Des chercheurs de l’université d’État de l’Ohio ont développé un système combinant la technologie de capture directe du carbone de l’air avec l’énergie géothermique pour éliminer le dioxyde de carbone de l’atmosphère tout en produisant de l’énergie renouvelable.
La suppression du dioxyde de carbone (CO2) de l’atmosphère nécessite des mesures actives et une intervention technologique. La capture directe du carbone de l’air (DACC) est une approche courante pour l’élimination du carbone.
Pour améliorer la scalabilité de la DACC, des chercheurs de l’université d’État de l’Ohio ont développé un moyen d’alimenter les systèmes de DACC en utilisant un processus écologique fiable : l’énergie géothermique.
Émissions de carbone. Image utilisée avec l’aimable autorisation de Pexels
Capture géothermique du carbone
La DACC implique l’extraction du dioxyde de carbone directement de l’air ambiant, indépendamment de sa source, comme les processus industriels ou les transports. Contrairement aux méthodes traditionnelles de capture du carbone, qui ciblent les émissions à leur source, la DACC a l’avantage de capturer le CO2 à partir de sources dispersées, ce qui la rend particulièrement attrayante pour réduire les niveaux de carbone atmosphérique.
Malheureusement, les systèmes de DACC demandent de l’énergie, souvent issue de combustibles fossiles. Le processus peut créer autant de CO2 que le système prétend capturer.
L’équipe de recherche de l’université d’État de l’Ohio a cherché à résoudre ce problème. Leur approche, Direct Air Carbon Capture with Carbon Utilization and Storage (DACCUS), associe un système de DACC typique à l’énergie géothermique pour réduire les concentrations de carbone dans l’atmosphère sans en produire davantage.
L’énergie géothermique est un processus naturel provenant de la chaleur stockée à l’intérieur de la Terre, provenant de matériaux radioactifs qui se décomposent naturellement dans le noyau de la Terre. L’énergie est exploitée en exploitant les réservoirs d’eau chaude et de vapeur situés sous la surface de la Terre ou en utilisant la chaleur provenant des sources de surface peu profondes.
Le DACCUS capture le CO2 de l’atmosphère et le dépose en toute sécurité dans des formations rocheuses désignées en profondeur sous terre. Ce processus réduit efficacement les émissions de gaz à effet de serre et est proactif dans la lutte contre le changement climatique grâce à l’extraction du carbone.
Utilisation du carbone pour l’énergie renouvelable
Le DACCUS est unique parmi les technologies de captage du carbone car il utilise le CO2 capturé pour améliorer l’efficacité de l’extraction de l’énergie géothermique. La circulation souterraine du CO2 rapproche la chaleur géothermique de la surface pour améliorer le taux d’extraction des centrales géothermiques sans nécessiter plus de combustibles fossiles.
L’équipe de l’Ohio State a trouvé une solution innovante pour intégrer des technologies mutuellement bénéfiques soutenant les efforts de réduction du carbone.
Configurations du système DACCUS. Image utilisée avec l’aimable autorisation de IOPScience
L’équipe a choisi la côte du golfe des États-Unis pour mener une étude de cas sur le système DACCUS, compte tenu de l’abondance de sources de CO2 ponctuelles dans la région et des flux de chaleur géothermique favorables.
En utilisant des données provenant d’analyses antérieures, l’étude examine deux configurations de DACCUS. Le premier est un système de chaleur DACCUS utilisant la chaleur géothermique pour régénérer le sorbet solide dans le processus DACC. Le deuxième est un système de chaleur et de puissance DACCUS alimenté par l’électricité générée par la production de chaleur géothermique.
Ils ont découvert que des réservoirs de stockage de CO2 plus profonds (supérieurs à 3,5 km) avec des gradients de température géothermique plus élevés (supérieurs à 35°C pour chaque 1 km) peuvent donner des températures adéquates au niveau des têtes de puits de production (supérieures à 100°C) et satisfaire aux exigences de charge électrique dans 93% des combinaisons de caractéristiques de réservoir examinées.
L’étude de cas prévoit que jusqu’à 25 systèmes DACCUS seront opérationnels dans une seule formation géologique de la région d’ici 2050. Cependant, la mise en place de ces systèmes nécessite une phase préparatoire de cinq ans, au cours de laquelle le carbone provenant de sources ponctuelles diverses telles que les usines sera stocké. Après ces cinq années, l’installation DACCUS peut commencer la capture directe du carbone de l’air.
Les opportunités pour la DACCUS sont nombreuses après une mise en œuvre réussie, avec une diminution des niveaux atmosphériques de CO2 et la production d’énergie renouvelable. L’avènement de ce système représente une avancée notable dans les technologies de capture et de stockage du carbone et démontre les avantages de la recherche interdisciplinaire.