Le captage et le stockage du carbone (CSC) ont constitué un élément essentiel des recommandations du groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) sur la manière de limiter le réchauffement de la planète à un niveau gérable. Bien que la technologie CSC ait eu ses détracteurs en cours de route, principalement en raison de l'utilisation involontaire de la séquestration pour l'extraction de combustibles fossiles supplémentaires, le poids de l'opinion a penché en faveur d'une adoption généralisée du CSC dans la lutte mondiale contre le changement climatique. Alors pourquoi le débat sur l'application du CSC dans les usines de valorisation énergétique des déchets (WTE) est-il si animé ?
L'idée de capturer le CO2 émis lors de la combustion des déchets solides municipaux (DSM) pour produire l'électricité dont on a tant besoin semble aller de soi. Cependant, dans le contexte d'un effort national, voire mondial, pour réduire la quantité de déchets solides municipaux que nous produisons, nous pouvons comprendre que le CSC puisse être considéré comme une solution à un problème que nous devrions nous efforcer de ne pas créer en premier lieu. On peut donc craindre que les objectifs d'une économie circulaire et la demande de DSM pour alimenter les incinérateurs WTE soient fondamentalement opposés.
Qu'est-ce que la valorisation énergétique des déchets ?
La mise en décharge des déchets solides municipaux est extrêmement nocive pour l'environnement car elle produit du méthane, un dangereux gaz à effet de serre (GES) qui contribue fortement au réchauffement de la planète. La quantité de DSM laissée en décomposition dans les décharges a longtemps été compensée par le détournement de ces déchets vers des usines d'incinération. Mais ces dernières décennies ont vu l'essor des usines de valorisation énergétique des déchets (WTE), où les DSM sont brûlés pour produire de l'électricité pour les particuliers et les entreprises. En 2018, 12 % des DSM produits aux États-Unis (292 millions de tonnes) ont été brûlés dans des usines WTE pour produire de l'électricité.
Le processus consiste à brûler des déchets mélangés pour chauffer de l'eau, dont la vapeur alimente ensuite un turbogénérateur qui produit de l'électricité. Certains des déchets filtrés au cours du processus peuvent être utilisés comme agrégats pour les plates-formes routières et les remblais ferroviaires, tandis que des métaux tels que le fer, l'acier et le cuivre peuvent être extraits à l'aide d'aimants et remplacer les matières premières vierges dans l'industrie. Cependant, la vapeur d'eau libérée dans l'atmosphère par le processus contient beaucoup de CO2 et contribue directement au réchauffement de la planète. La vapeur contient également des quantités importantes de toxines et d'éléments nocifs comme les oxydes d'azote. Les partisans de la technologie WTE affirment que ces inconvénients sont compensés par la quantité de déchets retirés des décharges.
Bien que l'énergie dérivée des déchets solides municipaux ne représente qu'une fraction de l'ensemble de l'approvisionnement en énergie des États-Unis (0.2% contre 60,8 % pour les combustibles fossiles), son impact sur l'environnement est loin d'être négligeable. En 2019, les incinérateurs du continent ont émis 52 millions de tonnes de CO2 fossile, soit plus que la somme totale des émissions de gaz à effet de serre du Portugal en un an. Entre les avantages évidents de la réduction des déchets solides municipaux que nous envoyons à la décharge et les émissions de carbone nocives des usines d'incinération qui les traitent, une épée à double tranchant commence à se dessiner.
C'est là que le captage et le stockage du carbone sont proposés comme solution. Si le carbone émis par les usines WTE peut être totalement annulé, l'industrie WTE peut devenir un puits de carbone, c'est-à-dire une activité à bilan carbone négatif. Cela donnerait un coup de fouet à l'ambition de l'administration Biden de réduire les émissions de carbone des États-Unis de 52 % d'ici à 2030 (par rapport aux niveaux de 2005). Mais avant de nous pencher sur la manière d'équilibrer ces préoccupations, prenons le temps de comprendre le CSC d'une manière plus générale.
Qu'est-ce que le captage et le stockage du carbone ?
Le dernier rapport du rapport du GIEC intitulé "Atténuation du changement climatique", conclut que le piégeage et le stockage du carbone constituent une stratégie cruciale pour limiter le réchauffement à 1,5 degré. En pratique, le CSC consiste à intervenir soit à la source des émissions de carbone, soit à extraire ultérieurement le CO2 directement de l'atmosphère. La première méthode, le captage à la source, est considérée comme la plus efficace et la plus rentable des deux. Dans ce scénario, le carbone est capturé au moment où il est émis, par exemple dans les usines ou les centrales électriques. Le captage direct dans l'air, qui consiste à aspirer le carbone de l'atmosphère après coup, présente beaucoup plus d'obstacles à la prolifération, notamment un coût prohibitif et une technologie qui n'en est qu'à ses balbutiements. L'entreprise suisse Climeworks est l'une des rares entreprises à avoir ouvert la voie dans ce domaine, mais l'administration de M. Biden a récemment réalisé son propre investissement historique dans ce domaine.
Le carbone capturé par l'une ou l'autre méthode doit ensuite être stocké, généralement dans des réservoirs de pétrole ou de gaz épuisés, sous terre ou sous la mer, où il peut être conservé pendant des milliers d'années. Sinon, il est utilisé dans un autre processus d'absorption, comme l'horticulture ou la production de plastiques ou de produits chimiques. Le stockage du carbone comporte une myriade de risques, notamment la possibilité d'événements sismiques et de fuites de carbone sur terre et dans l'eau, qui peuvent nuire à la vie humaine et marine. Il s'agit également d'un processus très coûteux qui consomme beaucoup d'énergie.
