Un pipeline du Midwest promet de renvoyer du dioxyde de carbone dans le sol

La plupart des pipelines qui serpentent aux États-Unis transportent du carbone qui a été enfoui sous terre pendant des millions d'années, puis déterré, destiné à être brûlé dans un moteur à combustion, un four ou une chaudière et émis dans l'atmosphère. Mais un nouveau pipeline qui pourrait bientôt traverser l'Iowa, le Minnesota et les Dakotas promet de faire le contraire.

Summit Carbon Solutions, une entreprise dérivée d'une entreprise agricole basée dans l'Iowa, a récemment annoncé qu'elle développait un projet de pipeline de 2 milliards de dollars qui transportera le dioxyde de carbone capturé dans les raffineries d'éthanol dispersées dans le Midwest vers un site du Dakota du Nord où il sera pompé à des milliers de pieds sous terre. Le CO2 commencera dans l'atmosphère, où il réchauffe la planète, et sera aspiré vers la terre par des tiges de maïs. Alors qu'une partie sera transformée en éthanol et mélangée à de l'essence, le reste sera renvoyé dans la croûte terrestre et - si tout se passe comme prévu - enterré pour toujours.

S'il est construit, le projet prouvera un nouveau modèle commercial pour la capture du carbone dans l'industrie des biocarburants et élargira le réseau de pipelines de dioxyde de carbone du pays, une infrastructure qui, selon certains chercheurs et défenseurs du climat, est nécessaire pour ramener les émissions américaines à zéro.

Summit a déclaré à Grist qu'il avait déjà des accords avec suffisamment de bioraffineries - un terme général pour les installations qui créent du carburant à partir de matières organiques - pour séquestrer 5 millions de tonnes de CO2 par an une fois que tous les composants du projet seront opérationnels, ce qu'il prévoit de faire en 2024. Son objectif est de signer des partenaires supplémentaires, y compris d'autres types d'installations émettrices de carbone comme les producteurs d'engrais et les centrales électriques, pour capturer et stocker au moins 10 millions de tonnes de CO2, soit environ la quantité que l'État du Vermont émet dans un année.

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"Avec l'intérêt que nous avons reçu des bioraffineries et d'autres émetteurs industriels de CO2 depuis l'annonce de notre projet, il est probable que nous dépassions même" 10 millions de tonnes par an, a déclaré Bruce Rastetter, PDG de Summit Agricultural Group, dans un e-mail.

La capture et le stockage du carbone, ou CSC, sont souvent critiqués pour être trop coûteux pour être utiles, mais le processus semble assez différent selon l'endroit où le carbone est capturé. Les centrales électriques à combustible fossile émettent un méli-mélo de gaz, ce qui rend difficile et énergivore la construction d'un système de captage capable de séparer le CO2. Mais dans une bioraffinerie où du maïs ou une autre forme de biomasse est fermenté en éthanol, le processus émet un flux pur de CO2, avec juste un peu de vapeur d'eau mélangée.

"Il n'y a pas d'énergie nécessaire pour la capture" dans les bioraffineries, a déclaré Daniel Sanchez, ingénieur et analyste des systèmes énergétiques à l'Université de Californie à Berkeley, expliquant que seule une petite quantité était nécessaire pour comprimer et déshydrater le gaz. C'est "la raison pour laquelle cela fonctionne si bien, pourquoi c'est bon marché et pourquoi tout le monde veut le faire", a-t-il déclaré.

Pourtant, très peu le font. Deux usines de biocarburants au Kansas capturent leur CO2 et le vendent à des compagnies pétrolières qui l'acheminent vers des champs pétrolifères vieillissants et le pompent sous terre pour amadouer du pétrole supplémentaire - un processus connu sous le nom de "récupération assistée du pétrole". Une seule bioraffinerie enfouit son CO2 sous terre uniquement dans le but de le retirer de l'atmosphère, et le projet a été rendu possible grâce à un soutien financier substantiel du ministère de l'Énergie. Cette usine, située à Decatur, dans l'Illinois, et détenue par Archer Daniels Midland, a la capacité de capter 1 million de tonnes de CO2 par an et de l'enfouir à proximité. (En 2019, le projet ne capturait et ne stockait qu'environ la moitié de cette quantité, ce qui, selon la société, était dû à la réduction de la production d'éthanol.)

