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La gazéification souterraine du charbon - bientôt dans le Wyoming ?

2 novembre 2011

Après des années de discussions, les choses commencent à se concrétiser : les développeurs sont regardent à la gazéification souterraine du charbon (" UCG ").UCG") dans le Wyoming. Certains peuvent considérer ces projets comme les premiers pas vers la production d'une énergie véritablement propre à partir du charbon, tandis que d'autres les perçoivent comme des expériences inutiles et risquées. Quelle est la vérité ? Explorons ces questions.

Tout d'abord, quelques faits désagréables. L'utilisation des combustibles fossiles a augmenté de façon spectaculaire dans le monde entier (le parc de centrales électriques au charbon de la Chine, dont la plupart ont été construites au cours des dix dernières années, est aujourd'hui deux fois plus important que le nôtre aux États-Unis) et semble devoir continuer à croître (rien qu'en Asie du Sud, 600 millions de personnes, soit environ deux fois la population des États-Unis, attendent d'avoir accès à l'électricité). Même au centre de l'Europe, l'Allemagne, dans sa hâte de sortir du nucléaire, envisage de construire plus d'énergie au charbon au lieu de. Et aux États-Unis, où l'utilisation du charbon a légèrement diminué, un autre combustible fossile ordinaire - le gaz naturel - a pris la relève, avec limité avantages en matière de gaz à effet de serre.

De nombreuses personnes soucieuses de l'environnement suggèrent que la civilisation devrait abandonner complètement les combustibles fossiles (et l'énergie nucléaire). Mais lorsque les experts font les mathématiquesils constatent que les propositions visant à alimenter la civilisation exclusivement avec le soleil, le vent et les vagues sont exactement ce à quoi elles ressemblent : des vacances au bord de la mer, et malheureusement pas une solution plausible à notre crise climatique mondiale. En Californie, une récente étude souligne la difficulté d'atteindre ne serait-ce qu'un objectif de réduction de 60 % des émissions de gaz à effet de serre grâce à l'utilisation massive d'énergies renouvelables, puisque le vent et le soleil doivent être complétés par du gaz naturel ou autre chose pendant les deux tiers de l'année où ils ne sont pas disponibles.

Dans ce contexte, la technologie du captage et du stockage du carbone (CSC) a un rôle important à jouer pour traiter les émissions de CO2 à la source, tout comme les épurateurs de soufre ont contribué à réduire les pluies acides dans le passé. Nous savons que le CSC fonctionnera avec les combustibles fossiles pour fournir de l'énergie de base, car les composants des systèmes de CSC sont les suivants systèmes de CSC sont utilisés à l'échelle commerciale depuis des décennies dans l'industrie. Malheureusement, le CSC augmente actuellement les coûts d'utilisation des combustibles fossiles, et les consommateurs sont généralement réticents à assumer ce fardeau supplémentaire, surtout en période de difficultés économiques. C'est là que la GUC entre en jeu.

La gazéification souterraine du charbon consiste à injecter de l'air (ou de l'oxygène) par un puits dans une veine de charbon profonde pour favoriser les réactions chimiques qui transforment le charbon en "gaz de synthèse" (un combustible gazeux contenant principalement de l'hydrogène et du monoxyde de carbone). Ce gaz de synthèse est ensuite extrait par d'autres puits et peut être utilisé pour alimenter une centrale électrique. Le CSC peut être appliqué à la GUC en éliminant le carbone du gaz de synthèse à l'aide de procédés classiques (pour en savoir plus, cliquez ici) et en séquestrant le CO2 de manière géologique (plus d'infos ici). Mais dans le cas de la GUC, les coûts peuvent être nettement inférieurs parce qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser des équipements de manutention et de traitement du charbon, de construire un gazéificateur massif en acier et que le gaz brut peut être considérablement plus propre au départ (un peu de soufre et une bonne partie des matières inorganiques peuvent rester sous terre, par exemple).

Bien que l'UCG soit une technologie nouvelle, les analyses préliminaires de CATF indiquent que le coût de production de l'électricité UCG AVEC CSC est proche du coût de production de l'électricité d'une centrale au charbon classique sans CSC. Notre analyse est résumée dans la figure ci-dessous. Si ces coûts s'avèrent exacts, l'utilisation du CSC pourrait changer la donne, en particulier dans les pays en développement.

L'UCG présente également d'autres avantages potentiels. Le charbon qui alimente le processus n'est pas exploité, ce qui réduit l'impact de la source d'énergie sur la surface. Et l'empreinte spatiale des opérations UCG pourrait être considérablement moins que l'empreinte nécessaire pour extraire une quantité équivalente d'énergie à partir du méthane de houille et d'autres technologies similaires. En outre, un projet UCG peut être un producteur net d'eau, par opposition à un consommateur net, selon les circonstances d'un projet individuel. Pour toutes ces raisons et bien d'autres encore, il y a lieu de penser que l'UCG pourrait être une voie très prometteuse et rentable vers un charbon plus propre.

L'UCG n'est cependant pas sans risque. Plusieurs douzaines de petits essais de ce type ont eu lieu depuis les années 1950 et, dans une poignée de cas, ils ont entraîné une contamination des eaux souterraines et un affaissement de la surface. Compte tenu de ces antécédents, les collectivités seront probablement prudentes face aux propositions de nouveaux projets d'UCG dans leur région. Mais plusieurs points sont importants ici : L'UCG ne peut pas donner lieu à des feux de charbon souterrains (à 1000 pieds ou plus sous la surface, seul l'oxygène fourni intentionnellement par un puits permet la combustion) ; correctement réalisée, l'UCG n'entraînera pas d'affaissement de la surface (en partie à cause de la profondeur) ; enfin, de nouvelles méthodes et technologies de sélection des sites et d'exploitation et de nouvelles technologies de sélection des sites et d'exploitation promettent une plus grande isolation du site (et donc une meilleure protection des eaux souterraines) que lors des essais précédents.

Il y a encore beaucoup à apprendre sur les projets pionniers de GUC dans le Wyoming. De nombreux risques et avantages dépendent des détails du site. La transparence de la part des promoteurs et des autorités chargées de délivrer les permis sera certainement importante pour les communautés locales qui évaluent les projets. Mais le tableau d'ensemble reste le même : si nous parvenons à faire baisser les coûts du CSC, nous aurons de bien meilleures chances d'empêcher le changement climatique. L'analyse du site CATF montre que le GUC, exploité en toute sécurité, pourrait constituer un élément essentiel de cet effort mondial.

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