Résoudre le problème du charbon en Chine

Lorsque William Latta est venu pour la première fois en Chine, en 2005, il avait l'intention de rechercher des sociétés à acquérir pour le géant français de l'électricité Alstom. Il a fini par créer le sien.

Je savais que le marché de l'environnement allait se développer, dit Latta. Je pensais que nous pouvions faire quelque chose contre le problème de pollution de la Chine et créer une entreprise rentable en le faisant.

La société fondée par Latta, LP Amina, utilise des dérivés d'ammoniac appelés amines pour réduire la pollution des cheminées des centrales au charbon, en particulier les oxydes de soufre et les oxydes d'azote. LP Amina a rejoint un éventail d'entreprises qui, au cours de la première décennie de ce siècle, ont entrepris un programme essentiel pour l'avenir du monde : nettoyer la vaste et sale industrie charbonnière de la Chine.

C'est une tâche monumentale et urgente. La Chine est le plus grand producteur et consommateur de charbon au monde, brûlant à peu près autant chaque année que le reste du monde réuni. Selon un étudier publié pour la première fois dans la revue médicale Le Lancet , 1,2 million de personnes meurent prématurément chaque année à cause de la pollution de l'air en Chine. C'est à peu près la population de Dallas qui meurt chaque année, principalement à cause du charbon. La pollution de l'air peut rendre les grandes villes comme Pékin et Shanghai presque invivables, et les mines de charbon géantes de l'intérieur ont ravagé des milliers de kilomètres carrés.

Un camion chargé de charbon à Pékin l'été dernier.

Ce n'est pas nouveau. Ce qui est moins compris, du moins en Occident, c'est que des entreprises comme LP Amina ont largement réussi, et que la volonté du gouvernement de freiner la pollution de l'air par les centrales au charbon progresse. Les niveaux de pollution dans de nombreuses grandes villes chinoises ont chuté de 2013 à 2014, selon Greenpeace, et ont chuté de près d'un autre tiers au premier trimestre de 2015. Les niveaux de PM 2,5, les particules mortelles qui contribuent à l'emphysème et à d'autres maladies respiratoires, a chuté de 31% dans la province du Hebei, qui comprend la région métropolitaine de Pékin, selon les chiffres gouvernementaux recueillis par le groupe environnemental. Le ciel de Pékin, Shanghai et Shenzhen, les mégapoles côtières les plus durement touchées par le smog de charbon, n'est pas exactement bleu, mais il devient moins gris. LP Amina et ses concurrents deviennent en fait victimes de leur propre succès. Notre activité est définitivement plus lente - nous serons deux fois moins importants cette année que nous l'étions la dernière, dit Latta.

Dans une large mesure, les améliorations sont dues à la répression du gouvernement contre la combustion du charbon pour le chauffage domestique et à la fermeture de petites centrales au charbon sales à proximité des grandes villes. Ils sont également dus au déploiement généralisé d'épurateurs et d'autres technologies antipollution qui sont depuis longtemps la norme en Occident. Selon certaines estimations, près de 90 % des centrales au charbon en Chine disposent désormais de contrôles de base contre la pollution. En ce qui concerne les polluants conventionnels dans les gaz de combustion, d'ici 2020, le niveau de conformité en Chine sera égal à celui des États-Unis ou de l'Europe, déclare Latta.

C'est une réalisation environnementale majeure, et qui n'a pas reçu suffisamment d'attention dans la presse occidentale. Mais cela laisse derrière lui un défi plus profond : les gaz à effet de serre, qui ne sont pas affectés par les épurateurs et autres technologies de contrôle de la pollution largement disponibles. Si vous pensez à tout ce qui s'est passé jusqu'en 2013 environ comme la phase 1 du grand nettoyage du charbon en Chine, alors nous sommes maintenant dans la phase 2 : la conversion du charbon en gaz naturel synthétique, ou gaz de synthèse. Poursuivre la réduction de la pollution obligera le pays à prendre des mesures délicates, telles que la mise en œuvre de la capture du carbone et la réduction significative de l'utilisation du charbon.

La grande question est maintenant, que se passe-t-il avec le CO2 ? demande Latte.

