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Claude Lorius : CO2 et réchauffement climatique

J’ai appris avec beaucoup de tristesse le 24 mars 2023 le décès à 91 ans du glaciologue Claude Lorius. Il a été l’un des premiers à établir le rôle du dioxyde de carbone (CO2) dans le réchauffement climatique.

Ce sont 22 campagnes en Antarctique qui ont fait comprendre à Claude Lorius qu’il était possible de reconstituer à la fois l’évolution des températures et la présence de gaz à effet de serre dans l’atmosphère à la même époque.

Dès les années 1960, Claude Lorius s’est intéressé aux bulles d’air qui sont prisonnières des carottes de glace les plus profondes, et donc très anciennes, Ce sont ces bulles d’air que l’on peut voir dans les parois du tunnel qui conduit à la grotte taillée dans la Mer de Glace.

(Photo: C. Grandpey)

Ces sortes de capsules temporelles ont conservé un peu de l’atmosphère de l’époque où la neige, tassée, s’est transformée en glace. Il est ainsi possible de comparer l’évolution de la composition de l’atmosphère à celle du climat. En analysant ces bulles d’air emprisonnées dans la glace, les scientifiques ont observé que le taux de gaz carbonique avait brusquement augmenté à partir du 19ème siècle en même temps que le climat se réchauffait.

Dans les années 1980, Claude Lorius, Jean Jouzel et leurs équipes, en étudiant des glaces retrouvées jusqu’à deux kilomètres de profondeur, en Antarctique, ont réussi à reconstituer l’histoire des relations entre les gaz à effet de serre et la température à la surface de la terre sur 160 000 années. Ils ont pu constater une montée parallèle des courbes de CO2 et de température après la révolution industrielle. Ce parallélisme est parfaitement visible lorsque l’on compare la Courbe de Keeling et celle qui montre l’évolution des températures dans le temps.

 

(Extrait de ma conférence « Glaciers en péril »)

En 1987, Claude Lorius mettait en garde dans la revue Nature sur les conséquences du réchauffement climatique : « La planète devrait sensiblement se réchauffer au cours du 21ème siècle, au risque d’affecter les ressources en eau, l’agriculture, la santé, la biodiversité et, d’une façon générale, les conditions de vie des humains… »

Source : France Info, Futura Sciences.

Regardez cette interview de Claude Lorius; elle est passionnante :

La vie et le travail de Claude Lorius sont racontées dans le documentaire de Luc Jacquet La Glace et le Ciel qui a été projeté pour la première fois en clôture du Festival de Cannes 2015. Le film apporte une réflexion sur l’environnement et le rôle des hommes dans le changements climatique. Vous pourrez voir la bande-annonce du film en cliquant sur ce lien :

https://www.youtube.com/watch?v=wwbQRI6FU9g

Image extraite de la bande-annonce

Dernier rapport du GIEC : mesures insuffisantes contre le réchauffement climatique // IPCC’s latest report : insufficient measures to fight global warming

Le Groupe Intergouvernemental d’Experts sur l’Evolution du Climat (GIEC) a publié le 20 mars 2023 la synthèse de son sixième rapport. Sans surprise, il ressort que « les tendances actuelles ne sont pas du tout compatibles avec la stabilisation du réchauffement climatique. […] Des efforts ont été faits, mais ils n’atteignent pas l’échelle suffisante pour une baisse suffisamment rapide des émissions de gaz à effet de serre. « 

Comme je le fais régulièrement, le GIEC rappelle lui aussi que la concentration du CO2 dans l’atmosphère est « la plus élevée depuis au moins 2 millions d’années ». Cela a provoqué un réchauffement de la température moyenne sur Terre de +1,1°C par rapport à la période 1850-1900, ainsi qu’une hausse du niveau de la mer de 20 centimètres entre 1901 et 2018. Il n’est donc pas étonnant que l’on assiste à de plus en plus d’événements météorologiques extrêmes, avec des effets de plus en plus dangereux sur la nature et les populations dans toutes les régions du monde..

