Séquestration du carbone

Définition

La séquestration du carbone (piégeage du CO2) est le stockage relativement stable à long terme du carbone dans les océans, les sols, la végétation (en particulier les forêts avec la photosynthèse) et les formations géologiques. La séquestration du carbone est l'élimination du dioxyde de carbone de l'atmosphère vers un stockage dans le système terrestre.

La séquestration du carbone est une méthode qui a récemment suscité un grand intérêt auprès de nombreux chercheurs. Ce processus est étroitement lié à l'arrêté de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES), qui a été imposé par le protocole de Kyoto établi en 2004. La séquestration du dioxyde de carbone est associée au captage de ses composés dans l'environnement, ce qui réduit la progression de l'effet de serre.

Schéma pour une séquestration du CO2 :

La séquestration du carbone est le processus de capture et de stockage du dioxyde de carbone atmosphérique. C'est une méthode de réduction de la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère dans le but de réduire le changement climatique mondial. L'emploi de biochar dans les cultures peut aider à atteindre cet aobjectif.

Explications

Il existe deux méthodes de base de séquestration du carbone : directe et indirecte. La méthode directe est mise en oeuvre en liant immédiatement les composés carbonés à la source de sa formation, avant qu'ils ne pénètrent dans l'atmosphère. Le carbone lié est stocké pendant une longue période dans des décharges spécialement désignées, correctement protégées et respectueuses de l'environnement. La deuxième méthode de séquestration - indirecte - implique l'utilisation de plantes qui lient le CO2 lors de la photosynthèse ou lorsque des composés carbonés sont liés dans un environnement de sol. Dans ces méthodes, la séquestration peut avoir lieu impliquant des processus physiques, chimiques ou biologiques. Il existe également la possibilité de séquestration du carbone par des méthodes avancées.

La méthode avancée de base de séquestration du carbone est la carbonatation minérale, qui est basée sur la formation de composés carbonatés à la suite de la réaction du dioxyde de carbone avec des minéraux ou des déchets minéraux. Grâce à cette méthode, le carbone capturé peut être stocké pendant de nombreuses années, garantissant ainsi la sécurité de l'environnement et des personnes. Les méthodes avancées incluent également la capture et l'utilisation du dioxyde de carbone dans l'industrie alimentaire (refroidissement des boissons alimentaires, production alimentaire), chimique (production de saumure carbonatée) et les engrais contenant du CO2.

Les méthodes biologiques de séquestration du carbone consistent en des méthodes indirectes. Les plus importants d'entre eux comprennent le boisement des terres (écosystèmes forestiers), la séquestration par la biosphère, la culture appropriée des terres (agriculture), les tourbières et la tourbe, ainsi que la fertilisation des océans.

Les fortes émissions de gaz à effet de serre comme le CO₂ sont l'un des effets des activités humaines. Le boisement et les zones forestières correctement gérées sont des exemples de séquestration efficace du carbone de l'atmosphère. La fixation du carbone par les forêts peut avoir lieu avec la participation de leur biomasse ou dans le sol sur lequel elles poussent. La séquestration avec la participation de la biomasse des arbres a lieu dans leurs parties aériennes et souterraines. Les cultures forestières absorbent le CO2 réduisant la part de ce composé dans l'effet de serre. L'activité de l'arbre vers l'absorption du dioxyde de carbone de l'atmosphère dépend principalement de son espèce, de sa phase de développement, du type d'environnement du sol et des facteurs climatiques.

L'intensité de l'absorption de CO₂ par les écosystèmes forestiers dépend largement des facteurs climatiques, de la température, de l'humidité et de la fertilité des sols. Un traitement important qui affecte positivement la séquestration du carbone est le reboisement ou l'utilisation de types d'arbres appropriés. Les espèces forestières qui capturent de grandes quantités de dioxyde de carbone comprennent, par exemple, les forêts de pins, d'épicéas, de mélèzes, de hêtres, d'aulnes, de chênes ou de bouleaux. La teneur en carbone dans l'écosystème du sol forestier varie de 84 Mg ha−1 (forêt de pins) à 409 Mg ha−1 (forêt d'aulnes). Le grand avantage de l'utilisation de la culture forestière, non seulement pour la séquestration du carbone, est son impact positif sur l'environnement et sa biomasse élevée, qui est utilisée à des fins énergétiques.

Une autre méthode de séquestration biologique du carbone est la séquestration utilisant la biosphère. Cette méthode consiste à traiter différents types de milieux, par exemple, l'eau, la forêt, le sol, avec des traitements appropriés. Ces activités comprennent un enrichissement ou une orientation appropriée, qui vise à augmenter la capacité de lier et d'accumuler le CO₂ dans ces écosystèmes. Cette méthode de séquestration peut être appliquée aux forêts, aux champs arables, aux marécages ou tourbières, aux zones désertiques et semi-arides, ainsi qu'aux régions dégradées et dévastées.

