Clodic_CO2_combustible

On les sait principaux responsables du changement climatique. Et si les gaz à effet de serre (GES) pouvaient aussi se transformer en ressources énergétiques ? Denis Clodic, parrain de l’Observatoire et valoriseur d’énergies fatales en tout genre, explique le potentiel paradoxal de ces gaz nocifs pour la planète et les conditions pour en tirer parti.

Comment se comporter face à ces gaz indésirables ?

Si l’on considère les principaux gaz à effet de serre suivant leur impact (voir encadré ci-dessous), il est important de traiter le CO2 qui concentre la majorité des émissions. Néanmoins, c’est un gaz qui soulève des questions complexes de recyclage. Autre gaz à fort impact, le méthane anthropique qui provient des rizières, de déchets organiques ou de l’élevage. Il peut s’utiliser directement comme combustible renouvelable, à condition d’en récupérer les émissions souvent diffuses. Les déchets biologiques ouvrent la voie à des modes de gestion très variés mais les ressources du biogaz ont été sous-évaluées, car considérées comme un peu anecdotiques. Or, c’est une ressource dont les perspectives sont prometteuses : les stratégies de récupération des émissions de méthane d’origine anthropique sont très gagnantes, car chaque kilo de méthane représente à lui seul 25 kg d’équivalent CO2.

Nous luttons aujourd’hui pour réduire les GES mais ces gaz n’ont-ils qu’une face nuisible ?

On doit considérer la question en reliant production et consommation. Si on n’aborde pas les deux questions en même temps, on aboutit à des conclusions inadéquates. Quand on maîtrise bien les systèmes consommateurs d’énergie, il ne faut pas grand-chose pour les transformer en systèmes producteurs d’une énergie au bon niveau de température. Soit en remontant le niveau thermique par du pompage de chaleur, soit en transformant une chaleur perdue en électricité. Pour la méthanisation, la difficulté consiste à concentrer des sources diluées pour les transformer en ressources, comme cela existe déjà pour les décharges ou la gestion de déchets agricoles grâce aux systèmes de collecte. La question est différente pour le CO2.

Justement, quelles sont les voies de recherche sur le problème majeur du CO2 ?

Le CO2 est une forme de cendre énergétique obtenue en bout de chaîne d’un système réactionnel dont on a extrait toute l’énergie. La première réponse naturelle consiste à remonter la chaîne énergétique, ce que font les plantes par la photosynthèse. Ces processus commencent à s’industrialiser via des systèmes utilisant des microalgues, des enzymes, voire des bactéries. Ces voies de production de chaînes carbonées demandent beaucoup de surface mais présentent l’avantage de produire ces chaînes essentiellement à partir de CO2 d’eau et de lumière. Il est également possible de synthétiser des chaînes carbonées à partir de l’hydrogène et du CO2 par des processus catalytiques. La clé de ces synthèses, c’est l’hydrogène, un hydrogène qui doit présenter un impact environnemental faible – à l’inverse de l’hydrogène extrait du méthane fossile. J’insiste sur les perspectives de ces voies de recyclage, qu’elles sélectionnent les éléments pour favoriser une meilleure efficacité de la photosynthèse biologique, ou qu’elles permettent par des voies synthétiques de refaire ce que fait la photosynthèse en recyclant le CO2.

Par quoi peuvent se concrétiser ces voies de recyclage ?

On peut, par exemple, générer de l’électricité en utilisant intelligemment les surplus d’énergie thermique pour produire de l’hydrogène par électrolyse de l’eau et utiliser l’hydrogène avec le CO2. Prenons l’exemple de l’Islande, île de 320 000 habitants entièrement dépendante de l’importation de ses carburants et pourtant dotée d’une ressource énergétique surabondante par ses gisements géothermiques. La stratégie dite de l’électrolyse de l’eau et de l’utilisation du CO2 émis en très grande quantité par leurs sols pourrait leur permettre d’atteindre une parfaite autonomie en carburant.
Il y a également le cas de l’électricité produite en excès et mal utilisée, qu’elle provienne du parc nucléaire ou du parc renouvelable. Un projet a associé Areva, Solvay Énergie, EDF et Air Liquide pour utiliser intelligemment cet excédent d’énergie du parc nucléaire français dans le but d’en faire également un système de génération d’hydrogène à partir de l’électrolyse.