Pour faire face à ce réchauffement, les plans d’adaptation et les politiques d’atténuation des émissions de gaz à effet de serre se sont multipliés dans tous les secteurs et toutes les régions du monde. Toutefois, selon le GIEC, « le rythme et l’ampleur des mesures prises jusqu’à présent, ainsi que les projets actuels, sont insuffisants. » Alors que les émissions de gaz à effet de serre devraient baisser dès maintenant pour maintenir le réchauffement à +1,5°C, elles ont continué d’augmenter.

De nombreux pays ont déclaré leur intention d’atteindre la neutralité carbone au milieu du siècle, mais peu de politiques sont en place actuellement pour tenir cette promesse. Si cette situation devait persister, elle nous ferait franchir la barre des +1,5°C au cours du siècle et nous conduirait vers un réchauffement de 3,2°C en 2100.

Le rapport du GIEC explique que certains effets du réchauffement climatique se manifesteront sur le très long terme. On peut lire que l’élévation du niveau de la mer « est inévitable pendant des siècles, voire des millénaires, en raison de la poursuite du réchauffement des océans profonds et de la fonte des calottes glaciaires, et le niveau de la mer restera élevé pendant des milliers d’années. La hausse pourrait atteindre 2 à 3 mètres dans les 2000 prochaines années si le réchauffement est maintenu en-dessous de 1,5°C, et 2 à 6 mètres pour un réchauffement limité à 2°C. Avec une température moyenne globale à +2°C, « les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique occidental disparaîtront presque complètement et de manière irréversible sur plusieurs millénaires. »

Le rapport du GIEC fait également état du déséquilibre dans la responsabilité et l’exposition aux conséquences du réchauffement climatique. En effet, ce sont les communautés vulnérables, qui ont historiquement le moins contribué au changement climatique actuel, qui sont touchées de manière disproportionnée. On ne peut que regretter la réticence des Etats industrialisés à accorder des compensations à ces populations (elles représentent 3,3 à 3,6 milliards de personnes) lors des dernières COP.. Le rapport précise qu' »au cours de la dernière décennie, les décès dus aux inondations, aux sécheresses et aux tempêtes ont été 15 fois plus nombreux dans les régions très vulnérables. »

Dans son rapport, le GIEC répète que la décennie en cours est « essentielle » pour lutter contre le réchauffement climatique. Si l’on veut le limiter à +1,5°C, il faudrait avoir réduit de 48% nos émissions de CO2 d’ici 2030 par rapport aux niveaux de 2019. Sans cela, le réchauffement climatique menacera de plus en plus les écosystèmes, la biodiversité, les moyens de subsistance, la santé et le bien-être des actuelles et futures générations.

Parmi les solutions pour améliorer la situation, le GIEC cite en premier lieu la transition « des énergies fossiles vers des sources non ou peu émettrices en gaz à effet de serre », mettant en avant l’énergie solaire et l’éolien. Il évoque également – entre autres – une transition vers une alimentation plus végétale, la reforestation, mais aussi la mise en place d’outils financiers, comme « supprimer les subventions aux énergies fossiles ».

L’intégralité du rapport (en anglais) peut être lue en cliquant sur ce lien :

https://www.ipcc.ch/

Confirmant le rapport du GIEC, on apprend que la température moyenne sur les 12 premiers jours de mars 2023 a atteint les niveaux les plus élevés sur cette période depuis mars 2016, année où un épisode El Niño exceptionnel avait conduit la température globale à des niveaux record.

On peut d’ores et déjà dire que mars 2023 sera l’un des mois de mars les plus chauds des annales.