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Bien qu'il ne soit pas difficile à capturer dans une bioraffinerie, jusqu'à récemment, le CO2 capturé avait peu de valeur. Mais aujourd'hui, le paysage économique est en train de changer. Le projet de Summit a été rendu possible par une confluence de facteurs. Premièrement, en 2018, le Congrès a augmenté la valeur du crédit d'impôt 45Q, qui finira par payer jusqu'à 50 $ pour chaque tonne de carbone qu'une installation capture et stocke sous terre, et l'a également rendu plus facile à utiliser. Les règles définitives du crédit amélioré ont été publiées en janvier.

Un deuxième développement est survenu en 2019 lorsque l'Air Resources Board de Californie a adopté un nouveau protocole de capture et de stockage du carbone pour sa norme de carburant à faible teneur en carbone. Cela signifie que les installations d'éthanol qui utilisent le CSC pour réduire l'intensité carbone de leur carburant peuvent générer des crédits négociables lorsqu'elles le vendent en Californie. Les producteurs de carburants plus sales qui ne répondent pas aux normes californiennes doivent acheter ces crédits pour se conformer. Récemment, les crédits se vendaient environ 200 dollars la tonne de carbone. Summit a déclaré à Grist qu'il gagnerait des revenus grâce au crédit d'impôt 45Q en plus de partager la valeur des crédits de la norme de carburant californienne avec ses bioraffineries partenaires. La société s'attend également à ce que des marchés similaires de carburant à faible teneur en carbone se développent dans d'autres parties de l'Amérique du Nord et dans le monde, créant potentiellement une plus grande demande pour les raffineries partenaires de Summit.

Le troisième facteur est que le Dakota du Nord est l'un des deux États auxquels l'Environmental Protection Agency a récemment accordé le pouvoir de réglementer les puits d'injection souterrains de classe VI - la catégorie de puits développés spécifiquement pour la séquestration géologique du CO2 - ce qui rend le processus d'autorisation beaucoup plus facile pour les entreprises qui souhaitent injecter du carbone sous terre. Contrairement à l'Iowa, au Minnesota ou au Dakota du Sud, la majeure partie du Dakota du Nord se trouve au sommet des bonnes conditions géologiques pour le stockage du CO2, appelées formations salines profondes.

Le projet de Summit est conçu pour relier les bioraffineries parsemant le Midwest aux formations salines du Dakota du Nord. Dane McFarlane et Elizabeth Abramson / / Institut des Grandes Plaines

Brad Crabtree du Great Plains Institute, une organisation à but non lucratif dans le domaine de l'énergie qui plaide pour des politiques qui soutiennent l'intensification du captage et du stockage du carbone, a déclaré que le projet profite non seulement au climat, mais crée également une opportunité économique importante dans la région. "Je pense que c'est révolutionnaire en termes de potentiel de transformation des perspectives et des attitudes sur ce qui est possible en termes de lutte contre le changement climatique et de gestion du CO2", a-t-il déclaré.

La culture de cultures pour le carburant a toujours été controversée, car elle risque de soustraire des terres à la production alimentaire, et des terres cultivées sont parfois créées par le rasage de forêts et d'autres habitats importants. La culture du maïs, en particulier, nécessite beaucoup d'engrais, qui peuvent s'écouler dans les eaux voisines et créer des proliférations d'algues nuisibles. Mais si vous évaluez l'éthanol de maïs uniquement sur la base des émissions de gaz à effet de serre, des études antérieures ont montré que les émissions moyennes de CO2 du cycle de vie complet de la production et de la combustion de l'éthanol sont d'environ 20 % inférieures à celles de l'essence. Une étude plus récente menée par le département américain de l'Agriculture affirme que la production d'éthanol est devenue plus efficace et émet actuellement, en moyenne, 40 % de CO2 de moins que l'essence. (L'éthanol ne remplace pas complètement l'essence - il est généralement mélangé à environ 10 % d'essence.)

