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Le charbon "propre" a-t-il un avenir ?

Le charbon "propre" a-t-il un avenir ?
février 2007
 
Actualisation : Février 2008

C'est la question qui était posée lors du colloque annuel Panorama, organisé par l'IFP en février 2008 et qui a réuni plus de 400 personnes.
 Dans un contexte où le charbon ne s'est jamais aussi bien porté, les questions relatives aux conséquences de son utilisation massive sur l'effet de serre sont au coeur du débat. S'il reste encore de la recherche à faire, on dispose cependant aujourd'hui de solutions technologiques efficaces permettant de limiter son impact, solutions dont on entend démontrer la viabilité au travers d'unités pilotes dans les années qui viennent, et qui pourront être déployées à échelle industrielle d'ici 2020.

François Kalaydjian, Directeur expert Développement durable à l'IFP*, fait le point sur la question.

François Kalaydjian
  • Pourquoi ce regain d'intérêt récent pour le charbon ?

F.K.  : Le phénomène ne date pas d'hier : la demande de charbon a plus que doublé au cours des 35 dernières années. Cette tendance est entraînée essentiellement par l'Asie, et notamment la Chine, dont plus de 75 % de l'électricité est produite à partir de charbon. On a aussi tendance à oublier que le charbon est aujourd'hui le vecteur principal de fourniture d'électricité dans le monde, et qu'il est largement utilisé dans de nombreux pays occidentaux, notamment l'Allemagne, la Pologne, l'Australie, le Danemark et les États-Unis. Ainsi, la production de charbon devrait tripler d'ici 2050 et fournir 34 % de l'énergie primaire mondiale, contre 24 % aujourd'hui.
 L'intérêt porté au charbon est dû essentiellement à deux raisons :
 - D'abord, il occupe une place unique par rapport au pétrole et au gaz dans la mesure où les réserves établies représentent plus de 150 ans de production au rythme actuel, mais ces réserves diminuent assez rapidement, en particulier en Chine. En Chine, le ratio réserves/production est de moins de 50 ans. Et il décroit assez vite du fait de l'augmentation phénoménale de la construction de nouvelles centrales thermiques au charbon (en 2006 et 2007, il s'est construit en Chine près d'une centrale de 500 MW tous les deux jours).
 - En outre, les réserves de charbon sont réparties presque dans le monde entier, ce qui garantit une bonne indépendance énergétique des pays consommateurs. Quand on sait que la sécurité d'approvisionnement en énergie pilote le choix pour un pays de ses vecteurs énergétiques, on comprend à quel point l'utilisation du charbon est un enjeu majeur.

  • Outre l'électricité, y a-t-il d'autres domaines d'application du charbon ?

F.K.  : L'électricité est, de loin, la principale forme d'énergie tirée du charbon. Il existe cependant une filière de production de carburant dans laquelle le charbon pourrait être mis à contribution (filière CTL - Coal to Liquid). Deux voies permettent de convertir le charbon en carburant : la voie indirecte, dans laquelle on commence par gazéifier le charbon, et la voie directe, qui ressemble aux procédés de conversion des résidus de pétrole en carburant. Ces deux modes de production doivent encore faire leur preuve à l'échelle industrielle. Les États-Unis devraient bientôt se lancer ; quant à la Chine, elle construit déjà deux usines CTL. En Europe, l'IFP est présent, avec le groupe ENI, sur la voie indirecte avec un procédé de synthèse Fischer-Tropsch destiné à réduire d'au moins 20 % les coûts de production actuels de CTL.
  

Pilote Castor - copyright ELSAM
  • Quels sont les problèmes posés par une utilisation massive du charbon ?

F.K.  : La pollution générée par l'utilisation du charbon se manifeste à deux niveaux : il y a la pollution locale (rejets de poussières, de suies, d'oxydes de soufre et d'azote), qui est constatée à proximité des centrales et aujourd'hui traitée dans les pays occidentaux ; et la pollution globale, liée aux rejets de CO 2. Le charbon émet deux fois plus de CO 2 que le gaz naturel !
 Entre 2002 et 2025, les émissions de CO 2 liées au charbon devraient augmenter de 60 %. Pour limiter un impact qui aurait des conséquences graves, il va falloir réduire rapidement les effets du charbon sur l'environnement.
 Il faut également noter que le prix du charbon a plus que doublé ces dernières années, même s'il reste bon marché.

  • Peut-on raisonnablement envisager un "charbon propre" ?

F.K.  : Oui, et il y a urgence, sans quoi la facture sera encore plus lourde si nous n'agissons pas maintenant.
 Une des premières solutions permettant de réduire les émissions de CO 2 est l'augmentation de l'efficacité énergétique des centrales : il y a de quoi faire ! Les 2/3 des centrales au charbon ont plus de 20 ans et affichent un rendement moyen de 29 %. Les plus modernes, basées sur la technologie dite de cycle vapeur supercritique, peuvent atteindre des rendements de 45 %. Cette meilleure efficacité est de surcroît nécessaire pour soutenir le concept de "capture ready", c'est-à-dire la construction de centrales conçues dès le départ pour pouvoir intégrer un module de captage de CO 2, lui même consommateur d'énergie.
 En parallèle, la mise en oeuvre de technologies de captage et de stockage du CO 2 produit lors de la combustion du charbon sont indispensables. Ces technologies existent et seront testées sur des démonstrateurs dans les années qui viennent. Leur déploiement industriel est prévu aux alentours de 2020. L'idée de base est de capter le CO 2 avant qu'il ne soit émis dans l'atmosphère et de l'injecter ensuite profondément dans le sous-sol. L'IFP est un acteur majeur de la recherche sur l'ensemble de la filière captage/stockage. Il est partie prenante dans de nombreux projets nationaux (projets ANR CapCO 2 et Gascogne) et européens.
 L'IFP participe notamment au programme européen Hypogen, qui vise à tester et à valider les technologies de gazéification du charbon et de production d'hydrogène sans émission de CO 2.
 L'IFP a pris la tête du projet européen COACH, qui s'inscrit dans le partenariat entre l'UE et la Chine pour la lutte contre le changement climatique.

  • Quels sont les objectifs du projet COACH ?

F.K.  : Du fait de ses besoins fortement croissants en énergie, principalement couverts par l'utilisation du charbon, la Chine est devenue le premier émetteur mondial de CO 2 en 2007. L'enjeu du projet est d'inciter les électriciens chinois à utiliser les technologies de captage et de stockage du CO 2 dans leurs futures unités de production. Le projet COACH fournira les recommandations techniques nécessaires à la conception d'une centrale électrique au charbon, intégrant les technologies de captage et de stockage du CO 2. La construction de la centrale est prévue en 2010. L'enjeu économique du projet est de taille car c'est le savoir-faire technique européen, et notamment français, qui sera exporté en Chine.

* François Kalaydjian, a été nommé  Directeur de la Direction des Technologies de développement durable de l'IFP, en  Décembre 2008 ( lire le communiqué de presse)

 

+ Les clés pour comprendre > Les sources d'énergie > Le charbon

 

+ Colloque Panorama 2008 : "Les nouveaux débouchés du charbon : quels risques pour le changement climatique ?" - télécharger les notes de synthèse

(projets nationaux et européens)

 

+ Communiqué de presse (5 décembre 2006) : Production d'électricité à partir du charbon avec captage et stockage du CO 2 en Chine - L'IFP pilote le nouveau projet européen Coach
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François KALAYDJIAN, Sylvie CORNOT-GANDOLPHE

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