La Chine pourrait-elle adopter davantage de technologie «de l’arbre au pouvoir»? | Nouvelles | Eco-entreprise

La Chine a obtenu un grand succès en matière de boisement. Mais que se passerait-il si vous pouviez continuer à cultiver des arbres pour capturer le carbone de l’atmosphère, brûler le bois pour produire de l’énergie, puis capturer le CO2 libéré lors de la combustion pour le stocker sous terre? Cela ressemble à une voie possible vers la neutralité carbone.

Le BECCS, ou bioénergie avec captage et stockage du carbone, semble également trop beau pour être vrai. Mais dans son rapport spécial de 2018, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat a décrit les technologies d’élimination du dioxyde de carbone (CDR), y compris le BECCS, comme indispensables si le réchauffement doit être limité à 1,5 ° C. Le CDR pourrait compenser les émissions restantes des secteurs où le zéro carbone n’est pas réalisable en absorbant entre 100 milliards et 1 billion de tonnes de CO2 d’ici 2100.

Les mesures de CDR existantes et potentielles comprennent le boisement, la restauration des terres et la séquestration du carbone dans le sol, le BECCS, la capture et le stockage directs du carbone dans l’air (DACCS), l’amélioration de l’altération et l’alcalinisation des océans. Celles-ci varient considérablement en termes de maturité, de potentiel, de coûts et de risques, seuls le boisement et le BECCS étant proches de la maturité.

Actuellement, la Chine n’effectue pas d’essais BECCS, en raison d’un manque de technologie et de biocarburants nécessaires. Mais à l’avenir, lorsque la Chine aura épuisé ses options de réduction des émissions, ces technologies d’émissions négatives pourront être nécessaires pour atteindre la neutralité carbone.

Problèmes de capture et de stockage du carbone

En mars, Wang Can, professeur à la School of Environment de l’Université Tsinghua, a écrit que des recherches et des essais sur la technologie des émissions négatives sont nécessaires de toute urgence.

Les deux volets du BECCS – bioénergie (BE) et captage et stockage du carbone (CSC) – sont essentiels.

En raison des coûts impliqués, la Chine a limité les essais de technologies CSC principalement aux projets de capture, d’utilisation et de stockage du carbone, ou CCUS, dans l’espoir que les flux de trésorerie provenant de la composante utilisation puissent aider à couvrir une partie des coûts d’exploitation de la technologie.

En fait, six des huit essais CCS opérationnels du pays sont des projets CCUS basés dans les champs pétrolifères du nord de la Chine, selon les données du Global CCS Institute. Mais même avec une réduction des coûts due à une utilisation accrue, de nombreux essais CCS restent trop chers pour fonctionner en Chine. Cela limite la capacité de la Chine à tester et à améliorer les composants technologiques clés du CSC en vue d’un éventuel déploiement futur.

Le CO2 capturé est principalement utilisé pour la récupération assistée du pétrole. Lorsque les puits de pétrole deviennent improductifs, il est possible de prolonger leur durée de vie en pompant du CO2 pour forcer le pétrole brut résiduel à remonter à la surface. La majeure partie du CO2 reste séquestrée sous terre.

Ce n’est pas une voie technologique idéale du point de vue de la neutralité carbone: le pétrole récupéré est finalement brûlé et libère à nouveau du carbone. Mais en l’absence de subventions gouvernementales massives, le CCUS est un moyen relativement économique de lancer des essais en Chine, permettant à l’apprentissage technologique de se produire.

Dans l’un de ses rapports, la Banque asiatique de développement a estimé que les coûts globaux du CSC dans l’industrie chimique du charbon en Chine pourraient être proches de zéro, si le CO2 capturé était vendu à des sociétés pétrolières à environ 100 yuans (15 USD) la tonne.

Mais les tentatives existantes de ce type de récupération assistée du pétrole ne semblent pas prometteuses en ce qui concerne la rentabilité. Une équipe de recherche dirigée par Qin Jishun de l’Institut de recherche sur l’exploration et le développement pétroliers (RIPED) a calculé que sur la base d’un projet de 500000 tonnes dans un champ pétrolifère de Jilin, la rentabilité nécessiterait des prix du pétrole à 90 dollars le baril, une augmentation minimale de 10%. dans les taux d’extraction et un approvisionnement stable en CO2.

Mais ce pétrole de mars s’échangeait à environ 60 dollars le baril; La récupération assistée du pétrole par le CO2 n’augmente en moyenne que les taux d’extraction de 7,4 pour cent, et il n’y a pas d’approvisionnement fiable et abordable de CO2 provenant du CCUS.

Le document souligne également que les essais CCUS en Chine sont pour la plupart de petite taille et de faible valeur commerciale. En l’absence de pressions externes pour réduire les émissions ou de soutien politique, les sociétés pétrolières sont peu incitées à déployer le CCUS.