Boom du charbon au gaz

L'importance de cette question devient évidente lorsque vous visitez l'industrie du charbon dans la province du Shanxi, dans le nord de la Chine près de la frontière avec la Mongolie intérieure, comme je l'ai fait en 2014 lors de la recherche de mon livre Guerres du charbon . Là, sous les crêtes tracées par les vestiges de la Grande Muraille, des centaines de petites mines de charbon polluées alimentent encore de gigantesques centrales au charbon qui rejettent chaque année des millions de tonnes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Le programme du gouvernement central visant à fermer les centrales au charbon dans l'est, près de la côte, a peu fait pour celles de l'intérieur. En fait, l'industrie du charbon dans l'ouest et le nord devrait connaître une expansion spectaculaire au cours de la prochaine décennie, selon le dernier plan quinquennal.

Une image satellite du smog lié au charbon dans le nord de la Chine en décembre 2013.

Dans le cadre du nettoyage du charbon en Chine, les années allant du début des années 2000 à 2012 environ ont été la période de désulfuration, limitant les rejets de polluants conventionnels et de PM 2,5, ce qui tue directement les gens. Nous sommes maintenant à l'ère de la gazéification.

Cela fait référence au processus de transformation du charbon solide en gaz de synthèse, composé d'hydrogène, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone. Le gaz de synthèse peut être brûlé pour produire de l'électricité ou converti en produits pétrochimiques. Ce qui est prometteur d'un point de vue environnemental, c'est que le carbone peut être capturé et éliminé avant que le gaz ne soit traité, bien que les usines de gaz de synthèse ne le fassent généralement pas maintenant.

Ce n'est pas une nouvelle technologie - coupés de l'approvisionnement en pétrole pendant la Seconde Guerre mondiale, les nazis fabriquaient du carburant liquide à partir du charbon via du gaz de synthèse pour faire fonctionner leurs jeeps et leurs chars - mais la gazéification est désormais considérée comme la voie à suivre immédiate pour l'industrie charbonnière assiégée de la Chine. Le gouvernement a annoncé des plans pour des dizaines d'usines de gazéification du charbon à travers la Mongolie intérieure et les provinces du Shanxi et du Xinjiang ; on s'attend à ce qu'ils fournissent du carburant liquide pour les véhicules, de l'éthylène pour les usines pétrochimiques et d'autres produits. Selon l'Administration nationale de l'énergie, la production atteindra 50 milliards de mètres cubes de gaz de synthèse par an d'ici 2020. Ce serait 25 fois plus que la production de 2014.

Le soutien du gouvernement, ainsi que la demande croissante de dérivés de gaz de synthèse, ont entraîné une ruée vers les terres à partir de 2005, alors que de grandes entreprises publiques ont inauguré de vastes usines de transformation du charbon en gaz conçues à la hâte. Ce boom initial a été un échec épique, selon Bobby Wang, responsable du marketing produit pour la gazéification chez GE Power & Water en Chine. Les premières usines n'étaient pas en mesure de concurrencer les produits fabriqués à partir de gaz naturel bon marché au Moyen-Orient.

La frénésie a fait place à une approche plus mesurée. Aujourd'hui, les sociétés énergétiques chinoises, y compris les principaux fournisseurs de charbon, ont formé des coentreprises avec GE et des sociétés américaines plus petites, telles que LP Amina, Synthesis Energy Systems et Summit Power, pour construire des usines financièrement viables destinées à fournir du gaz de synthèse pour la production d'électricité, la pétrochimie, chaleur pour les processus industriels, et plus encore. A terme, les chaudières destinées à produire de l'électricité dans ces centrales utiliseront la technologie à cycle combiné de gazéification intégrée (IGCC), le moyen le plus efficace de gazéifier et de brûler le charbon. Une fois que ces gazogènes à la pointe de la technologie libèrent les hydrocarbures du charbon minéral, explique Jason Crew, PDG de Summit Power, basé à Seattle, vous pouvez faire toutes sortes de choses, y compris nettoyer le carbone.

Cependant, de nombreuses usines de transformation du charbon en gaz à travers les provinces arides du nord et de l'ouest de la Chine brûleraient du lignite, le lignite de mauvaise qualité qui est abondant en Chine et en Asie du Sud-Est - ce qui pour les écologistes est le genre de charbon sale, bas- carburant énergétique que nous devrions laisser dans le sol. Et les avantages environnementaux de la gazéification du charbon sont contestés : selon un rapport de Greenpeace, qui a examiné le cycle de vie complet de la gazéification, de l'exploitation minière à l'utilisation finale, le programme chinois de transformation du charbon en gaz pourrait ajouter des millions de tonnes de dioxyde de carbone à la atmosphérique au cours de la prochaine décennie, mettant les objectifs de réduction de carbone détaillés dans l'accord sur le changement climatique de novembre 2014 entre Barack Obama et le président chinois Xi Jinping hors de portée.

