin de capter le CO2 dans l’air ambiant, toutes ces solutions très différentes ont un but : absorber les gaz à effet de serre.
Si les machines capables de faire cela sont encore encombrantes et onéreuses, la gestion des forêts, des prairies et des fermes dans l’optique de retirer de l’atmosphère du CO2 consiste souvent à entreprendre ce que nous savons déjà faire, mais mieux.
« Nous savons comment gérer les forêts ; nous savons comment stocker le carbone dans les sols », explique Richard Birdsey du Centre de recherche Woods Hole. « Ce sont des stratégies qui sont déjà au point, des mesures que nous pouvons mettre en application immédiatement. »
L’année dernière, une étude parue dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, qui avait été réalisée par une équipe de l’organisation The Nature Conservancy, a révélé que des mesures appropriées pouvaient permettre au monde de diminuer d’un tiers la part des émissions de CO2 qu’il doit réduire d’ici 2030, tout simplement en utilisant mieux la nature.
D’autres études remettent en question ces chiffres, mais pas le principe de base : il ne suffit plus de pouvoir utiliser la nature pour aider à sauver le monde, c’est une nécessité.
UN « ALÉA MORAL » DEVENU IMPÉRATIF
Depuis que 195 nations se sont engagées à Paris il y a trois ans à limiter le réchauffement climatique à 2 °C, tout en acceptant d’entreprendre des efforts pour le maintenir sous la barre de 1,5 °C, quelques éléments sont devenus on ne peut plus clairs.
Le monde doit rapidement se détourner des énergies fossiles. Mais cela n’est plus suffisant.
Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat et d’autres organismes scientifiques ne cessent de parvenir à un triste constat, comme le démontre par exemple un important rapport publié l’automne dernier : la plupart des solutions pour maintenir le réchauffement climatique sous la barre des 2 °C, et toutes celles permettant de limiter ce dernier à 1,5 °C, dépendent d’une façon ou d’une autre de l’adoption de méthodes permettant d’absorber du CO2 de l’atmosphère.
Il s’agit là d’un important revirement. Pendant des années, les stratégies d’absorption du CO2 les plus abouties avaient été rejetées ou leur importance minimisée par de nombreux scientifiques. Ces techniques étaient souvent associées à des formes de « géo-ingénierie » plus dangereuses, telles que l’injection de sulfates ou d’autres aérosols dans la stratosphère dans le but de réfléchir la lumière du soleil et de refroidir la planète. Investir de l’argent et de l’énergie sur de telles solutions technologiques semblait risqué et comportait un « aléa moral » : il ne s’agissait que d’une distraction du besoin urgent de diminuer les émissions en réduisant considérablement l’utilisation du charbon, du pétrole et du gaz.
Mais aujourd’hui, de nombreuses personnes considèrent que les « émissions négatives », comme sont désignées les stratégies de retrait du CO2, sont essentielles pour assurer un avenir fondé sur l’énergie propre.
« Le retrait du CO2 est passé d’« aléa moral » à « impératif moral » », indique Julio Friedmann, chercheur principal au Centre pour une politique énergétique mondiale à l’Université de Columbia.
Plusieurs raisons expliquent ce changement. Tout d’abord, tenter d’établir une hausse inférieure à 1,5 ou 2 °C donne au monde un seuil d’émissions à ne pas dépasser. En 2018, il est estimé que les émissions de CO2 provenant des énergies fossiles ont augmenté de 2,7 % : cela démontre clairement que nous ne réduisons pas assez vite nos émissions, voire même que nous allons dans la mauvaise direction.
« Plus nous avons reporté l’instauration de réductions drastiques, plus le défi de respecter ces réductions dans les temps impartis est devenu important », souligne Erica Belmont, chercheuse en ingénierie à l’Université du Wyoming.
Même si les pays développés se détournent rapidement des énergies fossiles, les nations plus pauvres auront sans doute besoin de plus de temps. Les émissions générées par certaines industries, comme la production de ciment et d’acier, seront difficiles à éliminer et les carburants alternatifs pour le transport aérien devraient rester onéreux pendant un certain temps.
