Avec le bon investissement dans les infrastructures publiques, les États-Unis pourraient jusqu'à doubler la quantité d'émissions de dioxyde de carbone actuellement capturées et stockées dans le monde au cours des six prochaines années, selon une analyse effectuée par des chercheurs de l'Université de Princeton.

Les auteurs proposent dans le Actes de l'Académie nationale des sciences un réseau de pipelines qui transférerait les déchets de dioxyde de carbone des raffineries d'éthanol du Midwest américain, où les grains sont fermentés pour produire le carburant à base d'alcool, vers les champs pétrolifères de l'ouest du Texas. Le carbone capturé serait ensuite pompé dans des champs pétrolifères presque épuisés grâce à une technique connue sous le nom de récupération assistée du pétrole, où le dioxyde de carbone aide à récupérer le pétrole résiduel tout en étant finalement piégé sous terre.

Les chercheurs ont découvert que ce réseau de capture et de stockage pourrait empêcher jusqu'à 30 millions de tonnes métriques de dioxyde de carbone d'origine humaine d'entrer dans l'atmosphère chaque année, une quantité équivalente à retirer 6,5 millions de voitures de la route. Actuellement, environ 31 millions de tonnes métriques de dioxyde de carbone sont captées et stockées chaque année dans le monde.

Les auteurs étaient motivés par un crédit d'impôt adopté par le Congrès dans la loi budgétaire bipartite de 2018 pour encourager les investissements dans le captage et le stockage du carbone. Leur analyse a montré que ce réseau de capture et de stockage à grande échelle ne serait possible – et rentable pour les entreprises qui l'utilisent – ​​que si les crédits d'impôt sont couplés à des prêts gouvernementaux à faible taux d'intérêt pour financer l'infrastructure pipelinière nécessaire. Si les gouvernements n'accordaient des prêts à faible coût que pour la moitié des pipelines, le réseau à plus petite échelle qui en résulterait séquestrerait encore 19 millions de tonnes métriques de dioxyde de carbone par an.

« Les nouveaux crédits d'impôt sont la politique la plus significative d'incitation à la capture du carbone, l'utilisation et le stockage (CCUS) dans le monde aujourd'hui, " a déclaré le premier auteur Ryan Edwards, un membre du Congrès en science et ingénierie de l'AAAS à Washington, D.C. qui a obtenu son doctorat. en génie civil et environnemental de Princeton en 2018. Edwards a travaillé sur l'analyse en tant qu'étudiant diplômé sous la direction du co-auteur Michael Celia, directeur du Princeton Environmental Institute (PEI) et le professeur Theodora Shelton Pitney d'études environnementales et professeur de génie civil et environnemental.

« C'est la première fois que nous avons devant nous une politique qui nous permet d'envisager sérieusement un déploiement à grande échelle, " a déclaré Edwards. " Il y a beaucoup d'intérêt pour le CCUS à différents niveaux, et le soutien bipartite. Ce qu'il n'y a pas eu, c'est un plan sur la façon dont cela pourrait se produire et à quoi cela ressemblerait."

Le Groupe d'experts intergouvernemental des Nations Unies sur l'évolution du climat a identifié la capture du carbone comme un élément clé pour réduire les émissions de dioxyde de carbone et maintenir la température moyenne de la planète à moins de 2 degrés Celsius au-dessus des niveaux préindustriels. Pour faire ça, on estime que d'ici 2050, 5, 000 à 10, 000 tonnes de dioxyde de carbone doivent être captées et stockées chaque année, Rapport d'Edwards et Celia.

Néanmoins, la mise en œuvre de l'infrastructure de stockage du carbone a été entravée par un manque de soutien politique et des coûts initiaux importants pour les projets individuels, dit Célia.

