Le bilan douteux de la CCS aux États-Unis

Selon l’autorité de surveillance financière des États-Unis (GAO – Government Accountability Office), le département de l’Énergie a investi environ 1,1 milliard de dollars entre 2009 et 2015 dans neuf projets de capture et séquestration du carbone (CCS). De ces neuf projets, à peine trois ont été menés à terme et seulement deux sont toujours en activité. Bien que la technologie fonctionne, ses coûts sont élevés et ses bénéfices incertains. Le GOA déplore qu’on ait subventionné à la hâte des projets ayant si peu de chances de réussite.

Le principe de la CCS est séduisant. L’idée consiste à installer des appareils qui traitent les gaz d’échappement des usines utilisant de grandes quantités de carburants fossiles pour en retirer le CO₂, qui est ensuite injecté sous terre d’une manière que l’on espère permanente. La technologie fonctionne, mais elle a ses limites. D’une part, elle est coûteuse. De plus, elle est énergivore et ne parvient pas à filtrer la totalité du CO₂. Enfin, les sites de stockage géologique sont souvent assez lointains et leur étanchéité à long terme demeure incertaine.

J’invite ceux qui veulent en savoir plus sur le fonctionnement des diverses technologies de CCS à lire mon article intitulé Méthodes et limites de la capture du carbone.

Quoi qu’il en soit, on misait beaucoup sur la CCS pour lutter contre les changements climatiques durant les années 2000. On imaginait que toutes les usines très émettrices de CO₂ en seraient dotées et que tous ces gaz à effet de serre qu’on éviterait d’émettre allaient donner un répit au climat. C’est dans ce contexte que gouvernement américain a sélectionné 11 projets de démonstration en 2009. Huit d’entre eux (dont deux abandonnés presque immédiatement) concernaient des usines de production électrique au charbon – c’était le rêve du « charbon propre ». Trois autres projets étaient de nature industrielle et s’apparentaient aux projets actuels d« ’hydrogène bleu ».

Le « charbon propre »

Huit projets de « charbon propre » ont été sélectionnés dans le cadre de la « Clean Coal Initiative », mais deux ont été abandonnés avant de recevoir le moindre financement, de sorte que le GAO n’en compte que six au total. Un seul de ces projets a été mené à terme et a fonctionné de 2017 à 2020. On y a mis fin depuis. La facture totale de ces projets atteint la bagatelle de 684 millions de dollars. Le rapport détaille l’évolution de plusieurs projets.

Le projet American Electric Power proposait de capturer environ 90 % du CO₂ contenu dans les gaz d’échappement d’une usine thermique existante de 235 MW en Virginie-Occidentale. Ce CO₂ devait ensuite être injecté dans une formation géologique locale. Le projet a été abandonné à la fin de sa phase de définition, parce que le projet n’était pas rentable sans réglementation pour limiter les émissions. Le projet a quand même reçu 17 millions de dollars.

Le programme FutureGen 2.0, en Illinois proposait deux projets reliés. D’abord, construire une usine au charbon munie d’un système de CCS capable de capturer environ 90 % du CO₂ contenu dans les gaz d’échappement et ensuite, construire un pipeline de 50 km vers un site où l’on injecterait un million de tonnes de CO₂ dans une formation saline souterraine. Le département de l’Énergie a cessé son appui au projet en 2015 en raison d’un manque généralisé de progrès dans l’ingénierie de l’usine et dans le montage financier de la composante pipeline du projet. L’usine a tout de même reçu 117 millions de dollars de financement et le pipeline, 84 millions.

Le projet Summit Texas Clean Energy, au Texas, proposait de construire une usine de gazéification du charbon à cycle combiné de 400 MW, dont 190 MW auraient été couverts par un système de CCS. Au total, on aurait capturé deux millions de tonnes de CO2 par année, qui auraient été injectées dans des puits de pétrole du bassin Permien proche, pour faciliter l’extraction pétrolière. Le projet a été annulé parce que son montage financier n’a pas pu être bouclé. Le gouvernement a quand même dépensé 118 millions de dollars dans les étapes initiales du projet.

Le projet Hydrogen Energy California proposait de construire une usine de gazéification du charbon à cycle combiné « à une échelle commerciale » comportant un volet CCS. Au total, on aurait capturé deux millions de tonnes de CO2 par année, qui auraient été injectées dans des puits de pétrole pour en faciliter l’extraction. Le projet comportait un pipeline de 6 km pour transporter le CO₂ vers le site de séquestration. Il a été abandonné en raison de dépassements de coûts et d’échéances manquées, après que le département de l’énergie y ait englouti 153 millions de dollars.

