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Accueil > Espace Découverte > Les grands débats > Quel avenir pour le charbon ? > La problématique du charbon propre

La problématique du charbon propre

Le Charbon

Le charbon est l'énergie la plus polluante pour l'environnement, tant au niveau local par les pollutions que son exploitation peut générer, qu'à l'échelle globale par l'émission de CO2 due à sa combustion.
Face à la croissance de la demande attendue, et pour répondre à la menace environnementale, il est indispensable de développer rapidement des technologies pour garantir une utilisation aussi propre que possible du charbon, notamment en réduisant les émissions de CO2 . Le "charbon propre" passe par deux voies : l'amélioration de l'efficacité énergétique des centrales et la mise en œuvre du captage et du stockage du CO2 .

+ Charbon et environnement
+ Augmenter le rendement des centrales au charbon
+ Les technologies de captage et de stockage du CO2
+ La production de carburants liquides à partir du charbon

 
 

 
Charbon et environnement
Charbon et environnement

La combustion du charbon émet 1,3 fois plus de CO2 que le pétrole et 1,7 fois plus que le gaz. Si le charbon couvre 29 % des besoins énergétiques mondiaux, il est responsable de près de 42 % des émissions de CO2. Une constatation qui peut paraître inquiétante dans un contexte où les prévisions tablent sur une hausse de la consommation de charbon de près de 2 % par an dans les prochaines décennies. Le développement de l'utilisation du charbon doit donc s'accompagner de mesures visant à réduire son impact sur l'environnement, et en particulier les émissions de CO2.

En l'absence de mesures correctives, la mise en place de réglementations environnementales pourraient à terme inciter les industriels à lui préférer d'autres sources d'énergie comme le gaz ou les énergies renouvelables.

Augmenter le rendement des centrales au charbon
Centrales au charbon

Une des premières solutions permettant de réduire les émissions de CO2 liées à la combustion du charbon est l'augmentation du rendement des centrales électriques au charbon. Les deux tiers des centrales au charbon ont plus de 20 ans et un rendement moyen de 29 %. Les plus modernes, dotées de techniques avancées de combustion plus efficaces, comme la technologie de cycle vapeur supercritique, peuvent atteindre des rendements de 45 %. Dans ce domaine, les progrès sont rapides et aujourd'hui la Chine ne construit plus que des centrales supercritiques.

Une autre façon d'augmenter le rendement des centrales au charbon est de recourir aux techniques de polygénération qui permettent, à partir d'une source d'énergie donnée, d'obtenir une large diversité de produits. S'agissant du charbon, la polygénération permet d'associer production d’électricité et de chaleur mais aussi, si le procédé industriel s’y prête, de bases pétrochimiques ou encore d’hydrogène.

Les technologies de captage et de stockage du CO2
Pilote de capture du CO2

Capter et stocker le CO 2 émis lors de la combustion du charbon permettrait de rendre son utilisation plus acceptable d’un point de vue environnemental. Il s'agit de récupérer les émissions concentrées de CO 2 issues des installations industrielles puis de les injecter dans le sous-sol à de grandes profondeurs, où elles pourront être stockées en toute sécurité.

De nombreux projets d'installation d’unités de captage sur des centrales électriques fonctionnant au charbon ont été lancés (Schwarze Pumpe de Vattenfall en Allemagne, Mountainer Station d'AEP et Alstom aux États-Unis, etc.). L'Europe envisage de participer au financement de 12 nouveaux projets de captage et de stockage d'ici 2020. À cet horizon, on estime que ces technologies seront arrivées à un stade de développement suffisant pour être commercialisées.

Enfin, le niveau de prix du CO2 via des mécanismes tels que les EU ETS ( Emissions Trading Systems) sera un élément déterminant de ce développement, au même titre que l'acceptation de la société (à travers la preuve de la sécurité du stockage). Mais le dispositif ne sera efficace que si les plus importants consommateurs comme les États-Unis et la Chine contribuent également à cet effort.
 

IFPEN acteur de la recherche sur le charbon propre
IFPEN est fortement engagé dans la recherche de technologies nouvelles dans le domaine du captage et du stockage du CO2. IFPEN coordonne de nombreux projets - ou y participe - menés dans le cadre de l'Agence Nationale de la Recherche, de l'ADEME et de l'Union Européenne, en partenariat avec les universités, les centres de recherche et les industriels du secteur, en vue de maîtriser l'ensemble de la problématique. IFPEN a notamment coordonné le projet européen Coach qui visait à étudier la mise en place d'un module de captage de CO2 sur une centrale électrique chinoise fonctionnant au charbon.

La production de carburants liquides à partir du charbon
Pilote industriel du procédé IFP Fischer-Tropsch

Pour diversifier les sources d'approvisionnement des transports, la production de carburants de synthèse à partir de gaz (GtL), de charbon (CtL) et de biomasse (BtL) est envisagée. L'idée n'est pas nouvelle : le procédé Fischer-Tropsch, cœur de la technologie, a été inventé en 1922 par des chimistes allemands. L'Allemagne de la 2e guerre mondiale ou l'Afrique du Sud confrontée à un embargo durant l'Apartheid ont utilisé du charbon pour produire des carburants routiers.

Avec la hausse des prix du pétrole, le CtL, devenu plus compétitif a connu un regain d'intérêt de la part des pays producteurs de charbon et par ailleurs importateurs de pétrole (Afrique du Sud, États-Unis et Chine). Un élan aujourd'hui atténué avec la crise et la baisse des prix, d'autant plus que la production de CtL émet beaucoup de CO2 - elle doit donc être associée à des systèmes de captage/stockage du CO2 - et que l'investissement nécessaire est très important.
 

IFPEN et la technologie Fischer-Tropsch
La diversification énergétique dans les transports passera notamment par la production de carburants de synthèse à partir de gaz (GtL), de biomasse (BtL) et potentiellement de charbon (CtL). Depuis le début des années 1990, IFPEN travaille à l'amélioration du procédé Fischer-Tropsch, étape clé pour produire ces carburants alternatifs, et évalue son impact sur l'environnement. Ainsi la production de carburants par la voie CtL ne peut être envisagée que couplée avec des systèmes de captage et stockage du CO2.

+ Les clés pour comprendre > Les sources d'énergie > Le charbon
+ Zoom : Le charbon propre a-t-il un avenir ? par François Kalaydjian, Directeur de la Direction des Technologies de développement durable d'IFP Energies nouvelles fait le point sur la question (Février 2008)
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La Nouvelle Donne du Charbon

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François KALAYDJIAN, Sylvie CORNOT-GANDOLPHE

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