La géo-ingénierie est incroyablement peu coûteuse

Apr 26, 2023

Malgré des décennies d'avertissements et d'accords internationaux sur le climat, les émissions mondiales de carbone continuent d'augmenter. Les émissions de carbone semblent être un mastodonte imparable alors que les humains avides d'énergie continuent de se reproduire et de poursuivre des modes de vie plus aisés. Réduire les émissions ne suffira pas à faire face à la crise climatique ; nous avons besoin de solutions supplémentaires.

La géoingénierie, aussi appelée ingénierie climatique, pourrait être la solution que nous recherchons. Mais est-ce financièrement faisable ?

La géoingénierie comprend deux grandes catégories de méthodes pour faire face au changement climatique. L'un est l'élimination du dioxyde de carbone et l'autre la gestion du rayonnement solaire. La capture du carbone, la capture directe de l'air et l'altération accélérée éliminent le dioxyde de carbone. L'éclaircissement des nuages, l'injection d'aérosols dans les nuages ​​et les pare-soleil sont des méthodes de gestion du rayonnement solaire.

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La géoingénierie est un sujet controversé. Beaucoup de gens ont peur de jouer avec la nature de cette manière. Le potentiel de conséquences imprévisibles suscite des inquiétudes dans l'esprit de nombreuses personnes. Ils semblent extrêmes pour beaucoup.

Mais qu'ils soient potentiellement extrêmes ou non, il n'y a peut-être aucun moyen de les éviter complètement. C'est parce que même si diverses solutions se présentent et que nous réduisons considérablement nos émissions de carbone, cela ne change rien au fait qu'il y a des tératonnes de carbone dans l'atmosphère qui seront là longtemps après que nous ayons réduit nos émissions. La Terre continuera de se réchauffer. Nous avons besoin d'un moyen de faire face au réchauffement continu de la Terre même après avoir réduit nos émissions.

Les gens de l'est du Canada ou du nord-est des États-Unis sont actuellement confrontés à la réalité de la crise climatique. La fumée d'une saison intense et précoce des incendies de forêt au Canada recouvre certaines des plus grandes villes américaines d'une fumée épaisse et dangereuse. Les vols ont été reportés, les événements sportifs annulés, les écoles sont en difficulté et les autorités exhortent les gens à rester à l'intérieur pour protéger leur santé. Nous vivons à travers les prévisions que les scientifiques ont faites il y a des décennies.

Alors, que pouvons-nous faire?

Casey Handmer est le fondateur de Terraform Industries, une entreprise qui se concentre sur l'utilisation de l'énergie solaire pour extraire le carbone de l'atmosphère et l'utiliser comme carburant. Ils l'appellent "synthèse d'hydrocarbures atmosphériques à l'échelle giga".

"Terraform Industries met à l'échelle la technologie pour produire du gaz naturel bon marché avec la lumière du soleil et l'air", indique leur site Web en guise de présentation. "Nous nous engageons à réduire le flux net de CO2 de la croûte vers l'atmosphère aussi rapidement que possible. À mesure que l'énergie solaire deviendra moins chère, il viendra un moment où il sera moins cher d'extraire le carbone de l'atmosphère qu'un puits de pétrole. Ce moment est venu. "

Handmer est titulaire d'un doctorat. en astrophysique de CalTech et a publié des articles et des articles sur divers sujets. Sur son blog, Handmer écrit sur l'exploration spatiale et différents aspects de la technologie. Une grande partie de ses écrits est centrée sur la technologie qui affecte les émissions de carbone d'une manière ou d'une autre. Récemment, il a écrit sur l'ingénierie climatique dans un article intitulé "Nous ne devrions pas laisser la Terre surchauffer !"

Handmer fait une distinction critique entre le CO2 hérité et les nouvelles émissions dans son article. Il est optimiste que nous pouvons réduire les émissions en décarbonisant nos systèmes énergétiques. La technologie qu'il développe chez Terraform Industries est un moyen de réduire nos émissions. Son système génère des combustibles à base de carbone à partir du CO2 atmosphérique, plutôt qu'à partir de combustibles fossiles dans la croûte terrestre.

Une fois que nous arriverons à un point où nos émissions cesseront d'augmenter et commenceront à baisser, nous serons dans une situation bien meilleure. Nous pouvons faire une pause pour respirer et reconnaître notre capacité collective à faire face au changement climatique. Mais il y a toujours le problème de tout cet héritage de carbone dans l'atmosphère et de tous les dégâts qu'il causera. Les plantes peuvent en absorber une partie et les intempéries peuvent en retirer une partie, mais ces processus prennent du temps et ont des limites.