Quels sont les freins au déploiement de ces solutions ?

Ils sont d’ordre plus politique que technique. Derrière ces questions subsistent certains freins forts, car imaginer une autoproduction de carburants fait bouger des intérêts contradictoires. Par ailleurs, la question se heurte à des politiques souvent court-termistes et à des logiques de rentabilité immédiate. Le progrès pourrait provenir des pays les plus mal lotis énergétiquement. Car tous les pays qui ont des ressources minérales et pétrolières importantes ont des stratégies court-termistes, voire immédiates. À l’inverse, lorsque les pays qui n’ont pas de ressources propres voient leur balance commerciale lourdement pénalisée par leurs importations, ils sont plus motivés pour déployer des stratégies énergétiques long terme.

Quelles perspectives peuvent attendre à terme les industriels sur ces sujets ?

Tant que nous restons dans l’articulation énergie-finance, il n’y a pas de place pour l’équation long terme ou l’adhésion stratégique. Sous la pression du temps de retour sur investissement, les avancées restent limitées. Il faudrait réussir à s’extraire de la logique coût-bénéfice pour privilégier d’autres résultats. Certains développements technologiques s’opèrent hors logique financière pour des raisons plus stratégiques. L’Afrique du Sud, par exemple, a développé des carburants de synthèse à partir du charbon – le fameux procédé Fischer-Tropsch – pour retrouver une autonomie énergétique pendant l’embargo. Autre exemple, l’US Air Force a également cherché des solutions pour diminuer la dépendance de ses avions de combat à la disponibilité des raffineries civiles. Il y a quatre ans, ils ont décidé de se réapproprier ce procédé Fischer-Tropsch pour que leurs bases militaires puissent produire leur propre carburant à partir de charbon.
Plus globalement, dans les stratégies du pauvre, il faut trouver des voies où la co-activité ou le co-intérêt vont permettre de faire émerger des idées qui vont être évincées, faute d’intérêt économique de prime abord. Par exemple, la culture des microalgues a du sens dans le secteur de la beauté et de la nutrition, pas du tout pour l’énergie. Si on est capable de créer et de pérenniser des souches de bactéries ou de microalgues, si on sait améliorer leur productivité pour en faire une activité rentable sur un premier cœur de métier, on peut constituer ensuite une base industrielle au service de sujets plus long terme. Ces visions en co-activité sont une voie pour affranchir les stratégies industrielles de visions trop court-termistes.

Quatre gaz qui font mauvais effet à la planète

Trois d’entre eux sont naturellement présents dans l’atmosphère mais c’est l’augmentation de leur concentration liée aux activités humaines qui contribue au réchauffement climatique.

  • Dioxyde de carbone (CO2) : 52 % des émissions*. Provenance : combustion des énergies fossiles (pétrole, charbon, gaz) et de la biomasse.
  • Méthane (CH4) : 42 % des émissions*. Provenance : fermentation de riziculture, digestion de ruminant, stockage du fumier.
  • Protoxyde d’azote, N2O : 14% de émissions*. Provenance : activités agricoles (engrais, stockage du fumier, culture des sols).

Gaz industriel :

  • Gaz fluorés (HFC, PFC, SF6) : 2 % des émissions. Provenance : réfrigération, aérosols, mousses, extincteurs…

* Répartition des émissions mondiales en 2010 selon le potentiel de réchauffement global (PRG) à 20 ans qui prédit les impacts des gaz en se fondant à la fois sur leurs propriétés radiatives et sur un horizon temporel – Chiffres clés du climat France et Monde édition 2015, SoeS.

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