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The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) published the summary of its sixth report on March 20th, 2023. Unsurprisingly, it emerges that « current trends are not at all compatible with the stabilization of global warming. […] Efforts have been made, but they do not reach the sufficient scale for a sufficiently rapid decline in greenhouse gas emissions.”
As I do regularly, the IPCC also recalls that the concentration of CO2 in the atmosphere is « the highest for at least 2 million years ». This caused an average temperature rise on Earth of +1.1°C compared to the period 1850-1900, as well as a rise in sea level of 20 centimeters between 1901 and 2018. It is therefore not no wonder we are witnessing more and more extreme weather events, with increasingly dangerous effects on nature and people in all parts of the world.
To cope with this warming, adaptation plans and policies for mitigating greenhouse gas emissions have multiplied in all sectors and all regions of the world. However, according to the IPCC, « the pace and scale of action taken so far, as well as current plans, are insufficient. » While greenhouse gas emissions were expected to drop now to keep warming to +1.5°C, they have continued to rise.
Many countries have declared their intention to achieve carbon neutrality by mid-century, but few policies are currently in place to deliver on this promise. If this situation were to persist, it would take us beyond the +1.5°C mark during the century and lead us to a warming of 3.2°C in 2100.
The IPCC report explains that some effects of global warming will be seen in the very long term. Sea level rise « is inevitable for centuries, if not millennia, due to continued warming of deep oceans and melting ice caps, and sea levels will remain high for thousands of years. The rise could reach 2 to 3 meters in the next 2000 years if the warming is kept below 1.5°C, and 2 to 6 meters for a warming limited to 2°C. global average temperature at +2°C, « the ice sheets of Greenland and West Antarctica will disappear almost completely and irreversibly over several millennia. »
The IPCC report also mentions the imbalance in responsibility and exposure to the consequences of global warming. Indeed, it is vulnerable communities, which have historically contributed the least to current climate change, that are disproportionately affected. We can only regret the reluctance of industrialized States to grant compensation to these populations (they represent 3.3 to 3.6 billion people) during the last COPs. The report specifies that « over the last decade, deaths from floods, droughts and storms were 15 times higher in highly vulnerable regions. »
In its report, the IPCC repeats that the current decade is « essential » in the fight against global warming. If we want to limit it to +1.5°C, we should reduce our CO2 emissions by 48% by 2030 compared to 2019 levels. Without this, global warming will increasingly threaten ecosystems. , biodiversity, livelihoods, health and well-being of current and future generations.
Among the solutions to improve the situation, the IPCC cites in the first place the transition « from fossil fuels to sources with little or no greenhouse gas emissions », highlighting solar and wind energy. He also mentions – among other things – a transition to a more plant-based diet, reforestation, but also the implementation of financial tools, such as “removing fossil fuel subsidies”.
The full report can be read by clicking this link:
https://www.ipcc.ch/

Confirming the IPCC report, we learn that the average temperature over the first 12 days of March 2023 has reached the highest levels over this period since March 2016, when an exceptional El Niño episode drove global temperature to record highs. .
We can already say that March 2023 will be one of the hottest months of March on record.

De toute évidence, les glaciers et la banquise vont continuer à fondre… (Photo: C. Grandpey)

Le stockage du gaz carbonique : une solution au réchauffement climatique ? // CO2 storage : a solution to global warming?

Je ne cesse de le répéter : les concentrations de gaz carbonique (CO2) dans l’atmosphère sont en hausse constante. Elles ont atteint des niveaux encore jamais observés depuis que les mesures sont effectuées. Le CO2 est l’un des principaux gaz à effet de serre qui provoquent le réchauffement du climat sur notre planète. Plusieurs projets ont vu le jour pour essayer de réduire les émissions de CO2 et, par voie de conséquence, leurs concentrations.

L’Islande est bien connue pour ses efforts de capture du dioxyde de carbone. Dans plusieurs notes sur ce blog (17 juin 2016 ; 26 avril, 22 mai 2021, 5 octobre 2021, par exemple), j’ai décrit le projet CarbFix dont l’objectif est d’injecter du CO2 sous terre et de le stocker dans le basalte. Le 9 septembre 2021, la société suisse Climeworks a mis en service 96 turbines à la centrale Orca.
Depuis 2022 en Islande, la nouvelle centrale géothermique de Hellisheiði capte 36 000 tonnes de dioxyde de carbone directement dans l’atmosphère. Cela s’ajoute aux 4 000 tonnes déjà capturées par l’usine Orca, qui a commencé a être opérationnelle en septembre 2021.
Une fois capturé, le dioxyde de carbone est dissous dans l’eau, injecté dans le sol et transformé en pierre, ce qui l’élimine définitivement de l’atmosphère.

Le 8 mars 2023, le Danemark a inauguré en mer du Nord un premier site de stockage de dioxyde de carbone importé de l’étranger. Le projet « Greensand » est situé à Esbjerg, dans le sud-ouest du pays. Le CO2 sera stocké sous la mer du Nord dans un ancien gisement de pétrole. Selon l’Agence de la transition écologique (ADEME), le but du projet est de l’enfouir « dans une formation géologique pour éviter qu’il soit présent dans l’atmosphère ». Le processus est réalisé en trois étapes : le captage, le transport de CO2 puis son stockage géologique.