Néanmoins, une série de projets binationaux de R&D et de démonstration bien financés cherchent à faire en sorte que les centrales charbon-gaz émettent moins de carbone.

Le gouvernement chinois a réprimé l'utilisation du charbon pour le chauffage domestique.

L'un de ces projets n'est pas prévu pour la Mongolie intérieure mais pour le patch pétrolier de l'ouest du Texas. Soutenu par une subvention de 450 millions de dollars de la Clean Coal Power Initiative du Département américain de l'énergie, le Texas Clean Energy Project combinerait une usine IGCC de 400 mégawatts avec une installation produisant de l'urée pour les engrais, ainsi qu'un système de capture du carbone qui éliminerait 90% du dioxyde de carbone produit (environ deux millions de tonnes par an) et l'utiliser pour la récupération assistée du pétrole dans les puits de pétrole du bassin permien. Outre Summit Power, les entreprises participantes incluent Siemens, CH2M Hill et une unité d'ingénierie et de construction du géant public de l'énergie China National Petroleum Corporation. Prévu pour coûter plus de 1,7 milliard de dollars, le projet du Texas serait la centrale à charbon la plus avancée jamais construite.

La nouveauté dans ce que nous faisons est que la capture de CO2 est un sous-produit du processus - essentiellement vous le faites gratuitement, dit Latta.

C'est un scénario rose, et il reste probablement encore des décennies. Le fait est que la plupart des projets de captage de carbone pour les centrales au charbon sont au point mort ou abandonnés. GreenGen, un prototype IGCC vanté à Tianjin qui a été envisagé comme la première usine de capture de carbone à grande échelle du pays, a été en proie à de multiples retards au cours de ses 10 ans d'histoire et a récemment été réduit. Même si le projet du Texas réussit, ce ne sera un modèle viable que dans quelques endroits où il y a une demande pour le carbone capturé. Et au plus tôt, l'usine prototype ne sera pas achevée avant 2018. En fin de compte, la manière la plus probable pour la Chine de poursuivre ses progrès en matière de contrôle de la pollution pourrait être simplement de brûler moins de charbon.

Balançoire surprenante

Aux États-Unis, la part de l'électricité produite à partir du charbon est tombée en dessous de 40 % et devrait continuer à baisser car le gaz naturel bon marché est si abondant. La perspective d'une réduction similaire en Chine semblait, jusqu'à récemment, lointaine.

Remarquablement, grâce à un ralentissement de l'économie, à une transition vers des industries plus légères et moins énergivores et à une répression des petits brûleurs de charbon sans licence, la consommation de charbon en Chine a chuté de près de 2 % en 2014, selon l'Institute for Energy Economics and Financial Analysis, même si l'économie a augmenté de 7,4 %, la première baisse de ce type depuis des décennies. Un rapport de Greenpeace publié en mai a révélé que la consommation de charbon avait chuté de 8 % au cours des quatre premiers mois de 2015 par rapport à la même période un an auparavant. Si cette tendance se poursuit sur l'ensemble de l'année, cela représenterait la plus forte réduction annuelle enregistrée de l'utilisation du charbon et du CO2 dans tous les pays. Comme le montre la révolution du gaz de schiste aux États-Unis, des fluctuations spectaculaires de la consommation d'énergie peuvent se produire soudainement et de manière inattendue. Pour les futurs historiens de l'énergie, verser des milliards dans des centrales au charbon propres, coûteuses et futuristes pourrait donner l'impression que l'on jette de l'argent après l'autre.

L'argument que l'industrie du charbon essaie toujours de faire valoir est de brosser un tableau où le charbon est essentiel à la croissance économique, déclare Bruce Nilles, directeur du programme de la campagne Beyond Coal du Sierra Club. Ils avaient l'habitude de dire cela des États-Unis, et maintenant les choses évoluent rapidement dans l'autre sens. Maintenant, leur dernier souffle est d'essayer de créer un sentiment d'inévitabilité que le charbon va être brûlé pendant encore 50 ans dans des pays en développement comme la Chine. Mais il est basé sur de fausses prémisses.

Cette histoire a été mise à jour le 24 juillet pour corriger une estimation de la superficie des terres affectées par l'extraction du charbon et la production d'électricité au charbon en Chine. Il lit maintenant des milliers de miles carrés plutôt que des millions.

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