UNE TECHNOLOGIE MOINS COÛTEUSE QUI PROGRESSE VITE
Il y a toutefois une bonne nouvelle : la technologie de retrait du CO2 a progressé bien plus vite que ce qui était prévu au cours de la dernière décennie, indique Stephen Pacala, professeur de Princeton qui a supervisé une étude portant sur les stratégies de retrait de dioxyde de carbone, publiée l’automne dernier par l’Académie américaine des sciences.
Le coût des machines qui captent directement le CO2 dans l’air a chuté de 65 %, voire plus. Dans le même temps, au moins 18 projets à des fins commerciales ont déjà commencé à absorber le CO2 provenant des cheminées de centrales à charbon ou au gaz naturel dans le monde, le stockant dans le sol ou l’utilisant même pour fabriquer d’autres produits. Le coût de cette technologie a été divisé par deux en une dizaine d’années. Bien qu’il soit différent de retirer du CO2 des gaz de cheminées par rapport à l’air ambiant, puisque la première solution empêche de nouvelles émissions tandis que la seconde absorbe les anciennes, les deux techniques requièrent des dispositifs permettant d’emprisonner le CO2 une fois capté. De plus, les progrès réalisés dans la recherche et le développement quant au captage industriel de carbone peut aider à stimuler l’innovation en vue d’absorber le vieux CO2 de l’atmosphère.
« Les processus de captage du carbone après sa combustion et de celui réalisé directement dans l’air présentent d’importants éléments où le savoir-faire est transmissible », a indiqué Christopher W.Jones, vice-président associé pour la recherche à l’Institut de technologie de Géorgie.
Tout aussi important, la volonté politique de subventionner le retrait du carbone semble croître. Hostile au changement climatique, même le Congrès américain, qui est contrôlé par le Parti Républicain, a collaboré l’année dernière avec de fervents défenseurs du climat, à l’instar du sénateur démocrate de Rhode Island Sheldon Whitehouse, afin d’approuver un crédit d’impôts de 50 dollars par tonne (soit environ 44 euros) pour certains types de technologies retirant du CO2 de l’atmosphère, notamment celles d’émissions négatives comme le captage réalisé directement dans l’air.
« Nous devons concevoir et mettre en place une technologie qui capte beaucoup de carbone dans notre atmosphère à un rythme jamais atteint auparavant », a déclaré à National Geographic le sénateur Sheldon Whitehouse. « C’est la raison pour laquelle je poursuis les travaux législatifs, pour aider à promouvoir le développement de cette technologie. »
« Si vous travaillez dans la science des impacts climatiques, vous êtes pessimistes car vous voyez peu d’actions », explique Stephen Pacala. « Les gens qui en savent le plus sont ceux qui ont le plus peur. Ils ont constaté que les émissions ne cessaient d’augmenter et voient qu’une catastrophe se profile. »
Le professeur de Princeton poursuit que les scientifiques qui étudient les émissions négatives « ont assisté aux réalisations technologiques les plus spectaculaires du domaine de la technologie énergétique au cours des dix dernières années. Au départ, nous n’avions aucun outil pour faire cela et maintenant, nous observons ce progrès continuel. »
Lui et les autres auteurs du rapport de l’Académie américaine des sciences sont parvenus à la conclusion suivante : si le gouvernement et le secteur privé investissaient plusieurs milliards d’euros dans la recherche et le développement, cet effort concerté pourrait permettre d’ici 10 ans de produire une technologie commercialisable qui retirerait directement et à grande échelle le CO2 de l’atmosphère.
Mais même des prêcheurs de bonne parole comme Stephen Pacala et le sénateur Whitehouse insistent sur le fait que la captation de CO2 réalisée directement dans l’air peut tout au plus combler les lacunes d’un effort global de décarbonisation de l’économie. Cette technologie ne nous permettra jamais d’éviter de nous sevrer des énergies fossiles, ou de mieux gérer les terres que ce que nous faisons à l’heure actuelle.
RESTAURER LES FORÊTS ET CONVAINCRE LES PROPRIÉTAIRES TERRIENS D’AGIR
La première étape de la gestion améliorée des terres est de mettre un terme aux pratiques qui nécessitent en premier lieu l’élimination du carbone, à l’instar du brûlis à grande échelle. Rien qu’en stoppant la déforestation en Indonésie et au Brésil, nous pourrions réduire une grande quantité d’émissions.
« La déforestation tropicale est un problème de taille », indique Katherine Mach, chercheuse principale à l’Institut Woods pour l’environnement de l’Université de Stanford.