Li Jia, professeur associé au China-UK Low Carbon College de l’Université Jiao Tong de Shanghai, a déclaré à China Dialogue que les coûts élevés de la capture du carbone dans les centrales électriques au charbon entraînent des prix élevés pour le CO2. Cela rend les entreprises pétrolières réticentes à acheter et il est donc difficile d’en faire une réalité commerciale. «Pour autant que je sache, il n’y a pas d’exemples réussis de partenariats entre les centrales électriques et les entreprises pétrolières en Chine», a déclaré Li.

Outre la difficulté de mettre en place et de faire fonctionner les essais CCUS, la Chine est également aux prises avec d’autres préparatifs technologiques.

Un rapport de 2017 sur la stratégie climatique a souligné que la Chine effectuait très peu d’essais de stockage du carbone dans les aquifères salins, la technologie qui devrait devenir la principale option du pays pour le stockage géologique à grande échelle du carbone. Les aquifères salins représentent 95,6% de cette capacité de stockage potentielle, bien plus que les champs de pétrole, de gaz naturel et de gaz de houille. Les essais de systèmes de surveillance et d’alerte précoce pour le stockage du carbone et le transport de CO2 à grande échelle ont également été rares.

La seule démonstration de processus complet de capture et de stockage du carbone dans les aquifères salins a été réalisée par China Shenhua Energy Company en Mongolie intérieure en 2011. Le projet était conçu pour stocker 100 000 tonnes de CO2 par an. Mais selon un expert associé au Global CCS Institute, qui a préféré rester anonyme, le projet a cessé de fonctionner en raison d’une mauvaise économie.

Le rapport de 2017 sur la stratégie climatique susmentionné recommandait à la Chine de promouvoir des essais CCUS à grande échelle et complets entre 2020 et 2030, de mener des essais techniques de capture combinée du carbone et de stockage en aquifère salin, et de viser à capturer 30 à 50 millions de tonnes de CO2. par an via CCUS d’ici 2030.

Le rapport faisait référence aux calculs du Pacific Northwest National Laboratory et de l’Institut de mécanique des roches et des sols de Wuhan de l’Académie chinoise des sciences, qui ont révélé que le pays pouvait capter 3,8 milliards de tonnes de CO2, avec une récupération améliorée du pétrole et un stockage aquifère salin capable de séquestrer 1 milliards et 100 milliards de tonnes respectivement.

Même en incluant les projets qui ne sont pas encore officiellement en cours d’exécution, les projets d’essai de CSC en Chine ne captent que 5,4 millions de tonnes de CO2 par an. Les émissions, quant à elles, sont d’environ 10 milliards de tonnes. «Si le gouvernement veut utiliser le CCUS pour réduire les émissions à cette échelle, les efforts existants sont pratiquement négligeables», a déclaré l’expert anonyme. «Il y a d’énormes défis pour la Chine si elle veut voir cette augmentation de plusieurs ordres de grandeur.»

L’approvisionnement en biocarburant est rare

La partie «BE» de BECCS est également un problème. D’où doit provenir le biocarburant? L’utilisation de la BECCS pour atteindre l’objectif 2C de l’Accord de Paris nécessiterait 3% de l’eau douce actuellement affectée à l’usage humain, 7 à 25% des terres agricoles et 25 à 46% des superficies arables et des cultures permanentes, selon un article de 2016. par Pete Smith et al, publié dans le magazine Nature.

L’approvisionnement en biocarburants dont BECCS a besoin (bois, paille, déchets agricoles, algues) est limité par la disponibilité de terres et d’eau douce, et la nécessité de protéger la biodiversité.

Depuis 2006, la Chine s’est engagée à conserver 1,8 milliard mu (1,2 million d’hectares) de terres arables. Et en 2011, l’idée de lignes rouges écologiques a été proposée pour aider à préserver la biodiversité. Le travail de définition de ces lignes rouges est en grande partie achevé, 25% de la superficie terrestre et maritime de la Chine étant désormais sous protection juridique.

«Il y a tellement de terres agricoles que vous ne pouvez pas en perdre. Il n’y a qu’un nombre limité de forêts, vous ne pouvez pas les perdre non plus. Et certains endroits sont stériles, vous ne pouvez pas y cultiver de biocarburants », a déclaré l’expert anonyme. «Si vous voulez aller de l’avant avec BECCS, vous devez faire en sorte que le ministère de l’Écologie et de l’Environnement et le ministère des Ressources naturelles, qui sont responsables des lignes rouges écologiques, s’assoient avec le ministère de l’Agriculture, qui est responsable des terres arables. ligne rouge. Je crains qu’il ne soit difficile de les réunir uniquement pour l’élimination du CO2. Mais si vous ne vous attaquez pas à l’approvisionnement en terres et en eau, et à l’impact sur la nourriture, le développement des biocarburants sera limité. »

La production d’électricité à base de biocarburant est également coûteuse. Les biocarburants sont moins denses en énergie que les carburants comme le charbon, ce qui signifie que de plus grandes quantités sont nécessaires pour produire la même quantité d’électricité. S’emparer des biocarburants en premier lieu est difficile.

