Biochar en Chine : des cultures bioénergétiques sur des terres agricoles abandonnées pour éliminer le CO2

Le biochar est depuis longtemps perçu comme une solution climatique prometteuse, mais difficile à déployer à grande échelle. Le principe est pourtant clair : transformer de la matière végétale en une forme stable, riche en carbone, puis l’incorporer aux sols, où ce carbone peut rester piégé pendant des décennies, voire des siècles.

Le principal frein a été l’approvisionnement. Il n’y a souvent pas assez de biomasse résiduelle, aux bons endroits, pour que le biochar fonctionne à grande échelle.

De nouvelles recherches indiquent que la Chine pourrait dépasser cette limite en cultivant des cultures bioénergétiques sur des terres agricoles abandonnées, puis en les convertissant en biochar. Si l’approche se confirme, elle pourrait rendre le biochar à la fois extensible et nettement plus abordable que de nombreuses stratégies concurrentes d’élimination du carbone.

« Nos travaux montrent que l’intégration de cultures bioénergétiques dans le système peut en accroître considérablement le potentiel tout en maintenant des coûts faibles », a déclaré Wei Li, auteur correspondant de l’Université Tsinghua.

Les avantages carbone clés du biochar

Beaucoup de concepts d’élimination du carbone sont soit coûteux, soit complexes, ou les deux. Certains reposent sur de grandes installations industrielles, des quantités importantes d’électricité, un stockage souterrain de longue durée, ou encore des systèmes de surveillance qui compliquent une montée en charge rapide.

Le biochar se distingue. Pendant leur croissance, les plantes captent du CO2 dans l’air. La pyrolyse convertit ensuite une partie de ce carbone végétal en une forme plus résistante et plus stable. Ce carbone est alors stocké dans les sols au lieu de repartir dans l’atmosphère.

L’intérêt ne se limite pas au climat, ce qui aide aussi à le justifier. Le biochar peut augmenter le carbone organique des sols, favoriser la rétention des nutriments et, dans certains cas, réduire des émissions de gaz à effet de serre comme le protoxyde d’azote.

Autrement dit, l’investissement ne porte pas seulement sur l’élimination du carbone : il peut aussi contribuer à améliorer les performances agricoles et à diminuer certaines pollutions liées aux pratiques agricoles.

Le grand problème d’approvisionnement du biochar

Aujourd’hui, la majorité du biochar s’appuie sur des résidus agricoles et forestiers. C’est pratique parce que la biomasse est déjà disponible, mais cela plafonne mécaniquement le potentiel de déploiement du biochar.

Ces résidus sont en outre dispersés sur le territoire, et transporter des volumes importants de matière végétale sur de longues distances devient rapidement coûteux.

Cette nouvelle étude pose donc une question centrale : et si le biochar n’était pas limité aux « restes » ? Et si l’on pouvait créer une source de biomasse fiable en cultivant des cultures énergétiques spécifiquement pour cet usage, sans entrer en concurrence avec l’alimentation ? C’est là qu’interviennent les terres agricoles abandonnées.

Tester le biochar à grande échelle

L’équipe a évalué ce système « cultures + biochar » en intégrant des contraintes concrètes. Parmi elles : l’emplacement des centrales biomasse en Chine, les réseaux de transport et des conditions réalistes de chaîne d’approvisionnement.

Selon leur estimation, le recours à des cultures bioénergétiques cultivées sur des terres agricoles abandonnées pourrait permettre environ 25.8 million tons de CO2 d’élimination par an via le biochar.

Ce chiffre n’a rien d’anecdotique. Il est aussi, à peu près, du même ordre de grandeur que ce que le biochar peut fournir à partir de résidus agricoles et forestiers, qui constituent traditionnellement la principale matière première.

L’idée n’est pas de remplacer les résidus, mais d’ajouter une deuxième source d’approvisionnement, afin que le biochar ne soit plus bridé par la disponibilité des intrants.

Décomposition des coûts

Un résultat retient particulièrement l’attention. L’étude estime que la production de biochar via cette approche intégrée revient à environ $9.6 par ton de CO2 éliminé.

Les chercheurs comparent ce résultat au BECCS (bioénergie avec capture et stockage du carbone), une voie d’élimination du carbone plus lourde en infrastructures.