Le projet Petra Nova est le seul projet charbonnier qui ait été complété. Il consistait à capturer les rejets d’une usine existante de 240 MW au Texas, soit 1,4 million de tonnes de CO₂ par année. Ce gaz était ensuite transporté sur 130 km par pipeline vers le bassin Permien, où il était injecté dans les puits pour stimuler la production de pétrole. Le projet a été mis en service au début de 2017, mais l’installation a été mise hors service en mai 2020, parce que le prix du pétrole était tombé trop bas pour justifier le coût de l’injection. L’investissement a été de 195 millions de dollars.

On voit que le montage financier de ces projets coûteux n’a pas pu être bouclé dans la majorité des cas, même si l’industrie pétrolière pouvait rentabiliser en partie le CO₂ récupéré. On notera aussi l’ironie de la pratique consistant à récupérer des GES pour faciliter la production de pétrole qui en est lui-même fortement émetteur. La facture totale de 684 millions de dollars n’a permis de séquestrer que 4,2 millions de tonnes de CO₂, tout en facilitant la production de pétrole qui a annulé ces résultats dans une proportion qui n’a pas été évaluée.

Les projets industriels

Les projets industriels sont d’un intérêt particulier, parce qu’ils s’apparentent aux projets d’hydrogène « bleu » (de source fossile, mais avec CCS) qui sont actuellement proposés un peu partout dans le monde. Deux des trois projets ont été complétés et sont toujours en activité. La subvention gouvernementale a atteint 438 millions de dollars, en plus des coûts de construction assumés par le secteur privé.

Le projet Leucadia Lake Charles concernait la construction d’une immense usine de méthanol en Louisiane. Il aurait été le plus gros des projets de CCS américains, puisqu’il visait la séquestration de 4,5 millions de tonnes de CO₂ par année. Le gaz devait être transporté par pipeline jusqu’au Texas, où il devait être utilisé pour faciliter l’extraction du pétrole. La construction de cette usine a toutefois été abandonnée faute de demande en 2015, de sorte que le projet de CCS est tombé à l’eau, après de dépenses de 13 millions de dollars.

Le projet Air Products and Chemicals visait à produire de l’hydrogène par reformage à la vapeur du gaz naturel. La CCS devait ensuite récupérer un million de tonnes de CO₂ par année et le transporter par pipeline sur 20 km vers un grand pipeline existant qui l’aurait acheminé vers un site pétrolier du Texas pour y stimuler l’extraction. Le projet a été construit, est entré en service en 2013 et était toujours en activité en octobre 2021. La subvention a atteint 284 millions de dollars.

Le projet Archer Daniels Midland, en Illinois, visait à ajouter des installations de CCS à une usine d’éthanol existante en Illinois, pour capturer environ un million de tonnes de CO₂ par année. Ce gaz était ensuite injecté dans une formation saline bien caractérisée, située à moins de 2 km de distance. Le projet a été construit et est entré en service en 2017. Il était toujours en activité en octobre 2021.

Beaucoup de réticences ont été exprimées à propos de l’hydrogène bleu, au niveau international. Il est intéressant de constater qu’au moins un projet de ce genre a été mené à terme et qu’il est en activité depuis huit ans. On peut toutefois déplorer que les rejets de cet hydrogène « propre » servent à accroître la production pétrolière. Le gaz injecté dans les puits y augmente la pression, ce qui rend le pétrole plus facile à pomper et augmente les quantités récupérables.

Bilan

Le GOA déplore que le bilan du programme soit si mince. La technologie utilisée n’est pas en cause. Le problème se situe selon lui au niveau du bouclage financier des projets. Les projets charbonniers, en particulier, ont été minés par :

• • la volatilité du marché des carburants fossiles et la concurrence croissante du gaz naturel à l’époque
  • les incertitudes entourant un possible marché du carbone et les incitatifs fiscaux potentiels
  • le coût élevé des projets
  • la fin du programme de subvention avant que certains projets n’aient pu être bouclés.

Dans l’ensemble, la transition de la production électrique américaine du charbon vers le gaz semble avoir rendu caducs plusieurs de ces projets de « charbon propre ». Le GOA reproche aussi au département de l’Énergie de s’être engagé financièrement trop rapidement, avant un examen complet des dossiers, ce qui a augmenté les risques de subvention à de projets non viables. Dans le cas des projets charbonniers, les dépassements de coûts ont également été importants : les subventions ont atteint 268 % des montants initialement prévus.

Sources :

Government Accountability Office. Carbon Capture and Storage:Actions Needed to Improve DOE Management of Demonstration Projects, GAO-22-105111, Publié et rendu public le 20 décembre 2021.