Dans son article de blog, Handmer pose la question que nous devrions tous nous poser.

"Comment pouvons-nous garder le monde au frais pendant les prochaines décennies tout en faisant évoluer notre industrie vers un monde post-carbone et en augmentant l'élimination du CO2 ?"

C'est là que Handmer fait valoir son point de vue sur l'ingénierie climatique. La Terre continuera à se réchauffer même après que nous aurons réduit nos émissions, et nous devrons faire quelque chose. Mettant de côté, pour l'instant, le débat sur la question de savoir si nous devrions ou non adopter l'ingénierie climatique, Handmer se penche sur les dépenses de l'ingénierie climatique.

"Le carburant synthétique prend en charge les nouvelles émissions de CO2, et deux types spécifiques de géo-ingénierie peuvent prendre en charge le réchauffement hérité d'une manière qui préserve le bien-être de notre planète pour les générations futures et arrête l'hémorragie pour les deux prochaines décennies cruciales pendant que nous faisons le travail ", écrit Handmer.

Les deux types auxquels il fait référence sont la gestion améliorée des intempéries et du rayonnement solaire.

L'altération améliorée consiste à prendre quelque chose qui se produit naturellement et à le concevoir pour qu'il soit plus efficace. On l'appelle parfois altération accélérée, mais cela prête à confusion car l'altération accélérée est un type de test associé à l'ingénierie et à l'industrie.

Sur Terre, les minéraux carbonatés et silicatés se combinent avec l'eau de pluie et les eaux souterraines pour former de l'acide carbonique. L'acide carbonique est inoffensif pour les plantes et les animaux. Mais il a un effet délétère sur les roches. L'acide entre en contact avec les minéraux et forme des ions carbonate dans l'eau. Ensuite, les minéraux, les ions et l'eau se recombinent. Le résultat final est des minéraux altérés qui contiennent maintenant plus de carbone atmosphérique. Cette action est un élément clé du cycle du carbone terrestre, éliminant le carbone atmosphérique de la circulation et le séquestrant dans la roche, qui est finalement enfouie au fond de l'océan et subductée dans le manteau.

L'altération accrue augmente la surface entre l'acide carbonique et la roche, de sorte que la chimie naturelle qui élimine le carbone de l'atmosphère a une plus grande surface de travail. Certains minéraux sont plus sensibles à cette altération, ils éliminent donc plus de carbone atmosphérique plus rapidement. En cas d'altération accrue, ces minéraux sont extraits, broyés pour augmenter leur surface, puis laissés à découvert. L'activité chimique naturelle de la Terre s'occupe du reste.

Les roches recherchées sont appelées roches mafiques, qui contiennent des quantités importantes de magnésium et de fer. Le basalte est une roche mafique commune et répandue.

"Il existe de nombreuses façons de procéder, mais la plus simple et la moins chère semble être de broyer quelques montagnes volcaniques tropicales et d'éjecter la farine de roche résultante dans les océans chauds et peu profonds", écrit Handmer. "La poussière de roche flotte pendant quelques semaines en absorbant le CO2 avant de couler, séquestrant définitivement le CO2."

D'autres moyens incluent l'exploitation minière, le concassage et l'épandage sur les champs agricoles. Cela a l'avantage supplémentaire d'améliorer le sol. Nous extrayons, broyons et épandons déjà des choses comme la potasse et le phosphore dans nos champs agricoles, donc ce n'est pas un grand pas en avant.

À la ferme Bowles, ajout de 6 acres de poussière de roche (méta basalte) au sol des terres cultivées, projet de capture de CO2 à grande échelle en cours, 40 acres de plus à parcourir !!!! @ucdavis @UCDavisJMIE pic.twitter.com/Ub2WoCiLfJ

Mais un élément essentiel de la lutte contre le changement climatique est la dépense.