L'agriculture joue également un rôle important dans la séquestration du carbone. Les zones correctement cultivées peuvent être une source d'une grande quantité de carbone qui s'accumule dans le sol. Pour rendre le processus de capture du carbone dans l'environnement du sol encore plus efficace et efficient, plusieurs méthodes favorables peuvent être utilisées. L'un d'eux est la prévention de l'érosion des sols en maintenant une teneur adéquate en matière organique dans le sol, grâce à des activités telles qu'une fertilisation appropriée du sol avec des composants fertilisants, une composition appropriée du sol, la culture d'espèces végétales beaucoup plus lentes et plus difficiles. subir une dégradation, et un paillage du sol créant ainsi une couche protectrice à la surface externe du sol sous forme de paillis (matière organique broyée). C'est l'un des traitements les plus importants de la culture conservatrice. La deuxième méthode effectue des activités visant à obtenir une grande quantité de carbone organique dans le sol.

Cet effet peut être obtenu, entre autres, grâce à l'utilisation d'engrais organiques dans la culture du sol, l'augmentation de la quantité de biomasse végétale introduite dans le sol, l'utilisation rationnelle de l'eau et des nutriments de la flore. La troisième méthode pour augmenter l'efficacité de la séquestration du carbone est associée à l'augmentation de sa teneur dans les cultures agricoles grâce à une culture consciente et rationnelle des terres, ce qui augmentera la biomasse obtenue des plantes, et avec elle le carbone qu'elle contient. L'agriculture intensive contribue à la séquestration du carbone dans le sol. Lors de la culture du sol, le carbone contenu interagit avec l'oxygène, ce qui crée du dioxyde de carbone qui s'échappe ensuite dans l'atmosphère. Cependant, ce processus peut fonctionner dans les deux sens. Une augmentation du nombre de prairies et de pâturages entraînerait une séquestration du carbone dans le sol.

Récemment, les méthodes biologiques de séquestration du carbone incluent les milieux tourbeux et leur tourbe. Les tourbières sont très riches en carbone, et sa teneur dans ces zones est nettement plus élevée que sur les sols organiques. Malgré la richesse organique des tourbières, les activités humaines ont contribué à leur dégradation. Le développement de l'industrie, l'urbanisation et l'utilisation de la tourbe comme source d'énergie ne sont que l'un des rares facteurs anthropiques qui ont conduit à la situation actuelle. Le développement intensif de l'agriculture a entraîné l'utilisation des zones de tourbières, après un drainage antérieur, comme champs arables. À la suite de traitements intensifs sur les zones de piste, d'énormes quantités de dioxyde de carbone sont libérées dans l'atmosphère chaque année (environ 30 millions de tonnes).

Les océans, appartenant aux écosystèmes aquatiques, constituent un réservoir absorbant environ 50 fois plus de dioxyde de carbone que le globe. De nombreux scientifiques cherchent à utiliser les océans comme sources de séquestration intensive et accrue du carbone. Cette méthode de capture du CO₂ diffère légèrement des méthodes de séquestration de ce composé décrites précédemment en milieu forestier ou pédologique. Dans le cas des océans, cette relation est liée à la fois avant et après la pénétration de l'atmosphère terrestre. Le dioxyde de carbone absorbé est introduit dans la colonne d'eau de l'océan sous l'influence de la pression. Il peut aussi se trouver à la surface des fonds marins, où il forme des amas sous forme de lacs.

Un autre exemple de séquestration du carbone par les océans est leur fertilisation à l'aide de fer (Fe), de phosphore (P) ou d'azote (N). Cette méthode a un fonctionnement très simple. Il s'agit de l'introduction d'un des composés cités (fer, phosphore, azote) dans les océans, ce qui se traduit par le développement intensif et soudain de très petites tailles de micro-organismes végétaux : le phytoplancton. Les nutriments introduits consistent en des aliments précieux pour leur développement sous forme de dioxyde de carbone, qu'ils absorbent en quantités énormes. Les plus lourds tombent au fond de l'océan, où le dioxyde de carbone collecté est déposé pendant longtemps. La fertilisation des eaux océaniques avec des composés appropriés contribue de manière significative à la séquestration à long terme de grandes quantités de dioxyde de carbone de l'atmosphère terrestre.

Il existe de nombreuses méthodes de séquestration du carbone - certaines d'entre elles sont plus avancées et d'autres moins avancées. Toutes les activités menées visent la fixation du charbon actif. Les méthodes biologiques décrites, malgré de nombreuses améliorations, ne fournissent toujours pas une efficacité à 100 % pour la liaison complète du carbone, intervenant sous diverses formes dans de nombreux écosystèmes. Même une petite quantité de carbone s'échappant avec le temps peut provoquer sa libération soudaine, et donc l'absence de l'effet attendu du processus de séquestration.

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