La paille et les autres déchets agricoles doivent provenir de milliers de fermes individuelles, et les processus d’approvisionnement, de traitement, de stockage et de transport représentent une grande partie du coût global. Dans un article récent, Liu Wei et d’autres soulignent que la combustion de biocarburants pour la production d’électricité n’est que de 20 pour cent d’efficacité énergétique, et la plupart des centrales à biocarburants font une perte.

Pas encore le bon moment

Alors compte tenu de ces deux contraintes, quel espoir pour BECCS en Chine?

L’expert anonyme dit que la Chine se concentre désormais sur la réduction des émissions en améliorant l’efficacité énergétique et en réduisant la consommation d’énergie dans des secteurs tels que l’énergie au charbon, la fabrication d’acier et de ciment, et le pétrole et le gaz. «Nous devrions commencer par prévenir les émissions. Des technologies comme CCS entreront en jeu lorsque toutes les autres approches auront été épuisées. » Il s’attend à voir le CCUS utilisé à grande échelle seulement après 2030, voire 2040.

Li Jia pense que ce sera plus tôt, affirmant que pendant la période du 14e plan quinquennal (2021-2025), la Chine réduira les émissions du secteur de l’électricité en développant les énergies renouvelables telles que l’éolien et le solaire. Selon Li, les villes n’envisageront d’exiger l’installation du CCUS dans les centrales électriques au charbon qu’après avoir atteint leur pic de carbone. «La plupart des villes chinoises devraient connaître un pic de carbone avant la date limite de 2030», a-t-elle déclaré, «il peut donc y avoir une précipitation pour déployer le CCUS entre 2025 et 2028.»

Quel que soit le calendrier que vous regardez, BECCS est encore loin.

L’expert anonyme a déclaré que la Chine avait besoin de plus de politiques pour aider à mettre en œuvre le CCUS. «Actuellement, il y a des expressions de soutien, mais aucune mesure réelle.» À l’étranger, les États-Unis incitent les entreprises à installer la technologie CCUS sous la forme d’allégements fiscaux. Si la Chine adoptait une approche de la carotte et du bâton et accordait des subventions comme celles pour les secteurs de l’énergie éolienne et solaire, un déploiement à grande échelle du CCUS se produirait beaucoup plus tôt.

Pendant ce temps, d’autres recherches ont révélé que la Chine n’avait pas de réglementation régissant le CSC, ce qui entrave encore sa croissance. Par exemple, il n’y a pas de lois sur la propriété des espaces souterrains où le CO2 pourrait être stocké; pas de normes pour évaluer l’impact environnemental des projets CCUS; ou des règles sur les responsabilités à long terme des sites de séquestration du carbone. Mais la sécurité à long terme de ces sites est un défi qui doit être pris en compte.

En ce qui concerne la production d’électricité alimentée aux biocarburants, Li Jia pense que des essais à petite échelle, avec du biocarburant utilisé pour fournir 5% du carburant pour les générateurs de gigawatt, signifieraient que la plupart des centrales pourraient trouver un approvisionnement adéquat en biocarburant dans un rayon de 20 à 50 kilomètres, car les zones rurales de la Chine produisent plus de paille et autres déchets agricoles que leurs équivalents d’outre-mer. Mais le gouvernement doit mettre en place des politiques pour de tels échanges entre les agriculteurs et les centrales électriques si ces achats doivent réellement avoir lieu.

Le déploiement à grande échelle de la production d’électricité à partir de la bioénergie posera probablement des défis à la Chine en raison des pénuries de paille, ce qui pourrait amener le gouvernement à envisager de planter d’autres cultures telles que des arbres uniquement pour la production de biocarburants. Mais la demande de bois de la plus grande usine BECCS du Royaume-Uni, Drax, a déjà endommagé la biodiversité des forêts naturelles aux États-Unis, où elle s’approvisionne en biocarburant, les essences de feuillus indigènes dans le Grand Sud, comme le chêne à écorce de cerisier, étant systématiquement remplacées. par des pins à croissance rapide, conduisant à des critiques de la part des écologistes.

Chen Ying, chercheur à l’Institut de recherche sur l’éco-civilisation de l’Académie chinoise des sciences sociales, a déclaré dans une interview avec China Dialogue que la technologie BECCS nécessite des technologies CSC plus matures et économiques, et que le carbone séquestré ne fuira pas, tout en minimisant impacts sur l’environnement. «Il y a beaucoup de problèmes et de blancs, et une recherche et une préparation précoces sont essentielles», a-t-elle déclaré.

Cet article a été initialement publié le Dialogue avec la Chine sous un Creative Commons Licence.