Jeremy Martin, scientifique principal à l'Union of Concerned Scientists, a déclaré que même si le monde passe rapidement aux véhicules électriques, une élimination complète des voitures à essence prendra des décennies. Il faudra encore plus de temps pour trouver des solutions zéro émission pour les avions et les cargos, qui devraient adopter de plus en plus de carburants à faible émission de carbone fabriqués à partir de biomasse ou d'hydrogène. "Nous allons continuer à utiliser pas mal d'éthanol pendant encore quelques années", a-t-il déclaré. "Nous devons à la fois faire ce que nous pouvons pour décarboniser tous les carburants que nous utilisons et nous devons passer aux carburants les plus propres possibles en même temps."

Sanchez a déclaré que l'ajout de CCS au processus de fermentation, comme le fait Summit, réduira probablement l'intensité carbonique de l'éthanol de 30 à 40 %. Mais il existe d'autres moyens de le rendre encore plus propre. La plupart des bioraffineries brûlent des combustibles fossiles pour créer de la chaleur pour le processus de fermentation, et capturer les émissions de cette étape ou brûler de la biomasse au lieu de combustibles fossiles - ou, mieux encore, les deux - réduirait davantage l'intensité carbone de l'éthanol. Les usines d'engrais produisent beaucoup d'émissions, et l'installation de la technologie CSC là-bas améliorerait également les émissions du cycle de vie de l'éthanol - car, rappelez-vous, la culture du maïs pour l'éthanol nécessite des engrais. À long terme, remplacer le maïs par d'autres cultures qui nécessitent moins de ressources pour pousser, comme le panic raide, améliorerait également considérablement l'empreinte carbone de l'éthanol. Sanchez est optimiste sur le fait que des mécanismes tels que la norme californienne sur les carburants à faible émission de carbone continueront de pousser l'industrie vers ces options plus propres.

Au-delà de la réduction des émissions associées à l'éthanol, le projet de pipeline de Summit est une étape vers la construction de l'infrastructure qui, selon certains chercheurs et défenseurs du climat, est nécessaire pour ramener les émissions américaines à zéro.

Dans un rapport publié l'année dernière qui examinait comment les États-Unis pourraient atteindre des émissions nettes nulles d'ici 2050, les chercheurs de Princeton ont découvert que le succès dépendait d'un nouveau réseau national de pipelines de CO2 - potentiellement d'une valeur de 70 000 miles. Ils ont découvert que même si les États-Unis électrifient les véhicules et les bâtiments et remplacent presque toute l'électricité provenant des combustibles fossiles par des énergies renouvelables, nous devrons probablement capturer le CO2 de la production de ciment (qui ne peut pas encore être électrifiée), des centrales électriques au gaz (s'il en reste), des biocarburants et de la production d'hydrogène, et peut-être même des machines qui peuvent aspirer le carbone directement de l'air - et le transporter vers un endroit où il peut être utilisé ou séquestré sous terre.

La nouvelle secrétaire à l'énergie, Jennifer Granholm, semble d'accord. "De toute évidence, il s'agit encore d'une technologie naissante pour capturer les émissions de CO2, mais nous devons le faire sur tous les types de carburant, si nous voulons atteindre le zéro net", a-t-elle déclaré dans une récente interview avec E&E News. "Les pipelines de CO2 qui seront nécessaires pour cela pourraient mettre beaucoup de gens au travail, donc je pense que c'est une grande opportunité d'emploi, je pense que c'est une grande opportunité de réduction de carbone, et nous allons être optimistes à ce sujet."

Certains défenseurs du climat rejettent la capture du carbone au motif qu'elle étend une bouée de sauvetage aux industries et technologies à forte intensité de carbone qui devraient être éliminées le plus rapidement possible. Et la capture du carbone ne résout pas les problèmes de pollution de l'air et de l'eau associés à l'un des procédés industriels pour lesquels elle a été proposée. Mais lorsqu'il s'agit de trouver des solutions aux émissions de carbone, Crabtree a déclaré qu'il était irresponsable de retirer des options de la table.

Il a souligné que nous essayons de décarboner dans un contexte politique, où nous avons besoin de nombreuses parties prenantes, y compris des entreprises et des travailleurs, pour soutenir la politique climatique. Il a déclaré que la capture du carbone permet aux installations existantes qui paient des emplois bien rémunérés de gérer leurs émissions. "Nous devons mettre des options sur la table ou nous n'arriverons pas à zéro à temps", a-t-il déclaré.

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