Dans son blog, Handmer fait référence aux travaux de Campbell Nilsen, un chercheur indépendant aux États-Unis. Selon les calculs de Nilsen, le coût de la mise en œuvre d'un vieillissement amélioré est d'environ 20 $/T-CO2. S'il y a deux tératonnes de CO2 en excès dans notre atmosphère, une altération accrue peut éliminer une tératonne pour environ 400 milliards de dollars US par an, au cours des quarante prochaines années. Le résultat serait un niveau de CO2 atmosphérique de 350 ppm. (Nous sommes actuellement à 421.) Bien entendu, la valeur de ce calcul repose sur la stabilisation et la réduction de nos nouvelles émissions.

Handmer parle également de l'autre catégorie de géo-ingénierie : la gestion du rayonnement solaire. Dans le scénario où nous réduisons nos émissions et mettons en œuvre une altération climatique améliorée, la Terre deviendra encore plus chaude. Cela pourrait entraîner de nombreux problèmes, et le pire pourrait être une famine massive. Si nous laissons la Terre devenir si chaude que les cultures souffrent d'une incapacité généralisée à pousser, alors les choses deviendront laides pour l'humanité. Nous voulons tous éviter cette boîte de Pandore de la souffrance, avec tous ses effets imprévisibles, y compris la guerre.

"Comment pouvons-nous garder le monde au frais pendant les prochaines décennies tout en faisant évoluer notre industrie vers un monde post-carbone et en augmentant l'élimination du CO2 ?" Handmer demande.

C'est là que les choses peuvent devenir difficiles dans la discussion civilisationnelle sur le climat de la Terre et ce qu'il faut faire à ce sujet. L'exploitation minière, le concassage et l'épandage de roches dans les champs sont des choses que les gens peuvent facilement saisir. Mais bloquer le soleil? Cela ressemble à un trope de super-vilain.

Mais c'est peut-être nécessaire, et c'est quelque chose auquel nous devons tous faire face si nous voulons vraiment prévenir la souffrance. Si cela fait monter votre colère, vous devrez peut-être faire le tri entre ces émotions. Les faits et la clarté peuvent aider.

"Cela ne nous sert à rien d'être stable à 350 ppm d'ici 2060 si nous avons déjà perdu le Groenland, la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental et 7 m + 4 m de côtes, respectivement", écrit Handmer. Il a raison, bien sûr, et c'est là qu'intervient la gestion du rayonnement solaire. "Ce dont nous avons besoin, c'est d'un garrot à court terme pour atténuer le réchauffement climatique pendant que nous donnons aux solutions à long terme le temps de fonctionner."

La gestion du rayonnement solaire, c'est le garrot à court terme, une sorte de premiers secours pour le climat. Il existe plusieurs méthodes proposées pour gérer le rayonnement solaire. Au sommet de la liste, et l'atmosphère, sont des nuages. "Dans l'ensemble, la caractéristique la plus réfléchissante de la Terre est ses nuages, qui réfléchissent une partie de la lumière du Soleil dans l'espace", écrit Handmer.

La méthode d'ingénierie solaire la plus connue est l'injection d'aérosols stratosphériques (SAI). Cela consiste à introduire des aérosols dans la stratosphère, probablement avec des ballons captifs, pour rendre la haute atmosphère plus réfléchissante.

Il ne faut pas une grande quantité d'aérosols sulfatés pour produire l'effet désiré. Un effet secondaire serait des couchers de soleil et des levers de soleil plus vifs. Instagram ne serait plus jamais le même.

Certaines personnes trouvent cette idée très bouleversante, mais généralement pas parce qu'elles l'ont étudiée. Souvent, les gens reculent devant l'idée de "jouer avec la nature" comme ça. On ne peut pas vraiment leur en vouloir, car certaines de nos autres interventions ont causé des problèmes.

Mais c'est là où nous en sommes. Il n'y pas de retour en arriere. Nous avons été avertis il y a des décennies, et maintenant nous vivons les résultats de notre incapacité collective à tenir compte de ces avertissements. Parfois, les solutions nous mettent mal à l'aise, mais il y a un précédent pour celle-ci.

SAI est exactement ce que font les volcans. L'éruption du mont Pinatubo en 1991 a injecté environ 17 000 000 t d'aérosols dans l'atmosphère. Il a fait baisser la température mondiale de 0,5 C pendant un an.

Handmer expose certains des faits concernant SAI dont beaucoup ne sont peut-être pas conscients.

D'une part, les aérosols sulfatés ne restent pas longtemps. Après un à trois ans, ils pleuvent hors de l'atmosphère. Ils sont donc faciles à mettre en œuvre et à surveiller. "En règle générale, 1 g de SO2 stratosphérique compense le réchauffement de 1 T de CO2 pendant 1 an", explique Handmer, ce qui semble être une bonne affaire.

