Les prairies vallonnées du nord-est du Wyoming ont été un paradis d'herbe luxuriante jusqu'aux genoux pour les moutons, les bovins et les antilopes d'Amérique cet été.

Mais c'est une énergie verte différente - plus verte - que le géologue Fred McLaughlin recherche alors qu'il fore près de 3,2 kilomètres dans le sol, bien plus profondément que les épais gisements de charbon qui en font la première région minière des États-Unis. McLaughlin et ses collègues de l'Université du Wyoming étudient si de minuscules espaces dans le sous-sol rocheux peuvent stocker en permanence de vastes volumes de gaz à effet de serre émis par une centrale électrique au charbon.

Il s'agit du concept connu sous le nom de stockage du carbone, longtemps présenté comme une réponse au réchauffement climatique qui préserve la combustion de combustibles fossiles par l'industrie énergétique pour produire de l'électricité.

Jusqu'à présent, éliminer le dioxyde de carbone des cheminées des centrales électriques et le pomper sous terre n'a pas été possible sans des factures d'électricité plus élevées pour couvrir les coûts énormes de la technique. Mais avec une injection de 2,5 milliards de dollars du Congrès l'année dernière et maintenant des incitations fiscales plus importantes grâce à la loi sur la réduction de l'inflation adoptée par le Congrès vendredi, les chercheurs et l'industrie continuent d'essayer.

L'un des objectifs du projet de McLaughlin est de préserver la durée de vie d'une centrale électrique au charbon relativement nouvelle, Dry Fork Station, gérée par Basin Electric Power Cooperative. Les responsables de l'État espèrent qu'il en sera de même pour toute l'industrie charbonnière assiégée qui sous-tend encore l'économie du Wyoming. L'État produit environ 40 % du charbon du pays, mais une baisse de la production et une série de licenciements et de faillites ont frappé les vastes mines de charbon à ciel ouvert de la région de Gillette au cours de la dernière décennie.

Alors que l'économie du stockage du carbone reste au mieux incertaine, McLaughlin et d'autres sont confiants dans la technologie.

"La géologie existe", a déclaré McLaughlin. "C'est une ressource que nous recherchons, et cette ressource est l'espace poreux."

COMMENT ÇA MARCHE

Par espace poreux, McLaughlin ne veut pas dire soins de la peau, mais espaces microscopiques entre les grains de grès en profondeur. D'innombrables espaces de ce type s'additionnent :Assez, espère-t-il, pour contenir 55 millions de tonnes (50 millions de tonnes métriques) de dioxyde de carbone sur 30 ans.

McLaughlin et son équipe ont utilisé les mêmes appareils de forage que l'industrie pétrolière pour forer leurs deux puits à près de 10 000 pieds (3 000 mètres), prélevant des carottes de neuf formations géologiques au cours du processus. Les chercheurs étudieront comment l'injection dans un puits, en utilisant de l'eau salée comme substitut du dioxyde de carbone liquide, pourrait affecter le comportement des fluides dans l'autre.

"C'est essentiellement comme un appel et une réponse, si vous voulez y penser de cette façon", a déclaré McLaughlin. "Nous pouvons vérifier nos simulations sur le terrain."

L'équipe de McLaughlin effectue également de nombreux travaux de laboratoire sur la séquestration du carbone à l'école des ressources énergétiques de l'Université du Wyoming à Laramie, étudiant à l'échelle microscopique la quantité de dioxyde de carbone que différentes couches de grès peuvent contenir. Ils modélisent sur des ordinateurs la quantité de dioxyde de carbone, puits par puits, qui pourrait être pompée sous terre au nord de Gillette.

Finalement, ils veulent passer au dioxyde de carbone capturé à partir du panache de fumée à proximité de la station Dry Fork, en utilisant une technique développée par la société californienne Membrane Technology and Research, Inc.

LES RÊVES CARBONE DU WYOMING

Avec un œil sur le stockage du carbone, le Wyoming est devenu en 2020 l'un des deux seuls États, avec le Dakota du Nord, à prendre le relais de l'autorité principale de l'Agence américaine de protection de l'environnement pour délivrer le type de permis que McLaughlin et son équipe devront pomper de gros volumes de dioxyde de carbone, pressurisé dans un état "supercritique" à haute densité, sous terre.

Outre le permis, les géologues auront également besoin de plus de financement. Le programme CarbonSafe (CarbonSAFE) du Département américain de l'énergie finance 24 projets de captage et de stockage du carbone dans tout le pays, et c'est l'un des plus avancés.

Ces projets étaient probablement déjà éligibles à une partie des quelque 2,5 milliards de dollars du projet de loi sur les infrastructures de l'année dernière. Désormais, la nouvelle loi sur la réduction de l'inflation augmentera le crédit d'impôt "45Q" pour les producteurs d'électricité qui séquestrent leur carbone de 50 $ à 85 $ la tonne.

Le pompage souterrain de dioxyde de carbone n'a rien de nouveau. Pendant des décennies, l'industrie pétrolière et gazière a utilisé le dioxyde de carbone, après qu'il a été séparé du méthane vendu pour alimenter les poêles et les fours, pour recharger les champs de pétrole vieillissants.

JUSQU'À PRÉSENT, EXPÉRIENCES ÉCHOUÉES

Les critiques, cependant, soulignent que le processus est coûteux à utiliser dans les centrales électriques et fournit une sorte de bouée de sauvetage aux industries du charbon, du pétrole et du gaz naturel alors que le monde, à leur avis, devrait cesser complètement d'utiliser des combustibles fossiles.

À ce jour, un seul projet à grande échelle commercialement opérationnel aux États-Unis a pompé du dioxyde de carbone d'une centrale électrique souterraine. Mais pour couvrir les coûts, la centrale électrique au charbon Petra Nova de NRG Energy, à l'extérieur de Houston, a vendu son dioxyde de carbone pour augmenter la production locale de pétrole.

Après trois ans d'exploitation, Petra Nova a fermé ses portes en 2020, lorsque les bas prix du pétrole ont rendu l'utilisation du gaz pour recharger un gisement de pétrole voisin non rentable.

En décembre, une étude du Government Accountability Office des États-Unis a révélé que Petra Nova était le seul des huit projets de captage et de stockage du carbone dans des centrales au charbon à être effectivement mis en service, après avoir obtenu un financement de 684 millions de dollars du ministère de l'Énergie depuis 2009.

Certaines communautés qui sont confrontées depuis des années à la pollution atmosphérique industrielle craignent également que les entreprises utilisent les promesses de stockage du carbone comme moyen de se développer.

Pour Howard Herzog, ingénieur de recherche au Massachusetts Institute of Technology et pionnier de la capture et du stockage du carbone, la question n'est pas de savoir si la technique est techniquement réalisable à grande échelle. Il en est certain. Mais si cela peut être économiquement faisable, c'est une autre affaire.

"Les gens commencent à le prendre plus au sérieux même si changer fondamentalement nos systèmes énergétiques n'est pas une tâche facile", a déclaré Herzog. "Ce n'est pas quelque chose que vous faites à court terme. Vous devez vraiment mettre en place la politique et nous ne l'avons toujours pas vraiment fait."

Cela peut coûter cher, a déclaré Herzog. Mais ne rien faire en matière de climat, "peut être beaucoup plus cher". + Explorer plus loin

La prise en charge du captage et de la séquestration du carbone est essentielle pour un réseau plus écologique et plus fiable

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