Pour capturer le dioxyde de carbone, la technique mise en œuvre à l’échelle industrielle consiste à utiliser des solvants pour extraire le gaz à effet de serre des fumées après une combustion. Le transport de ce CO2 vers son site de stockage peut ensuite être réalisé en train, en bateau ou par canalisation.

Plusieurs sites sont possibles pour le stockage géologique du CO2, comme d’anciens réservoirs d’hydrocarbure (comme pour le projet « Greensand »), des veines de charbon, ou encore des aquifères salins constitués de roches poreuses ou fissurées et qui contiennent de l’eau salée.

Dans le cadre du projet « Greensand », le CO2 est liquéfié et acheminé par mer vers la plate-forme Nini West, située en mer du Nord. Il est ensuite introduit sous terre via une plate-forme offshore existante et un puits dédié à cet effet. Le dioxyde de carbone est alors stocké de manière permanente à 1 800 mètres de profondeur sous la mer du Nord, dans un réservoir de grès.

Selon les acteurs du projet, « Greensand » devrait permettre, à l’horizon 2025 et 2026, de stocker 1,5 million de tonnes de CO2 par an. L’objectif est d’atteindre un stockage de 8 millions de tonnes de CO2 par an en 2030, soit environ 13% des émissions de CO2 annuelles du Danemark.

Ce dernier chiffre est très révélateur et montre les limites du projet « Greensand ». En effet, la technologie ne résoudra pas le réchauffement climatique car elle ne peut pas être déployée une échelle suffisante, que ce soit dans le temps ou géographiquement. Il a été démontré que si nous voulions reprendre dans l’air la totalité de nos émissions de CO2, il faudrait y consacrer toute la production d’électricité mondiale et que celle-ci soit décarbonée.

Le GIEC a fait remarquer que ces différents projets de stockage du gaz carbonique sont louables, mais la vraie solution réside dans la réduction drastique de nos émissions de gaz à effet de serre.

De son côté, l’ADEME évoque le « potentiel limité » de ces techniques de stockage du gaz pour « réduire les émissions industrielles » en France. « 

Source : France Info, ADEME, presse islandaise.

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I keep saying it: carbon dioxide (CO2) concentrations in the atmosphere are steadily rising. They have reached levels never seen since the measurements were made. CO2 is one of the main greenhouse gases that cause global warming on our planet. Several projects have emerged to try to reduce CO2 emissions and, consequently, their concentrations.
Iceland is well known for its carbon dioxide capture efforts. In several posts on this blog (June 17, 2016; April 26, May 22, 2021, October 5, 2021, for example), I described the CarbFix project, the goal of which is to inject CO2 underground and store it in the basalt. On September 9, 2021, the Swiss company Climeworks commissioned 96 turbines at the Orca power plant.
Since 2022 in Iceland, the new Hellisheiði geothermal power plant has captured 36,000 tonnes of carbon dioxide directly from the atmosphere. This is in addition to the 4,000 tonnes already captured by the Orca plant, which started operating in September 2021.
Once captured, the carbon dioxide is dissolved in water, injected into the ground, and turned into stone, removing it from the atmosphere permanently.

