La stabilisation des températures mondiales nécessitera des réductions importantes du dioxyde de carbone (CO 2 ) émissions dans le monde. Des évaluations intégrées récentes du changement climatique mondial montrent que le CO 2 les émissions doivent approcher de zéro d'ici le milieu du siècle pour éviter de dépasser l'objectif climatique de 1,5°C. Cependant, « émissions engagées, " les émissions projetées des infrastructures existantes de combustibles fossiles fonctionnant comme elles l'ont fait historiquement, menacent déjà cet objectif de 1,5°C. Avec une durée de vie moyenne d'une centrale au charbon de plus de 40 ans, les centrales électriques proposées ou en construction ne font qu'ajouter à cette charge, augmentant encore le défi d'atteindre zéro émission nette d'ici 2050.

La décarbonation profonde requise pour des émissions nettes nulles exigera que les infrastructures d'énergie fossile existantes et proposées suivent l'une des deux voies suivantes :soit se retirer prématurément, soit capturer et stocker leurs émissions, empêchant ainsi leur rejet dans l'atmosphère. Captage et stockage du carbone (CSC), représente la seule voie viable majeure pour que les centrales à combustibles fossiles soient à zéro net, à moins d'être fermé.

Dans un article de point de vue récemment publié dans Sciences et technologies de l'environnement , Haibo Zhai décrit comment les États-Unis et la Chine, les deux plus gros émetteurs du monde, devraient s'occuper de leurs émissions engagées. « Dans les deux pays, Les rénovations CSC des infrastructures existantes sont essentielles pour réduire les émissions à zéro, " dit Zhai, professeur agrégé de recherche en ingénierie et politiques publiques à l'Université Carnegie Mellon. Cependant, les différences dans les parcs de centrales électriques et le mix énergétique des deux pays indiquent des voies distinctes pour parvenir à une décarbonation profonde.

Aux Etats-Unis., le paysage énergétique a radicalement changé au cours des deux dernières décennies. Le charbon a été la principale source d'électricité (51 % de la production totale d'électricité en 2000) pendant la majeure partie du XXe siècle, mais a récemment été remplacé par le gaz naturel bon marché et abondant ainsi que par la croissance des énergies renouvelables. Le charbon ne représentait que 27% de la production d'électricité aux États-Unis en 2019. Le déclin du charbon devrait se poursuivre en faveur d'alternatives moins chères, en raison du parc de centrales au charbon relativement ancien (40 ans) et inefficace (efficacité de 32 %) des États-Unis.

Zhai ne considère pas les rénovations CSC des centrales au charbon américaines comme une approche de décarbonisation à l'échelle de la flotte, bien qu'il existe un potentiel de capture partielle dans les usines les plus efficaces. Le développement du CSC devrait plutôt être axé sur la modernisation des centrales à cycle combiné au gaz naturel. "Le gaz naturel a contribué à réduire l'intensité carbone du secteur électrique américain, mais cette vague de nouvelles centrales à gaz représente encore une quantité importante d'émissions engagées, " a déclaré Zhai.

La Chine est à l'opposé des États-Unis en termes de mix énergétique et d'infrastructures d'énergie fossile. Le charbon fournit près de 65 % de l'électricité du pays. Les centrales au charbon en Chine ont un âge médian de seulement 12 ans et des rendements beaucoup plus élevés (souvent supérieurs à 40 %) par rapport aux États-Unis. ", a déclaré Zhai. "Toute voie pour que la Chine réalise une décarbonisation profonde doit inclure la modernisation du CSC de ses centrales au charbon récemment construites."

Malgré la nécessité du CCS, la technologie n'a pas fait ses preuves à grande échelle et reste très coûteuse. Seuls deux projets de CSC à l'échelle commerciale sont actuellement en exploitation dans le monde :Petra Nova aux États-Unis et Boundary Dam au Canada. Les technologies CSC actuelles ont des coûts énergétiques et en capital élevés associés à la séparation du CO 2 hors des flux de déchets de processus.

CCS, selon Zhai, se trouve actuellement sur la partie raide de la « courbe d'apprentissage ». Quelle que soit la technologie, les déploiements uniques en leur genre sont toujours coûteux. Cependant, apprentissage à l'échelle de l'industrie - grâce à des développements technologiques tels que des matériaux et des processus de séparation améliorés, extension de la chaîne d'approvisionnement, et augmente l'efficacité opérationnelle - rend les derniers déploiements moins chers. Descendre la courbe d'apprentissage représente une sorte de dilemme de la poule et de l'œuf pour le CSC :être largement déployé, il doit être bon marché. Et pour que CCS soit bon marché, il doit avoir été déployé.

Par conséquent, il y a de bonnes raisons pour que les gouvernements encouragent l'adoption rapide du CSC par le biais de la réglementation, économique, et moyens politiques, argumente Zhai. Il mentionne des études de cas d'autres technologies à faible émission de carbone, comme les panneaux solaires photovoltaïques, qui sont devenus compétitifs en termes de coûts après que les incitations aient contribué à réduire les coûts initiaux élevés. Parce qu'un déploiement précoce est nécessaire pour rendre le déploiement futur économique, Il est temps d'agir, il dit.

« Si vous acceptez le principe selon lequel les émissions engagées sont un problème, il n'y a pas d'autre choix que CCS, " Il a dit. " Et des incitations sont nécessaires pour lancer le déploiement du CSC à l'échelle nécessaire pour résoudre le problème. "

Aux Etats-Unis., Zhai souligne les incitations à la modernisation des centrales au gaz naturel avec CSC, s'attendre à ce que les forces du marché s'attaquent aux émissions engagées des centrales au charbon, alors que la flotte de charbon vieillissante continue de se retirer. L'article de Zhai indique qu'un crédit d'impôt pour la séquestration du carbone aux États-Unis est un levier politique majeur pour inciter ces efforts de CSC.

En Chine, d'autre part, Le développement du CSC pour la modernisation des centrales au charbon devrait être l'objectif principal. Là, Zhai note que le système national d'échange de droits d'émission, où les émetteurs peuvent acheter ou vendre du CO 2 crédits d'émissions, sera le principal levier politique pouvant stimuler le développement de technologies d'atténuation. Dans les deux cas, les coûts élevés actuels du CSC indiquent que les politiques gouvernementales sont une étape clé pour surmonter les phases initiales coûteuses du déploiement.

Les principaux co-avantages de l'incitation au développement du CSC pour les infrastructures existantes à combustibles fossiles sont le rôle que le CSC jouera probablement dans certaines technologies à émissions négatives (NET) et une diminution de la dépendance à l'égard des NET coûteux à l'avenir. Bioénergie avec CCS (BECCS), par exemple, est décrite comme l'option NET la plus importante. Cependant, un sous-système clé pour tout BECCS est CCS. Développer le CSC maintenant, fait valoir Zhai, signifie que BECCS sera prêt à aider à lutter contre le changement climatique mondial à l'avenir.