Charbon : une source d'énergie propre pour l'avenir? [FR][en][de] 

La hausse du prix du gaz et du pétrole, combinée à une situation géopolitique instable dans les principales régions de production, ramène le charbon sur le devant de la scène en tant que source d'énergie sûre et bon marché. La demande globale en charbon devrait régulièrement augmenter au cours des prochaines décennies, l'essentiel de la demande provenant de Chine et d'Inde, mais également des Etats-Unis (prévisions énergétiques de l'AIE). Le charbon compte plusieurs avantages :

• Les  réserves  mondiales sont importantes et ne devraient pas s'épuiser avant 180 ans au rythme de consommation actuelle, selon les estimations de l'Agence internationale de l'énergie (AIE). Un rapport publié en mars 2007 par des scientifiques allemands indépendants (Energy Watch Group) est cependant arrivé à des conclusions différentes. Critiquant la qualité des statistiques sur les réserves de charbon, ces experts estiment que la production mondiale de charbon atteindra son niveau maximum en 2025, soit 30% de plus que le niveau de la production actuelle.
• Les réserves sont relativement bien réparties sur la planète : les Etats-Unis (27%), la Russie (17%), la Chine (13%) et l'Inde (10%) possédent les plus grandes quantités. En comparaison, les pays européens de l'OCDE détiennent autour de 0,45% des réserves (source AIE).
• Le charbon peut être stocké et utilisé rapidement pour venir en complément d'autres sources d'énergie, comme l'énergie éolienne, en cas de pic de demande.

Dans l'UE, la situtation diffère fortement d'un pays à l'autre :

• Consommation : L'Allemagne est le principal pays consommateur de charbon en Europe avec 82 millions de tonnes équivalent pétrole (Mtep) consommées en 2005. Elle est suivie par la Pologne (57 Mtep), le Royaume-Uni (39 Mtep), l'Espagne (21 Mtep), la République tchéque (20,5 Mtep), l'Italie (17 Mtep) et la France (13 Mtep) (source : BP Statistical Review of World Energy 2006).
• Production : La Pologne est le 1er pays producteur de charbon de l'UE (69 Mtep) et le 7ème de niveau mondial. Elle est suivie par l'Allemagne (53 Mtep), la République tchèque (23,5 Mtep) et le Royaume-Uni (12,5 Mtep) (source : BP Statistical Review of World Energy 2006).
• Part du charbon dans la production d'électricité : En 2002, la Pologne dépendait à 92% du charbon pour sa production d'électricité. La République tchèque (65%) et la Grèce (62%) sont également fortement dépendantes du charbon pour leur production d'électricité. L'Allemagne en dépend à environ 50% (source : Commission). En France, le charbon a été très largement abandonné au profit de l'énergie nucléaire.

• Pollution atmosphérique et déchets

Les émissions de polluants (principalement Mercure-Hg; Oxide d'azote-NOx; dioxyde de soufre-SOx) sont les principaux problèmes pour l'environnement liés à l'utilisation du charbon. Les émissions de SOx en particulier constituent un défi important car elles sont à l'origine des pluies acides.

Cependant, plusieurs techniques de combustion avancée existent déjà afin de réduire les émissions nocives. Elles nécessitent moins de charbon pour faire fonctionner les turbines à vapeur qui produisent de l'électricité, rejetant ainsi moins de gaz nocifs et de déchets. Parmi les technologies existantes figurent :

• Cycles combinés de gazification intégrée (IGCC) où le charbon est mélangé à l'oxygène et vaporisé pour avoir une forme gazeuse. La technologie IGCC est censé offrir une rentabilité énergétique jusqu'à 50% supérieure dans la production d'électricité. On produit également grâce à ce procédé le charbon liquéfié (Ctl) qui est utilisé pour alimenter directement un moteur de voiture spécial (le procédé Fischer-Tropsch). Ce procédé peut enfin servir à faire le plein des véhicules à hydrogène dans une économie du futur fondée sur cet élément.
• Ce que l'on appelle les chaudières supercritiques qui fonctionnent à haute pression et à forte température afin d'offrir une rentabilité énergétique jusqu'à 50% supérieure à celle des installations classiques de combustion du charbon. Cette technologie est pratique car elle peut être 'adaptée' sur les centrales déjà en fonctionnement. Elle est également plus versatile car elle permet de brûler la biomasse ainsi que le charbon comme un carburant principal. Plus de 400 installations dites supercritiques sont en fonctionnement à travers le monde et la Chine instaure actuellement ce type de structure comme la norme, selon l'institut mondial du charbon (WCI).

D'autres technologies sont également en cours de développement :

• La combustion sur lit fluidisé (CLF), qui fonctionne avec la plupart des combustibles et qui permet de réduire les émissions de NOx et de SOx de 90%
• La combustion de charbon pulvérisé sous pression (PPCC), une technologie développée principalement en Allemagne.

Ces procédés impliquent souvent de 'nettoyer' le charbon pour en retirer les minéraux et autres matières indésirables, et de l'écraser afin qu'il se consume plus efficacement. Selon le WCI, le fait de nettoyer le charbon réduit la quantité de cendre de plus de 50%, diminuant ainsi les émissions de particules et de SOx et augmentant son efficacité énergétique, ce qui réduit à son tour les émissions de CO2. Cependant, ce procédé implique aussi des coûts supplémentaires.