L'une des applications les plus controversées de cette technologie consiste à injecter du carbone dans des gisements de pétrole qui ne sont pas récupérables autrement, un processus connu sous le nom de récupération assistée des hydrocarbures (RAH). L'ironie de s'appuyer sur les émissions de carbone pour propager l'extraction des combustibles fossiles n'échappe pas aux détracteurs du CSC. Néanmoins, les projets de CSC ont continué à se développer et, en 2021, il y avait 27 projets de CSC à grande échelle à grande échelle dans le monde, et 108 autres étaient en cours d'élaboration. Le potentiel du CSC pour réduire les émissions des grandes industries du carbone, comme le ciment et l'acier, semble extrêmement prometteur.
Capture et stockage du carbone dans les usines de valorisation énergétique des déchets
Le CSC peut-il devenir une solution viable pour les émissions de carbone des usines d'incinération des déchets et quels sont les problèmes spécifiques à cette industrie ? La capture du carbone provenant de l'incinération des déchets est une idée relativement nouvelle, alors que nous capturons depuis des années le carbone provenant de la production d'électricité traditionnelle, ainsi que des usines de fabrication de matériaux tels que le fer et l'acier, de la production d'hydrogène et de la production d'engrais.
D'une part, sa viabilité semble dépendre de la mesure dans laquelle nous réduisons la quantité de déchets solides municipaux que nous produisons. Ou, en d'autres termes, de la mesure dans laquelle nous nous rapprochons de l'objectif déclaré d'une économie circulaire. d'une économie circulaire, l'Agence pour la protection de l'environnement (EPA) et l'administration Biden l'Agence de protection de l'environnement (EPA) et l'administration Biden. Par définition, une économie circulaire implique de réduire les intrants pour l'industrie des déchets urbains solides - l'incinération est évidemment un processus linéaire par nature. Cette question devient encore plus Cette question se pose avec encore plus d'acuité en Europe, où l'économie circulaire de l'UEoù le plan d'action de l'UE pour l'économie circulaire vise à réduire de moitié les déchets résiduels d'ici à 2030 (par rapport aux niveaux de 2018) et à les éliminer complètement d'ici à 2050. L'industrie WTE des deux côtés de l'Atlantique doit être particulièrement préoccupée par les efforts déployés pour éliminer les plastiques à usage unique, dont le gradient de combustion est presque aussi élevé que celui des combustibles fossiles, ce qui les rend particulièrement intéressants pour le processus WTE. À Copenhague, on doit importer des déchets pour alimenter les fours, et en Italie, on arrête de construire de nouvelles usines WTE car le flux de déchets s'y réduit.
Pourtant, l'industrie du traitement des déchets solides urbains soutient qu'environ la moitié des déchets solides urbains ne seront jamais recyclables et doivent donc inévitablement être mis en décharge ou envoyés dans des installations de traitement des déchets solides urbains, ces dernières étant objectivement préférables. Cet argument prend de l'ampleur lorsque l'on considère les interdictions d'exporter le recyclage du plastique, qui font que les États-Unis et l'Union européenne ne disposent pas d'infrastructures suffisantes pour recycler leur propre plastique. A étude a montré que même si des mesures d'économie circulaire sont mises en place dans l'UE en 2035, les déchets résiduels dépasseront toujours la capacité d'incinération du continent. La réfutation de ces positions est qu'en nécessitant un approvisionnement continu en déchets solides municipaux, nous entrons dans une prophétie auto-réalisatrice, décourageant et finalement empêchant la réduction des déchets solides municipaux. Comment les gouvernements et les secteurs privés vont-ils analyser cette dichotomie ?
Il semble qu'un compromis à moyen terme, dans lequel l'augmentation du recyclage et la réduction des déchets sont poursuivis parallèlement à la prolifération du CSC, soit inévitable. Après tout, que pouvons-nous faire d'autre avec nos millions de tonnes de déchets pendant que nous nous dirigeons vers une économie circulaire ? Les défis d'une telle approche sont évidents. Si le carbone capturé est utilisé pour extraire encore plus de combustibles fossiles, on a l'impression de faire un pas en avant, deux pas en arrière. Les régulateurs doivent trouver le juste milieu entre un financement adéquat des technologies de CSC pour encourager la prolifération dans le secteur privé, tout en veillant à ce que les incitations à réduire les émissions lors de la production soient toujours présentes.
Aux États-Unis, l Office of Fossil Energy and Carbon Management (Bureau de l'énergie fossile et de la gestion du carbone) est chargé de distribuer 10 milliards de dollars aux innovations en matière de captage et de stockage du carbone. Une partie importante de sa fonction consiste à canaliser ces investissements vers des projets qui utilisent un éventail plus large de paramètres que la simple quantité de carbone séquestré, y compris la santé humaine, la pollution atmosphérique et l'impact sur les communautés. En valorisant les bons paramètres, ils cherchent à éviter que le CSC ne devienne un simple permis d'extraire des combustibles fossiles supplémentaires.
Avec l'augmentation des déchets solides municipaux et le consensus universel sur l'impératif de limiter l'utilisation des décharges, le WTE semble prêt à poursuivre son projet. En fin de compte, selon les commentateurs, l'essor du captage et du stockage du carbone dépendra de la création d'un marché pour le carbone capté et de la possibilité de le stocker efficacement et en toute sécurité. Si c'est le cas, la possibilité pour le CSC de faire des déchets verts un processus véritablement neutre en carbone est une grande victoire pour les gouvernements qui espèrent atteindre des objectifs climatiques ambitieux d'ici le milieu du siècle.
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