vignette|400px|Représentation schématique de certains moyens de stocker le dioxyde de carbone.
La séquestration du dioxyde de carbone, appelée plus simplement piégeage du carbone ou séquestration du carbone est le stockage à long terme du dioxyde de carbone hors de l'atmosphère.
Elle est réalisée de manière naturelle par des processus biologiques et géologiques. Elle peut également être réalisée par l'action humaine, via des processus biologiques ou des procédés industriels, et est alors connue sous le nom anglais (CDR) ou sous le terme d'émissions négatives. C'est l'une des techniques et mesures envisagées pour atteindre les engagements climatiques et énergétiques de la communauté internationale (Accord de Paris). Pour cela, selon le scénario « technologies propres » (CTS) de l'Agence internationale de l'énergie, il faut stocker dans le monde (gigatonnes de dioxyde de carbone) entre 2015 et 2060.
Le prélèvement du peut être réalisé dans l'atmosphère ou directement à la source d'émission, par des procédés industriels, notamment en sortie d'usines ou de sites de production d'énergie.
Une alternative à la séquestration du est sa valorisation. On parle alors de « captage et valorisation du dioxyde de carbone » (en anglais « CCUS », acronyme de ), qui vise à stocker puis à utiliser ou réutiliser le capté.
Modes de séquestration vignette|Séquestration par les forêts. On distingue trois grands modes de séquestration : la séquestration biologique, qui s'appuie sur des processus biologiques permettant de capter et stocker le atmosphérique dans le cadre du cycle du carbone. Sur le très long terme, elle permet la formation des vastes gisements de charbon et de pétrole enfouis dans le sol. La lente séquestration biologique naturelle peut être renforcée par l'intervention humaine comme l'enfouissement du bois (wood vaulting) et ainsi produire des ; la capture et séquestration industrielle (ou artificielle) du atmosphérique, qui permet des émissions négatives : bioénergie avec captage et stockage de dioxyde de carbone (BECCS), capture du dioxyde de carbone dans l'air (DAC) ; la séquestration industrielle (ou artificielle) à la source, qui consiste soit à capter le industriel à son point d'émission (centrale électrique, cimenterie, aciérie…), à le concentrer et le transporter vers un site géologique adéquat pour son stockage (c'est la séquestration géologique du dioxyde de carbone). La séquestration à la source réduit les émissions atmosphériques mais ne constitue pas des émissions négatives.
Le terme anglophone carbon dioxide removal (CDR), qui correspond également à la notion d'« émissions négatives » (de ), désigne quant à lui le retrait par l'être humain, via des processus biologiques (stockage dans les puits naturels de carbone via la reforestation, un changement des pratiques agricoles, etc.) ou des procédés industriels (bioénergie avec captage et stockage de dioxyde de carbone, capture du dioxyde de carbone dans l'air…) du présent dans l'atmosphère..
La séquestration naturelle s'appuie sur la capacité des organismes vivants à synthétiser des molécules organiques, à partir de atmosphérique ou en recyclant de la matière organique préexistante, et à stocker cette matière (puits de carbone). Ce processus, complémentaire de la séquestration géologique, est adapté aux sources d'émissions diffuses (transports, habitat). La séquestration naturelle est un enjeu important pour la protection et la stabilité du climat.
La séquestration artificielle est une des pistes explorées par divers chercheurs, entreprisesLa société américaine Planktos espérait fin 2007 pour 5 euros piéger de carbone (théoriquement vendable 70 euros sur le marché) en épandant du fer dans l'océan, mais l'efficacité du processus n'a pas été à la hauteur (30 à 50 fois moins que prévu par l'entreprise). Source : ., agences et États pour atténuer les effets du réchauffement climatique et notamment dans le cadre du protocole de Kyoto. D'après le Haut conseil pour le climat (HCC), la capture du est un moyen nécessaire pour atteindre les objectifs de limitation du réchauffement climatique et la neutralité carbone, en particulier en ce qui concerne les émissions résiduelles, c'est-à-dire celles qui ne sont plus susceptibles d'être réduites davantage..
Séquestration naturelle
La séquestration naturelle se fait dans un puits de carbone comme les océans. ( dissous et fixé dans des organismes photosynthétiques : algues planctoniques, bactéries photosynthétiques), les forêts (au-dessus et en dessous du sol : système racinaire, humus), et, dans une moindre mesure, les prairies et le reste du couvert végétal, qu'il soit naturel ou sous conduite humaine (pâturages, cultures, jardins).
Compte tenu de l'intrication des menaces sur le climat et la biodiversité, l'Union internationale pour la conservation de la nature préconise le recours à des solutions fondées sur la préservation ou la restauration des écosystèmes, notamment les forêts...
Séquestration du carbone dans les sols
Le sol stocke plus de carbone terrestre que la somme des puits de carbone atmosphérique et végétal. La plus grande densité de ce carbone séquestré se trouve dans les sols des prairies...
Quatre acteurs clés interviennent dans ce processus. : les litières végétales (feuilles, plantes et racines mortes) ; les micro-organismes saprotrophes libres, qui se nourrissent exclusivement de matière organique morte ; les champignons mycorhiziens, qui vivent en symbiose avec les racines de certaines plantes ; les animaux détritivores du sol (vers de terre, cloportes, collembolles et mille-pattes), qui se nourrissent des déchets végétaux.