Les arbres ne se contentent pas uniquement d’absorber le CO2 de l’atmosphère. La forêt amazonienne produit sa propre humidité ; par conséquent, la déforestation peut provoquer des sécheresses et des feux. Ces phénomènes pourraient rapidement déstabiliser la forêt et la transformer en un autre type de paysage, qui lui libérerait le dioxyde de carbone stocké.
À l’inverse, replanter des arbres pourrait réduire encore plus les gaz à effet de serre atmosphériques. En reboisant les forêts qui ont déjà été abattues au Brésil, environ 1,5 milliard de tonnes de CO2 seraient absorbées.
Bien que les arbres grandissent vite dans les tropiques, la restauration des forêts ne devrait pas se limiter aux endroits reculés. En réalité, selon une étude récente publiée dans la revue Science Advances, si la plupart des terres aux États-Unis étaient gérées dans l’optique de réduire les émissions de CO2, à la fois en limitant de nouvelles émissions et en cherchant des endroits où le CO2 pourrait être absorbé, cela équivaudrait à réduire de 21 % les émissions du pays.
La gestion des terres permettant de réduire la quantité de CO2 dans l’air devrait inclure le reboisement des forêts indigènes, le ralentissement du rythme d’abattage dans les exploitations forestières du Sud-Est des États-Unis et la plantation d’arbres supplémentaires dans quelques 3 500 villes. Elle doit aussi s’accompagner d’une meilleure gestion des forêts pour réduire les incendies catastrophiques, d’une reconnexion des marais du littoral avec l’océan et d’une restauration des herbiers marins. Il serait nécessaire de semer des couverts végétaux sur tous les hectares de terre entre chaque plantation de maïs, de soja, de blé, de riz et de coton en ce qui concerne les États-Unis.
Il est ambitieux, et essentiel, d’essayer de faire cela, explique Joe Fargione, directeur scientifique de The Nature Conservancy et auteur principal de l’étude récemment publiée.
« La route du changement climatique sur laquelle nous nous trouvons est si dangereuse qu’elle requiert la participation de tous », a-t-il ajouté. « Cela pourrait nous permettre de gagner 10 ans. »
La plupart des actions envisagées par son équipe nécessiterait une tarification du carbone, afin de motiver les propriétaires terriens à changer leur comportement. Et cela n’est pas sans risque.
Le fait que la gestion des terres dans le but de réduire la quantité de CO2 pourrait entrer en conflit avec leur gestion pour la production alimentaire constitue le principal risque. Alors que la demande alimentaire mondiale devrait augmenter de façon substantielle dans les prochaines décennies, transformer les mauvaises terres agricoles en forêt indigène ou en prairies pourrait limiter la disponibilité de la nourriture et entraîner une flambée des prix.
Vient ensuite le défi évident que pose la prise de conscience du potentiel théorique de la réduction naturelle du CO2, pas uniquement aux États-Unis mais à l’échelle de la planète, qui abrite une énorme diversité de paysages et où il existe de nombreux propriétaires terriens, réglementations et situations politiques. Le nouveau président du Brésil menace par exemple d’accroître la déforestation, et non d’augmenter le reboisement. La situation n’est pas forcément plus évidente aux États-Unis.
« Rien qu’aux États-Unis, nous dénombrons 11 millions de propriétaires forestiers », a indiqué Richard Birdsay. « Parvenir à convaincre 11 millions de familles ou d’entités à agir représente un gros défi. La plupart des programmes qui essaient de faire participer 10 % des propriétaires terriens potentiels n’y parviennent pas. »
C’est pour cette raison que l’étude de l’Académie américaine des sciences est bien plus conservatrice [RK11] que celle publiée par l’équipe de Joe Fargione dans la revue Science Advances. Elle suppose que les forêts et les fermes du monde entier ne pourraient en réalité absorber que 2,5 gigatonnes du CO2 présent dans l’atmosphère chaque année.
D’après l’étude de l’Académie américaine des sciences, le développement massif d’une technique appelée bioénergie qui se fonde sur le captage et le stockage du CO2, dans laquelle les cultures, le bois ou la biomasse résiduelle sont brûlés pour fournir de l’électricité ou un combustible et le CO2 résultant de cette opération est capté puis stocké, pourrait doubler la quantité de CO2 retirée de l’atmosphère.