Dans leur analyse, le BECCS est évalué à environ $90.9 par ton. Selon certaines configurations, il peut retirer un peu plus de carbone, mais il exige des équipements de capture coûteux, ainsi que des capacités de transport et de stockage. Cette combinaison de coûts et de complexité peut freiner un déploiement rapide à grande échelle.

« Le coût est un facteur déterminant pour un déploiement à grande échelle », ont écrit les auteurs.

« Le biochar se démarque parce qu’il fournit une élimination du carbone significative pour une fraction du coût des technologies alternatives. »

Pour des stratégies nationales d’élimination du carbone, cet écart de prix compte. C’est ce qui sépare un projet pilote d’une solution susceptible d’être largement déployée. »

Jusqu’où le biochar pourrait aller

L’étude examine aussi ce qui se passerait si le dispositif était optimisé et étendu. Cela impliquerait davantage de cultures énergétiques, un approvisionnement en biomasse renforcé, ainsi que la construction d’unités supplémentaires de pyrolyse là où cela a du sens.

Dans ce scénario de plafond haut, les chercheurs estiment que le biochar en Chine pourrait potentiellement atteindre jusqu’à 1.88 billion tons de CO2 d’élimination par an.

Il est évident que ce n’est pas une perspective à court terme : cela dépend de la disponibilité des terres, du développement des infrastructures et d’un soutien politique durable. Mais cela illustre que le biochar n’est pas condamné à rester une solution de petite taille.

Si les chaînes d’approvisionnement et les investissements s’alignent, il pourrait devenir un levier majeur plutôt qu’un simple complément de niche.

Le rôle des terres agricoles abandonnées

L’étude met en avant l’est et le nord-est de la Chine comme des zones au potentiel particulièrement élevé, en grande partie parce qu’elles associent ressources en biomasse et infrastructures déjà en place. C’est important, car les coûts de transport peuvent discrètement faire basculer l’économie d’un projet de biochar.

Le choix des terres agricoles abandonnées est également intentionnel. Les projets de bioénergie peuvent susciter des controverses lorsqu’ils entrent en concurrence avec la production alimentaire.

Le fait de cultiver des cultures énergétiques sur des terres sous-utilisées vise à réduire ce conflit et à rendre une montée en charge plus acceptable sur le plan politique.

Ce n’est pas une solution parfaite - une terre « abandonnée » peut malgré tout avoir une valeur écologique ou des usages locaux - mais c’est un point de départ plus réaliste que la conversion de terres agricoles productives.

Les freins à la montée en puissance du biochar

Les chercheurs se montrent optimistes, tout en reconnaissant que ce n’est pas du « prêt à l’emploi ». Déployer le biochar à grande échelle nécessiterait des investissements dans les infrastructures de pyrolyse, une meilleure intégration avec les systèmes énergétiques et agricoles existants, ainsi que des chaînes d’approvisionnement en biomasse fiables.

Les politiques publiques et les incitations des marchés du carbone joueraient aussi un rôle majeur, en donnant aux agriculteurs et aux entreprises des raisons d’adopter la pratique et de la maintenir dans la durée.

« Nos résultats suggèrent que le biochar, surtout lorsqu’il est associé à des cultures bioénergétiques, pourrait devenir une pierre angulaire des stratégies d’atténuation climatique », ont déclaré les chercheurs.

« Avec les bonnes politiques et les bons investissements, il a le potentiel d’apporter des bénéfices à la fois environnementaux et économiques. »

Perspectives pour le biochar

Cette étude repositionne le biochar : d’une bonne idée restée difficile à développer, il pourrait devenir une option capable de s’étendre fortement si l’approvisionnement en biomasse est traité comme le défi central.

Cultiver des cultures bioénergétiques sur des terres agricoles abandonnées pourrait faire changer d’échelle le biochar tout en gardant des coûts relativement faibles, du moins sur le papier.

Comme le biochar améliore également la santé des sols, il ne se limite pas à un outil climatique à usage unique. Il propose plutôt une stratégie d’élimination du carbone compatible avec des gains agricoles.

Si la Chine vise sérieusement la neutralité carbone et cherche des options à la fois abordables, extensibles et concrètes, ces travaux soutiennent fortement l’idée que le biochar mérite une attention accrue.