CO₂ filtrer l'air reste plus cher qu'espéré

La Suisse veut devenir climatiquement neutre d'ici 2050 au plus tard. Pour cela, elle doit réduire considérablement ses émissions de gaz à effet de serre. Selon la stratégie climatique de la Confédération suisse, une partie de ces émissions - notamment dans l'agriculture ou l'industrie - est considérée comme difficilement évitable. La politique climatique suisse prévoit donc de réduire de cinq millions de tonnes de CO₂ activement de l'air et de le stocker durablement sous terre. ? titre de comparaison, selon les calculs du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), il faudrait stocker dans le monde jusqu'à 13 milliards de tonnes de CO₂ est éliminé de l'atmosphère chaque année.

La facilité avec laquelle ces objectifs pourront être atteints dépendra de la capacité à réduire les co?ts des technologies appelées Direct Air Capture (DAC). Le spin-off de l'ETH, Climeworks, exploite une installation en Islande qui produit aujourd'hui 4000 tonnes de CO₂ par an. Le co?t par tonne se situe entre 1000 et 1300 dollars. Mais à quelle vitesse ces co?ts vont-ils baisser gr?ce aux économies d'échelle ?

Des chercheurs de l'ETH ont développé une nouvelle méthode pour mieux estimer les co?ts futurs de différentes technologies de CAD. CO₂ de l'air deviendra certes nettement moins cher au fur et à mesure que les technologies changeront d'échelle, mais pas aussi bon marché que certains acteurs l'espèrent. Au lieu des 100 à 300 dollars souvent colportés par tonne de CO₂ le prix devrait plut?t se situer entre 230 et 540 dollars.

"La disponibilité des technologies CAD ne doit en aucun cas réduire nos efforts pour réduire les émissions de CO₂-, afin d'éviter les émissions de gaz à effet de serre. Mais en même temps, nous ne devons pas attendre pour développer les installations CAD, car nous avons besoin de ces technologies pour des émissions difficilement évitables", explique Bjarne Steffen. Le professeur de l'ETH en finance climatique a développé la méthode en collaboration avec Katrin Sievert, doctorante dans son groupe de recherche, et le professeur de l'ETH Tobias Schmidt.

Trois technologies et leurs co?ts

Avec leur nouvelle méthode, les chercheurs de l'ETH comparent l'évolution possible des co?ts de trois technologies qui produisent déjà du CO₂ de l'air. Le procédé de l'entreprise suisse Climeworks, qui utilise un matériau filtrant solide avec une grande surface, permet d'éliminer le CO₂ pourrait co?ter entre 280 et 580 dollars par tonne d'ici 2050.

Les co?ts estimés des deux autres technologies CAD se situent dans des fourchettes similaires : Pour la capture du CO₂ sous forme de solution aqueuse avec de l'hydroxyde de potassium - un procédé que l'entreprise canadienne Carbon Engineering a par exemple commercialisé - les chercheurs citent une fourchette de 230 à 540 dollars par tonne. Et pour le dép?t avec de l'oxyde de calcium, obtenu à partir de calcaire, les co?ts estimés se situent entre 230 et 835 dollars. Ce procédé est par exemple proposé par l'entreprise américaine Heirloom Carbon Technologies.

Gros plan sur les composants

Il est difficile d'estimer l'évolution des co?ts des nouvelles technologies, surtout lorsqu'il n'existe guère de données empiriques à ce sujet. C'est le cas des technologies DAC : elles ne sont pas utilisées depuis suffisamment longtemps pour pouvoir prédire l'évolution future des co?ts sur la base de données passées. Les chercheurs de l'ETH ont résolu ce problème en se concentrant sur les composants des différentes installations DAC et en estimant leurs co?ts individuellement. Ils ont ensuite fait évaluer ces composants par 30 experts de l'industrie en fonction de la complexité de leur conception technologique et de leur capacité à être standardisés.

Pour les composants peu complexes qui se prêtent à une production de masse, les chercheurs partent du principe que les co?ts baisseront plus fortement. En revanche, pour les pièces complexes qui doivent être adaptées à chaque installation, les co?ts ne devraient baisser que lentement. De plus, les installations DAC utilisent également des composants déjà sophistiqués, comme les compresseurs, dont les co?ts ne peuvent guère être réduits. Aux co?ts estimés pour les différentes pièces s'ajoutent alors les co?ts d'intégration de tous les composants ainsi que les co?ts énergétiques et d'exploitation.

Malgré les grandes incertitudes dans les estimations, le message des chercheurs est clair : "A l'heure actuelle, il est impossible d'estimer quelles technologies disponibles s'imposeront. Il est donc crucial de continuer à suivre toutes les options", explique Katrin Sievert, première auteure de l'étude récemment publiée dans la revue spécialisée Joule.