Ceci serait une véritable réussite. Cinq gigatonnes de CO2 équivalent à environ la moitié des émissions provenant des énergies fossiles aux États-Unis, deuxième pays le plus pollueur au monde.
UNE JEUNE GÉNÉRATION PLUS ENCLINE À CHANGER SES PRATIQUES
Chez McCarty Family Farms, la transition vers une activité réduisant les émissions de carbone fut lente, qui met l’accent sur les motivations des propriétaires terriens.
Il y a près de 20 ans, la famille a quitté l’Est de la Pennsylvanie pour le Midwest. Lorsqu’un cheptel de 8 500 vaches a été atteint, toutes fermes confondues, les McCarty ont commencé à faire la transition vers la durabilité pour plusieurs raisons.
Une nouvelle étude confirme que la plantation de couverts végétaux assouplit les sols et les enrichit, ce qui augmente les rendements. Cela permet aussi de lutter contre l’érosion causée par le vent : la plupart des terres des McCarty sont situées à proximité d’autoroutes, où la poussière provenant des champs peut causer des accidents. De plus, en Pennsylvanie, les couverts végétaux sont la norme car ils empêchent l’eau de pluie d’emporter avec elle les nutriments des champs fertilisés dans la baie de Chesapeake.
« Dans l’ouest du Kansas, les couverts végétaux ne sont pas communs », explique Ken McCarty. « L’eau y est peu abondante et il s’agit d’une ressource de plus en plus rare. Traditionnellement, les gens pensaient que les couverts végétaux puisaient dans les ressources en eau. Même si les études démontrent qu’ils peuvent en réalité aider à capter plus d’eau, les vieilles croyances ont la peau dure. »
Et puis, il y a six ans, les McCarty ont signé un contrat pour fournir en lait la branche nord-américaine de Danone, qui, dans le cadre d’un large effort de durabilité, a promis de devenir neutre en carbone d’ici 2050. Les McCarty se sont eux engagés à ne pas produire de produits génétiquement modifiés, ce qui veut dire qu’ils doivent pouvoir savoir d’où vient l’alimentation de leurs vaches. Ils ont alors sérieusement commencé à planter des couverts végétaux.
Danone n’exigeait pas des McCarty d’adopter des pratiques particulières. « Mais ils encouragent, par le biais de divers moyens, l’adoption, le partage et le recours aux meilleures pratiques dans l’ensemble des aspects de gestion de nos fermes », confie Ken McCarty.
Cet accord permet une stabilité du prix du lait. Lorsque les temps sont durs, en particulier pour les exploitations laitières qui sont à 90 % familiales, cela fait toute la différence.
« Le secteur agricole a des difficultés depuis plusieurs années », souligne Ken McCarty. « Lorsque vous vous battez pour survivre, il est difficile de penser à des produits à « valeur ajoutée ». »
Il ajoute que la plupart des éleveurs américains sont bien plus âgés que lui. Âgé de 36 ans, il est le cadet des quatre frères McCarty.
« L’âge moyen de l’éleveur américain est plus élevé et souvent, ce sont les plus jeunes générations qui ont plus tendance à croire au changement climatique et à avoir la volonté d’adopter de nouvelles pratiques », explique-t-il.
« IL NE NOUS RESTE PLUS QU’À COMMENCER »
Étendre un crédit d’impôt sur le carbone comme celui qui a été adopté l’an passé par le Congrès pour les fermes et les propriétaires forestiers pourrait faire la différence.
« Cela serait extrêmement utile », confie Ken McCarty.
Ce n’est un secret pour personne que la valeur des mesures incitatives favorise l’innovation. C’est ainsi que l’électricité renouvelable, autrefois produit de niche, est devenue un incontournable énergétique en un peu moins de huit ans.
« Pourquoi l’éolien et le solaire sont-ils si peu chers ? Parce que les subventions ont créé un marché où la magie du capitalisme a pu opérer », explique Stephen Pacala. Si un marché similaire pour les émissions négatives était créé tout en décarbonisant l’économie, un changement rapide pourrait avoir lieu.
« Le monde a besoin de savoir que nous avons la technologie pour résoudre le problème », indique-t-il. « Il ne nous reste plus qu’à commencer. »
Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.