Les pratiques culturales sans labour, en présence de paillage, visent à maintenir la séquestration de matière organique riche en carbone dans le sol. Cette pratique empêche l'exposition du sol à l'oxygène atmosphérique, la lixiviation et l'érosion. L'arrêt du labour encouragerait la prédation des fourmis sur les termites mangeurs de bois, permettrait aux mauvaises herbes de régénérer le sol et aiderait à ralentir les ruissellements sur les terres..
Séquestration du carbone par les océans
Le carbone bleu fait référence au dioxyde de carbone retiré de l'atmosphère par les écosystèmes océaniques côtiers du monde, principalement les mangroves, les marais salants, les herbiers marins et potentiellement les macroalgues, par la croissance des plantes et l'accumulation et l'enfouissement de matière organique dans le sol...
Séquestration du carbone par les forêts vignette|Le microbiote du sol contribue fortement à la séquestration du carbone dans la végétation et les sols des forêts qui couvrent près d'un tiers de la surface émergée de la planète. La végétation des forêts stocke près de la moitié du réservoir de carbone terrestre et leurs sols 11 %., ces deux réservoirs piégeant annuellement 30 % des émissions de dioxyde de carbone provenant de la combustion des combustibles fossiles..
Les forêts du monde contiennent plus de carbone que l’ensemble de l’atmosphère,
Longtemps nommée « poumon vert de la planète » (l'image est un contre-sens car un poumon consomme de l'oxygène et rejette du ), la forêt amazonienne émettrait aujourd'hui plus de que d', en raison de la déforestation et du réchauffement climatique..
Séquestration par l'arbre urbain et les « forêts urbaines » vignette|300px|La ville de Hangzhou (Chine) a une forêt urbaine qui absorbe en moyenne de carbone par hectare et par an et aurait séquestré de carbone par hectare jusqu'en 2010.
Les végétaux présents dans le milieu urbain contribuent aussi à piéger du dioxyde de carbone. Différentes études ont été menées pour mesurer la quantité de gaz concernée, notamment en Chine et aux États-Unis.
En 2010, une étude. a par exemple cherché à quantifier le stockage du carbone et la séquestration permise par certaines forêts urbaines au regard des émissions de carbone venant de la consommation d'énergies fossiles par les sources industrielles de Hangzhou, en Chine). Les données d'inventaire des forêts urbaines, via des équations basées sur le volume de biomasse, et le calcul de l'accroissement annuel et via une modélisation de la productivité primaire nette (PPN), des estimations de carbone stocké ont été faites.
Le carbone total stocké par les forêts urbaines de Hangzhou a ainsi été estimé à (soit environ de carbone par hectare en moyenne). La séquestration du carbone par les forêts urbaines était de 1.33 Mt/an, soit une séquestration par hectare de de carbone par hectare et par an. Or, les émissions industrielles de étaient pour Hangzhou de .
Dans ce cas, les forêts urbaines semblent donc capables de compenser par séquestration chaque année 19 % de la quantité de carbone émise par la combustion d'énergies fossiles par l'industrie locale. Ce taux de carbone séquestré pourrait encore être amélioré par des pratiques de gestion adaptées.
Une étude. publiée en 2011, du même type, utilisant aussi des images haute définition (Images d'), et intégrant une évaluation de la valeur monétaire et compensatoire du carbone stocké (au regard du marché du carbone) a été fait à Shenyang (Liaoning, Chine), ville très industrialisée du nord de la Chine peu boisée. La surface boisée était de (5,76 millions d'arbres et 569 arbres par hectare en moyenne), couvrant 22 % de la superficie totale du site d'étude (intérieur du routier périphérique de Shenyang). Le statut de ces boisements était une conservation d'intérêt écologique ou d'intérêt social dans le texte. sur près de 50 % de l'aire d'étude ; (environ 10 % du total et avec la plus grande densité d'arbres ; 905 ± 133 tiges/ha) étaient destinés à l'exploitation du bois.
Selon les calculs des auteurs, ces forêts urbaines (anciennes ou récemment plantées aux abords du périphérique, abritant 120 espèces d'arbres et 53 espèces de buissons, les espèces les plus communes étant le peuplier du Canada (Populus ×canadensis, Moench), le saule matsudana Salix matsudana (à croissance rapide), et l'orme de Sibérie Ulmus pumila) peuvent réellement jouer un rôle en matière de stockage de carbone, avec environ de carbone actuellement stocké par an (pour une valeur estimée de 13,88 millions de dollars), et avec un taux de séquestration du carbone de (équivalent à 1,19 million de dollars).
Le carbone stocké par la forêt périurbaine correspond à 3,02 % des émissions annuelles de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles. La séquestration du carbone pourrait ainsi compenser 0,26 % des émissions annuelles de carbone de Shenyang. L'étude montre aussi que le stockage de carbone et le taux de séquestration varient fortement selon le type de forêt urbaine (essences, sol, composition en espèces, structure forestière et classes d'âge), et qu'il pourrait être amélioré par une gestion adaptée.