"Pour que le CCUS ait une chance de développement à grande échelle, l'infrastructure nécessaire doit être construite, ", a déclaré Celia. "Cela comprend les pipelines pour transporter le CO2 des endroits où il est capté vers les endroits où il peut être utilisé. Notre étude fournit une feuille de route économiquement réalisable pour construire un tel pipeline, ce qui serait une première étape cruciale pour le CCUS à grande échelle aux États-Unis. »

Des infrastructures similaires à grande échelle telles que l'Interstate Highway System et les réseaux électriques ont été construites avec le financement et la coordination du gouvernement, dit Edwards.

« Notre analyse montre qu'un soutien public supplémentaire au-delà des crédits d'impôt sera nécessaire pour permettre un déploiement à grande échelle à court terme, " a déclaré Edwards. "C'est ainsi que ces choses sont faites - les gouvernements jouent un rôle clé. Un excellent exemple récent est le leadership en matière d'infrastructure d'énergie propre par le gouvernement de l'État du Texas qui a permis le grand boom de l'énergie éolienne là-bas. »

Edwards et Celia se sont concentrés sur les raffineries d'éthanol car le gaz qu'elles produisent est composé à plus de 99 % de dioxyde de carbone, ce qui en fait l'un des plus rentables à capturer, dit Edwards. Par contre, il a dit, le sous-produit de la combustion du charbon n'est constitué que de 10 à 15 % de dioxyde de carbone et la technologie de capture est coûteuse. Le coût de capture du dioxyde de carbone à partir de sources de charbon ou de gaz varie de 50 à 75 $ par tonne métrique, contre environ 20-30 $ la tonne métrique pour les sources d'éthanol.

À la fois, Les raffineries d'éthanol du Midwest - qui produisent 43 millions de tonnes métriques de dioxyde de carbone par an - sont situées loin des pipelines de dioxyde de carbone existants et ne reposent pas sur des formations géologiques adaptées au stockage du gaz, Edwards et Celia ont écrit.

La récupération conventionnelle d'un puits de pétrole produit environ 40 pour cent du pétrole total dans la roche, dit Edwards. L'injection de dioxyde de carbone dans le réservoir permet de récupérer plus de pétrole, généralement environ 15 % supplémentaires, il a dit. Le dioxyde de carbone est séparé de l'huile à la surface, puis le gaz est renvoyé dans le sol et finalement piégé là-bas.

Le réseau proposé par Edwards et Celia pourrait augmenter de 50 % la récupération améliorée du pétrole aux États-Unis, actuellement limitée par un manque de dioxyde de carbone abordable. ils ont écrit.

« Cela peut être un gagnant-gagnant pour le climat et la sécurité énergétique nationale, " a déclaré Edwards.

« La demande mondiale de pétrole devrait se poursuivre après 2050, il y a donc un besoin pour une nouvelle production de pétrole, " dit-il. " S'il doit y avoir plus de pétrole, il est bien meilleur sur le plan environnemental que nous produisions du pétrole au pays à partir d'un champ existant plutôt que de forer de nouveaux puits dans des endroits comme l'Arctique, ou l'importer de nouvelles frontières. La possibilité de séquestrer également le carbone capturé rend la technologie globale extrêmement attrayante. »

Le réseau proposé empêcherait encore beaucoup plus d'émissions de dioxyde de carbone que le pétrole qu'il aide à extraire n'en produirait, dit Célia.

"L'ampleur du problème du carbone est si grande qu'aucune technologie ne peut le résoudre à elle seule, " Celia a déclaré. "Les combustibles fossiles sont susceptibles d'être une source d'énergie importante dans un avenir prévisible. Le CCUS est la seule technologie actuellement disponible qui peut résoudre le problème du carbone tout en permettant l'utilisation de combustibles fossiles. Toutes les projections actuelles d'un avenir énergétique à faible émission de carbone incluent des quantités importantes de CCUS. »

Le papier, « Des infrastructures pour permettre le déploiement du captage du carbone, utilisation, et stockage aux États-Unis, " a été publié le 18 septembre dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .