Comment réaliserons-nous un vol neutre en carbone à l’avenir?

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Comment réaliserons-nous un vol neutre en carbone à l'avenir?
L’aviation neutre en carbone et l’utilisation de combustibles fossiles ne s’excluent pas mutuellement. Crédits: Shutterstock

L’aviation neutre en carbone est possible, mais à l’avenir, les avions continueront probablement à être alimentés par des combustibles fossiles. Le CO2 ils émettent doivent être systématiquement stockés sous terre. C’est la plus économique des différentes approches que les chercheurs de l’ETH ont comparées en détail.

Il est politiquement convenu et nécessaire pour des raisons de protection du climat que l’ensemble de notre économie devienne climatiquement neutre dans les décennies à venir – et cela s’applique également aux voyages aériens. Il s’agit d’un objectif techniquement réalisable et il existe de nombreuses façons de l’atteindre. Le professeur des EPF Marco Mazzotti et son équipe ont maintenant comparé les options qui semblent les plus faciles à mettre en œuvre à court et moyen terme et les ont évaluées en fonction de facteurs tels que la rentabilité.

Les chercheurs de l’ETH concluent que l’option la plus favorable est de continuer d’alimenter les avions avec des combustibles fossiles à l’avenir, mais ensuite d’éliminer le CO associé.2 émissions de l’atmosphère utilisant du CO2 capturer les plantes et stocker ce CO2 souterrain en permanence (captage et stockage du carbone, CSC). «La technologie nécessaire existe déjà, et des installations de stockage souterraines fonctionnent depuis des années en mer du Nord et ailleurs», explique Viola Becattini, post-doctorante dans le groupe de Mazzotti et premier auteur de l’étude.

<< L'approche peut devenir une solution d'atténuation compétitive pour les voyages aériens au cas où, par exemple, une taxe sur le carbone ou un système de plafonnement et d'échange serait imposé sur les émissions des carburants fossiles pour avions, ou si les gouvernements devaient fournir des incitations financières pour le déploiement Les technologies CSC et l'atteinte des objectifs climatiques », explique le professeur de l'ETH Mazzotti.

Directement ou indirectement de l’air

Fondamentalement, il existe deux façons de capturer le CO2: soit directement de l’air, soit indirectement sur un site où des matières organiques sont brûlées, par exemple dans une usine d’incinération de déchets. « Grosso modo, la moitié du carbone des déchets brûlés dans les incinérateurs municipaux provient de sources fossiles, comme le plastique produit à partir du pétrole. L’autre moitié est de la matière organique, comme le bois ou des produits du bois comme le papier et le carton, » Mazzotti dit.

Du point de vue de l’action climatique, capturer et stocker la part de carbone d’origine fossile est un jeu à somme nulle: il renvoie simplement le carbone provenant du sous-sol d’où il vient. Quant à la part de carbone provenant de sources organiques, celle-ci était à l’origine absorbée par l’air sous forme de CO2 par les plantes, capturer et stocker ce carbone est donc un moyen indirect d’éliminer le CO2 de l’air. Cela signifie que le CSC est une méthode appropriée pour remettre sous terre le carbone des carburants d’aviation fossiles et rendre les voyages aériens neutres en carbone.

Dans leur étude, les scientifiques de l’ETH ont pu montrer que le captage indirect du carbone des gaz d’incinération des déchets coûte nettement moins cher que le captage direct du carbone de l’air, ce qui est également déjà techniquement réalisable.

Les carburants synthétiques plus chers

Comme option supplémentaire, les scientifiques ont étudié la production de carburant synthétique pour l’aviation à partir de CO2 capté directement ou indirectement dans l’air (captage et utilisation du carbone, CCU). Parce que la synthèse chimique du carburant à partir du CO2 est énergivore et donc coûteuse, cette approche est en tout cas moins économique que l’utilisation de combustibles fossiles et de CSC. Indépendamment du fait que le CO2 est capturé directement ou indirectement, le CCU est environ trois fois plus cher que le CCS.

Le professeur des EPF Mazzotti souligne également l’un des écueils de la CCU: selon la source d’énergie, cette approche peut même être contre-productive du point de vue de l’action climatique, à savoir si l’électricité utilisée pour produire le combustible provient de centrales à combustibles fossiles. «Avec le mix électrique actuel de la Suisse ou avec celui de la France, qui dispose d’une forte proportion d’énergie nucléaire, le CCU à forte intensité énergétique est déjà plus nocif pour le climat que le statu quo avec les carburants d’aviation fossiles – et encore plus avec le mix électrique moyen dans le L’UE, qui a une proportion plus élevée de centrales électriques alimentées aux combustibles fossiles », déclare Mazzotti. La seule situation dans laquelle le CCU aurait un sens du point de vue de l’action climatique est si la quasi-totalité de l’électricité utilisée provient de sources neutres en carbone.

Plus rentable au fil du temps

« Malgré cette limitation et le coût fondamentalement élevé du CCU, il peut y avoir des régions du monde où cela a du sens. Par exemple, où une grande quantité d’électricité renouvelable est produite et où il n’y a pas de CO approprié2 sites de stockage », déclare Becattini.

Les chercheurs de l’ETH ont calculé les coûts des différentes options pour l’aviation neutre en carbone non seulement à l’heure actuelle, mais aussi pour la période allant jusqu’en 2050. Ils s’attendent à ce que les technologies CCS et CCU deviennent moins chères à mesure que la technologie progresse et grâce aux économies d’échelle . Le prix du CO2 les émissions prélevées sous forme de taxes sur le carbone sont susceptibles d’augmenter. En raison de ces deux développements, les chercheurs s’attendent à ce que le CCS et le CCU deviennent plus rentables au fil du temps.

Infrastructure requise

Les chercheurs soulignent qu’il existe d’autres moyens de rendre les voyages aériens neutres en carbone. Par exemple, de nombreuses recherches sont en cours sur les aéronefs fonctionnant à l’électricité ou à l’hydrogène. Mazzotti dit que si ces efforts doivent être pris au sérieux, les deux approches présentent des inconvénients. D’une part, les aéronefs à propulsion électrique ne sont probablement pas adaptés aux vols long-courriers en raison du poids de leurs batteries. Et avant que l’hydrogène puisse être utilisé comme carburant, l’avion et son infrastructure d’approvisionnement devront être complètement développés et construits à partir de zéro. Étant donné que ces approches sont actuellement encore en phase de développement, avec de nombreuses questions encore ouvertes, les scientifiques de l’ETH ne les ont pas incluses dans leur analyse et se sont plutôt concentrées sur les carburants liquides de remplacement.

Cependant, les chercheurs soulignent que le CSC nécessite également une infrastructure. Les endroits où le CO2 peut être capturé efficacement et où il peut être stocké peut être éloigné, ce qui rend l’infrastructure de transport pour le CO2 nécessaire. La science, l’industrie et la politique devront travailler dur dans les années à venir pour planifier et construire cette infrastructure – pas seulement pour le CO2 de l’aviation, mais aussi pour les émissions d’autres secteurs à forte intensité de carbone tels que la chimie ou le ciment.


Comment l’industrie chimique peut atteindre les objectifs climatiques

Plus d’information: Viola Becattini et coll. Rôle du captage, du stockage et de l’utilisation du carbone pour permettre un secteur de l’aviation à émissions nettes de CO2 nulles, Recherche en chimie industrielle et en génie (2021). DOI: 10.1021 / acs.iecr.0c05392

Citation: Comment allons-nous parvenir à un vol neutre en carbone à l’avenir? (2021, 13 janvier) récupéré le 13 janvier 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-01-carbon-neutral-flight-future.html

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