On March 8, 2023, Denmark inaugurated in the North Sea a first storage site for carbon dioxide imported from abroad. The « Greensand » project is located in Esbjerg, in the southwest of the country. The CO2 will be stored under the North Sea in a former oil field. According to the Ecological Transition Agency (ADEME), the goal of the project is to bury the gas « in a geological formation to prevent it from being present in the atmosphere ». The process is carried out in three stages: capture, transport of CO2 and then its geological storage.
To capture carbon dioxide, the technique implemented on an industrial scale consists in using solvents to extract the greenhouse gas from the fumes after combustion. The transport of this CO2 to its storage site can then be performed by train, boat or pipeline.
Several sites are possible for the geological storage of CO2, such as former hydrocarbon reservoirs (as for the « Greensand » project), coal seams, or even saline aquifers made up of porous or fissured rocks and which contain ‘salt water.
As far as the « Greensand » project ix concerned, the CO2 is liquefied and transported by sea to the Nini West platform, located in the North Sea. It is then introduced underground via an existing offshore platform and a well dedicated to this purpose. The carbon dioxide is then permanently stored 1,800 meters deep under the North Sea, in a sandstone reservoir.
According to those involved in the project, « Greensand » is expected, by 2025 and 2026, to store 1.5 million tonnes of CO2 per year. The goal is to achieve a storage of 8 million tonnes of CO2 per year in 2030, or around 13% of Denmark’s annual CO2 emissions.
This last figure is very revealing and shows the limits of the « Greensand » project. Indeed, the technology will not solve global warming because it cannot be deployed on a sufficient scale, either in time or geographically. It has been shown that if we wanted to capture all of our CO2 emissions from the air, we would have to devote all of the world’s electricity production to it, provided it is decarbonized.
The IPCC has pointed out that these various carbon dioxide storage projects are laudable, but the real solution lies in drastically reducing our greenhouse gas emissions.
For its part, ADEME evokes the « limited potential » of these gas storage techniques to « reduce industrial emissions » in France.  »
Source: France Info, ADEME, Icelandic press.

Usine de stockage du CO2 en Islande (Crédit photo: Climeworks)

Les émissions de CO2 ralentissent, mais pas les concentrations

Selon les chiffres de l’Agence Internationale de l’Energie (AIE), les émissions mondiales de CO2 liées à l’énergie ont encore augmenté de 321 millions de tonnes (+0,9%) en 2022, pour atteindre un nouveau record de 36,8 gigatonnes. Toutefois, la hausse est moins élevée qu’attendu, notamment grâce à l’essor des énergies et technologies vertes. Selon l’Agence, 550 millions de tonnes de CO2 ont été évitées par les infrastructures d’énergies bas carbone en 2022. En Europe, pour la première fois, la production d’électricité à partir de l’éolien et du solaire photovoltaïque combinés a dépassé celle du gaz ou du nucléaire.

Malgré les progrès, l’AIE explique que l’essor des technologies dites « vertes » est encourageant, mais les émissions dues à l’énergie gardent « une trajectoire de croissance insoutenable », alimentant le dérèglement du climat. Les émissions générées par la combustion du charbon ont augmenté de 1,6%, portées par la consommation en Asie et en Europe où il est venu remplacer le gaz devenu trop cher.

Si l’on observe la hausse des émissions de CO2 à l’échelle des régions, c’est l’Asie, hors Chine, qui a vu ses émissions croître le plus (+4,2%), tirée par sa croissance économique. Concernant la Chine, le chiffre reste stable sur un an (-0,2%). Les États-Unis ont également vu leurs émissions augmenter avec +0,8% en 2022, en raison notamment d’une forte hausse de la demande énergétique liée aux températures extrêmes qu’a connu le pays. L’Europe, quant à elle, a vu ses émissions reculer de 2,5%.

Source : AIE.

Quand on parle du réchauffement climatique, il est bien sûr intéressant d’observer l’évolution des émissions de CO2, mais il faut toujours garder un œil sur les concentrations de ce gaz dans l’atmosphère. Or, les chiffres ne sont pas bons. L’augmentation moins forte que prévu des émissions ne s’est pas accompagnée d’une baisse ou d’une stabilité des concentrations. Il suffit de regarder la Courbe de Keeling pour s’en rendre compte. Les derniers relevés en date du 28 février 2023 font état de 421,23 parties par million (ppm), ce qui est considérable. A la même époque de l’année en 2022, on relevait 419,28 ppm !

 

Courbe de Keeling sur un an

Courbe de Keeling de 1700 à nos jours

J’avais attiré l’attention sur cette différence entre les émissions et les concentrations de CO2 au cours de la pandémie de COVID-19. L’économie tournant au ralenti, les émissions de gaz carbonique avaient chuté, mais dans le même temps les concentrations continuaient de croître.

Comme me le faisait remarquer un jour Jean-Louis Etienne, à supposer que l’on arrête par un coup de baguette magique les émissions de CO2, il faudra des décennies – peut-être un siècle – avant que l’atmosphère terrestre retrouve un semblant de pureté.