Handmer mentionne la startup Make Sunsets, qui utilise déjà des ballons météo pour injecter des sulfates dans la stratosphère, bien que les quantités soient insignifiantes. N'importe qui peut adhérer, et l'effort montre à quel point c'est faisable.

Comme l'amélioration des intempéries, le SAI n'est pas cher, compte tenu de ce qui est en jeu. En fait, c'est beaucoup moins cher.

« 1 kg de SO2 compense 1 000 T de CO2 pendant 1 an. Avec une meilleure altération climatique, 1 000 T de CO2 coûteraient au moins 20 000 $ à traiter, et les méthodes existantes de séquestration DAC+ coûtent actuellement plus de 1 m $. 35 c ! je parle », écrit Handmer. (DAC signifie Direct Air Capture, une autre méthode d'élimination du carbone de l'atmosphère.)

Handmer fait quelques calculs supplémentaires montrant que si seulement 10 000 personnes dans le monde étaient prêtes à dépenser 2 000 $ chacune, SAI avec des ballons pourrait compenser le chauffage par le CO2 jusqu'à ce que nous maîtrisions les émissions et la séquestration.

En approfondissant, il calcule ce qu'il en coûterait d'utiliser SAI pour compenser une tératonne de CO2 en excès dans l'atmosphère. Il dit que cela coûterait 350 millions de dollars par an. "Cela coûte moins de 0,1% sur une base annuelle du programme de 40 ans pour séquestrer un billion de tonnes de CO2", écrit Handmer, et n'utiliserait que 5% de la production annuelle de soufre des États-Unis.

Les lecteurs avertis qui font des recherches trouveront que les aérosols sulfatés provoquent des pluies acides, ce qui semblerait les disqualifier en tant que solution. « Stupides scientifiques ! certains penseront. "Comment peuvent-ils être si mauvais !" Comme si les gens essayant de trouver des solutions pour prévenir la souffrance étaient des super-vilains.

Mais les pluies acides que nous connaissons proviennent des cheminées industrielles, et non des aérosols stratosphériques. La différence? Altitude, quantité et concentrations.

Il existe des réglementations strictes sur les émissions de sulfates au niveau du sol, car elles créent des concentrations de pluies acides dans une zone. Les sulfates des cheminées tombent rapidement sous forme de pluie acide et n'ont aucun effet de refroidissement. Mais nous n'avons pas besoin de mettre beaucoup de sulfate dans la stratosphère pour le refroidir, en plus il y reste plus longtemps. "Le SO2 reste dans la stratosphère beaucoup plus longtemps", écrit Handmer, "de sorte que les quantités relativement faibles nécessaires au refroidissement ne provoquent pas de retombées acides concentrées comme elles le feraient à proximité, par exemple, d'une usine ou d'une raffinerie."

Handmer fait valoir que les méthodes d'ingénierie climatique ne sont pas nécessairement si coûteuses. Bien sûr, il y a beaucoup plus de détails que ce qui peut être discuté dans cet article. Certaines des personnes qui soulèvent des objections sont très bien informées, il y a donc une discussion en cours. Tous les types de projets sont mis en œuvre pour tester et développer des méthodes potentielles d'ingénierie climatique, et nous continuerons à en apprendre davantage à leur sujet.

Mais nous devons agir. Dans le monde moderne, nous comptons sur une agriculture de masse peu coûteuse et sur de longues chaînes d'approvisionnement pour fournir de la nourriture aux populations. Le changement climatique menace de perturber tout cela et de causer des souffrances généralisées. Il a le potentiel de créer des États défaillants où seuls les plus forts et les plus impitoyables survivent. Qui sait quel type d'enfer apocalyptique il peut déclencher ? Les étudiants en histoire humaine peuvent très bien imaginer comment les gens pourraient réagir et dans quelles profondeurs certains pourraient sombrer alors que l'idée d'humanité collective est abandonnée.

Les solutions peuvent être controversées dans certains coins, mais comme le montre l'analyse de Handmer, elles ne sont pas nécessairement coûteuses. Finalement, nous devrons adopter et mettre en œuvre certaines de ces méthodes et mettre de côté nos peurs, du moins celles qui ne sont pas fondées.

Ensuite, nous pouvons passer au problème suivant, quel qu'il soit.