Des chercheurs ont développé un nouveau filtre à air capable de capter le dioxyde de carbone (CO2) directement à partir des systèmes de ventilation des bâtiments. Cette innovation pourrait transformer chaque immeuble en une machine de capture de carbone, offrant une solution décentralisée et moins énergivore que les usines de capture de carbone traditionnelles.
Le concept s'inspire des panneaux solaires sur les toits. Il vise à utiliser les infrastructures existantes pour réduire les coûts et étendre la portée des efforts de capture de carbone. Cette approche pourrait jouer un rôle crucial dans la lutte contre le changement climatique.
Points Clés
- Un nouveau filtre à air capture le CO2 dans les systèmes de ventilation des bâtiments.
- Il utilise des nanofibres de carbone recouvertes de polyéthylèneimine (PEI).
- La régénération du filtre est possible grâce à la chaleur solaire ou à une impulsion électrique.
- Le processus est moins énergivore que les méthodes de capture directe de l'air actuelles.
- Le coût estimé varie de 362 $ à 821 $ par tonne de CO2 capturée.
- Le potentiel de capture global pourrait atteindre 596 millions de tonnes de CO2 par an.
Une Alternative aux Systèmes de Capture Directe
Les systèmes conventionnels de capture directe de l'air (DAC) sont souvent de grande taille. Ils nécessitent des investissements importants et consomment beaucoup d'énergie. Ces usines tirent de grandes quantités d'air à travers des sorbants chimiques pour en extraire le CO2. Cependant, la faible concentration de CO2 dans l'atmosphère oblige les ventilateurs et les pompes à fonctionner à haute puissance pendant de longues périodes. Cela permet d'extraire des quantités modestes de gaz.
La régénération des sorbants, qui consiste à les chauffer pour libérer le carbone capturé, consomme encore plus d'énergie. Pour réduire les coûts, ces usines sont souvent implantées près de sources de chaleur résiduelle ou d'électricité à faible coût, comme la géothermie. Cela limite considérablement les sites de déploiement possibles.
Faits marquants
- Les systèmes DAC centralisés nécessitent de vastes terrains et des capitaux importants.
- Ils sont limités par leur consommation énergétique élevée pour la régénération des adsorbants.
- Les nouvelles technologies cherchent à décentraliser la capture de carbone.
Comment Fonctionne le Nouveau Filtre
Le nouveau modèle propose d'intégrer des matériaux de capture de carbone dans les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) déjà présents dans les maisons, les bureaux et les usines. Le filtre est léger. Il est composé de nanofibres de carbone enduites de polyéthylèneimine (PEI). Ce polymère se lie au CO2 présent dans l'air.
L'avantage principal de ce filtre réside dans sa faible consommation d'énergie pour libérer le carbone. Les nanofibres absorbent très efficacement la lumière du soleil. Elles peuvent être régénérées en les chauffant à environ 80 degrés Celsius sous la lumière directe du soleil. Une courte impulsion électrique, d'une à deux secondes, peut également chauffer suffisamment les fibres conductrices pour qu'elles libèrent le gaz presque instantanément. Ces deux méthodes utilisent beaucoup moins d'énergie que les usines DAC conventionnelles.
"En tirant parti des milliards de systèmes de ventilation existants dans le monde, la technologie de filtre à air DAC distribuée peut changer le paradigme", affirment les chercheurs. Cette approche décentralisée offre une flexibilité sans précédent.
Efficacité et Coûts
Les chercheurs ont calculé que, sur la durée de vie d'un filtre, il atteindrait une efficacité de suppression nette du carbone d'environ 92 %. Ceci est valable lorsque le filtre est régénéré par la chaleur solaire. Cela signifie qu'il ne faudrait que 0,073 kilogramme d'émissions de carbone pour chaque kilogramme de CO2 retiré, un chiffre bien inférieur à la plupart des systèmes DAC actuels.
Le coût estimé du système est de 362 $ par tonne de CO2 retirée si les filtres sont régénérés par la chaleur solaire. Avec l'électricité, le coût monte à 821 $ par tonne. Les estimations actuelles pour les grandes usines DAC varient de 100 $ à 1 000 $ la tonne. Cependant, les chercheurs soulignent que les estimations les plus basses ne sont possibles qu'avec un accès à des sources d'énergie rares et peu coûteuses. En tenant compte des incitations fiscales et des crédits de stockage disponibles, les coûts nets pourraient descendre entre 209 $ et 668 $ par tonne.
Contexte de la capture de carbone
La capture de carbone est de plus en plus reconnue comme un élément essentiel pour atteindre les objectifs climatiques. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) lui-même admet son rôle crucial. Cependant, les préoccupations concernant le coût et la consommation d'énergie des systèmes actuels persistent.
Un Impact Potentiel Massif
Si cette technologie était largement déployée, son impact pourrait être considérable. Les chercheurs estiment que cette approche pourrait éliminer environ 25 millions de tonnes de CO2 chaque année aux États-Unis. À l'échelle mondiale, ce chiffre pourrait atteindre 596 millions de tonnes par an.
Les principaux défis seraient d'augmenter la production du matériau en nanofibres. Il faudrait aussi organiser la logistique de la collecte et de la régénération des filtres provenant de très nombreux endroits. Malgré ces défis, le faible coût de cette approche suggère qu'elle pourrait être un moyen prometteur pour les entreprises et les propriétaires de contribuer à la réduction des émissions de carbone.
Vers une décarbonation distribuée
L'idée de transformer chaque bâtiment en un acteur de la capture de carbone est novatrice. Elle permettrait une décarbonation à une échelle beaucoup plus large et plus intégrée. Plutôt que de dépendre de quelques grandes installations centralisées, le réseau de bâtiments existants offrirait une infrastructure prête à l'emploi. Cela pourrait accélérer considérablement les efforts de réduction des gaz à effet de serre.
La recherche continue d'explorer des méthodes toujours plus efficientes pour lutter contre le changement climatique. Ce filtre représente un pas important vers des solutions pratiques et accessibles pour tous.