• Réduire les émissions de CO2

Malgré les progrès technologiques dans le domaine de la combustion, le charbon rejette encore beaucoup de CO2, bien plus que le gaz, et son utilisation accrue menace d'anéantir les efforts pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Sur le long terme, la capture et le stockage du CO2 (technologie CCS) à très grande profondeur est la seule technologie prévue pour obtenir un charbon avec zéro émission de CO2. Cette technologie peut également servir à injecter du CO2 dans les nappes de pétrole en cours d'épuisement afin d'en augmenter le débit.

Cependant, la technique de la capture et du stockage de CO2 est encore au stade de développement et est uniquement testée sur des projets à échelle réduite et sur des installations expérimentales. Elle est encore trop chère pour être économiquement viable.

La Commission européenne estime que les centrales électriques au charbon resteront "la principale source d'électricité au niveau mondial" pour encore un certain temps. Lors d'un discours en mai 2006, le commissaire à l'énergie, Andris Piebalgs, a déclaré que compte tenu des évolutions technologiques, les prévisions concernant le charbon sont "plus positives aujourd'hui que depuis de nombreuses années". Cependant, il a ajouté que l'utilisation du charbon devait s'accompagner d'une réduction des émissions de CO2. "Nous mettons au défi les chercheurs, les industriels et les Etats membres de démontrer comment le charbon peut contribuer à une énergie durable, sûre et compétitive pour l'Europe". La Commission finance des recherches sur les technologie du charbon 'propre' et sur la capture et le stockage du CO2 dans le cadre du 7ème Programme-cadre de recherche et de développement (7ème PCRD). Le but est de réduire le coût de la technologie CCS à moins de 20€ par tonne, avec un taux de capture de plus de 90%.

Selon le Docteur Heinz Scholtholt, membre du bureau de STEAG, une entreprise allemande dans le domaine de l'énergie, le charbon restera une source d'énergie importante du fait de son prix abordable et des quantités importantes disponibles. Selon M. Scholtholt, "d'un point de vue technologique et écologique, le gaz naturel est bien plus intéressant que le charbon, mais il est bien plus cher et doit être importé, alors que le charbon est une source d'énergie domestique". Dans le même temps, il reconnaît que le problème des émissions de CO2 doit encore être résolu. Selon lui, le développement de centrales au charbon ne rejetant quasiment pas de CO2 devrait assurer à l'Allemagne une position de leader au niveau mondial dans les technologies du charbon propre.

Au Royaume-Uni, un groupe de travail sur le charbon propre ('Clean Coal Task Group')composé d'experts de différents horizons a présenté à Tony Blair un rapport en juin 2006. Le groupe soutient le développement des technologies du charbon propre à la fois sur le plan industriel mais aussi pour des raisons environnementales. Selon ce rapport, "l'ambition du gouvernement doit être au moins de conserver la capacité actuelle de production d'énergie à partir du charbon (29GW), tout en transformant toutes les installations pour qu'elle fonctionne au charbon propre et n'emettent plus de rejets nocifs". Cette ambition pourrait devenir réalité grâce à la construction de nouvelles installations et la mise aux normes de celle déjà existantes, ainsi que par l'adaption graduelle d'installation à la technologie CCS.

Selon Christian Egenhofer, un chercheur sur les questions de climat et d'énergie au Centre for European Policy Studies (CEPS) à Bruxelles, une réduction importante des émissions de CO2 des centrales au charbon n'est pas envisageable sur le court terme. Pour le chercheur, la technologie actuelle dite du 'charbon propre' est incapable d'arriver à des réductions des émissions de CO2 de 50 à 80%, qui sont les objectifs à atteindre d'ici 2050 pour lutter contre le réchauffement climatique. Les centrales au charbon les plus récentes "ont beau être très efficaces, elles rejettent toujours beaucoup de CO2" a rappelé M. Egenhofer.

Cependant, sur le long terme, M. Egenhofer estime que la technique de la capture et du stockage de CO2 pourrait tirer son épingle du jeu. Cependant, cette technologie ne deviendra probablement pas compétitive avant au moins 20 ans. M. Egenhofer prédit que des mesures specifiques seront adoptées par les autorités pour soutenir cette technique de capture et de stockage comme ce fut le cas pour les énergies renouvelables.

WWF, l'organisation mondiale de protection de la nature, considère que les centrales au charbon sont les plus riches en carbone, et donc les plus polluantes. Selon elle, le secteur de l'énergie est responsable à lui seul de 37% de l'ensemble des émissions de CO2 d'origine humaine. En Europe, le WWF a publié une étude classant les centrales selon la quantité de CO2 qu'elles produisent. 27 des 30 premières fonctionnent au charbon. Pour Imogen Zethoven, de WWF, "pour enrayer le phénomène de réchauffement climatique, nous devons les remplacer par des énergies plus propres comme le gaz et les énergies renouvelables".

Deux récentes études, l'une publiée en mars 2007 par l'Energy Watch Group  et l'autre en février 2007 par le Centre conjoint de recherche de la Commission (JRC), confirment que si le charbon restera une source d'énergie importante au 21ème siècle, les réserves connues pourraient en revanche s'épuiser plus rapidement que prévu, et le coût de l'extraction et de la production devrait augmenter.