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Milas Evangelista de Sousa

Directeur de Renovar Développement Durable

OpAA74

Technologie bioénergétique avec capture et stockage du carbone ajoute plus de valeur à l'éthanol

La loi 13 576 de 2017, qui a institué RenovaBio, définit une prime pouvant aller jusqu'à 20% sur le score d'efficacité énergétique environnementale pour le producteur qui s'avère avoir une empreinte carbone négative dans le cycle de vie de la production de biocarburants. Cela peut signifier jusqu'à 20% de crédits de décarbonation émis en plus et plus de revenus générés pour le producteur.

Actuellement, les producteurs d'éthanol les plus performants ont une intensité carbone de l'ordre de 16 grammes d'équivalent dioxyde de carbone par mégajoule. Comment, alors, rendre ce nombre négatif et toucher la prime sur l'émission de crédits de décarbonation? Il est peu probable que les gains supplémentaires résultant de l'amélioration des processus de production dans les zones agricoles et industrielles conduisent à une empreinte carbone négative. Une voie prometteuse est l'introduction de la technologie de capture et de stockage du carbone géologique dans la production bioénergétique, connue sous l'acronyme BECCS.

Alors que la capture et le stockage du carbone atténuent les émissions de dioxyde de carbone dans les industries dépendant des énergies fossiles, telles que les centrales thermoélectriques au charbon ou au gaz et les aciéries, le modèle bioénergétique avec capture et stockage du carbone favorise l'élimination efficace du dioxyde de carbone de l'atmosphère. C'est donc l'une des technologies de base pour atteindre les objectifs de neutralité carbone auxquels s'engagent les grandes économies mondiales.

Le Groupe d'experts international sur l'évolution du climat estime qu'il est nécessaire de mettre en œuvre des projets de bioénergie avec capture et stockage du carbone pour éliminer 328 milliards de tonnes de carbone entre 2020 et 2100, plus que ce qui sera possible avec la plantation de nouvelles zones forestières, estimées à 252 milliards de tonnes de dioxyde de carbone au cours de la même période.

Brièvement, avec la technologie Carbon Capture and Storage, le dioxyde de carbone issu de la combustion des énergies fossiles, qui serait émis dans l'atmosphère, est capté et réinjecté dans les roches sédimentaires dont il est issu, qui abritent naturellement les réserves de carbone. pétrole, gaz naturel ou charbon. Il est utilisé depuis plus de 40 ans dans l'industrie pétrolière pour injecter du dioxyde de carbone issu de la purification du gaz naturel dans les champs de production et augmenter la récupération du pétrole.

Le processus retient une partie du dioxyde de carbone dans la roche réservoir, mais son objectif principal n'est pas de réduire les émissions de dioxyde de carbone, mais d'augmenter la production de pétrole. Le premier projet de captage et de stockage du carbone exclusivement destiné à la réduction des émissions de dioxyde de carbone a été développé dans le champ gazier de Sleipner par la compagnie pétrolière nationale norvégienne Equinor et est devenu opérationnel en 1996.

Sur les près de 30 projets de captage et de stockage du carbone, le carbone fonctionne à l'échelle commerciale dans le monde, fin 2021, plus de 70% provenaient de la récupération avancée du pétrole, et le reste visait à réduire les émissions. Parmi eux se trouve un projet de bioénergie avec captage et stockage du carbone, mis en œuvre à l'usine d'éthanol de maïs d' ADM à Decatur, dans l'Illinois. Capable d'injecter 1 million de tonnes de dioxyde de carbone par an depuis 2017, il a été développé avec le soutien financier du gouvernement américain pour démontrer la faisabilité de la technologie à l'échelle commerciale.

Technologie de capture et de stockage du carbone comporte trois composantes principales: la capture, le transport et le stockage. Le captage se fait dans des sources fixes de dioxyde de carbone, où il est séparé, à un coût élevé, des autres gaz émis lors de la combustion des combustibles fossiles. Le dioxyde de carbone capté est transporté par des pipelines ou, éventuellement, par des navires (dans le cas de projets maritimes), jusqu'à un point d'injection géologiquement approprié dans un bassin sédimentaire.

La technologie de construction et d'exploitation des pipelines et des navires est la même que celle utilisée dans le transport du gaz naturel, largement dominé par l'industrie pétrolière. Les bassins sédimentaires couvrent la plupart de tous les continents. Au Brésil, il y a plus de 6 millions de kilomètres carrés de bassins sédimentaires, dont 4,9 millions de kilomètres carrés sur terre et le reste sur le plateau continental. Le stockage géologique du carbone nécessite deux conditions essentielles: l'existence de roches poreuses remplies d'eau salée (aquifères salins); et, immédiatement au-dessus d'eux, une couche de roche imperméable scellant.

En raison de la nécessité de comprimer le dioxyde de carbone pour réduire son volume et augmenter sa densité, l'injection est effectuée à plus de 800 mètres de profondeur, là où la pression dans les pores de la roche est suffisante pour maintenir la pression du dioxyde de carbone injecté. Le dioxyde de carbone injecté dans l'aquifère salin déplace latéralement l'eau de la formation et tend à augmenter avec le temps en raison de sa plus faible densité.

Cette trajectoire ascendante est entravée par la roche scellante, formant, alors, un panache de gaz carbonique autour du puits injecteur, qui est entièrement contenu dans la roche réservoir et tend à se stabiliser dans le temps, notamment par la minéralisation d'une partie de son contenu par interactions chimiques avec l'eau de formation.

Le grand avantage concurrentiel de l'industrie de l'éthanol est que le dioxyde de carbone formé dans les cuves de fermentation a une pureté d'environ 98%. Ainsi, il est seulement nécessaire de comprimer et de déshydrater pour un transport ultérieur vers un emplacement géologiquement favorable pour l'injection.

Compte tenu du faible coût de captage et du fait que la plupart des usines d'éthanol de canne à sucre sont situées dans le bassin sédimentaire du Paraná, il semble y avoir la combinaison parfaite pour la mise en œuvre de projets de bioénergie avec le captage et le stockage du carbone dans cette zone. Il n'y a pas d'enjeu technologique majeur dans le processus de compression et de déshydratation du dioxyde de carbone, qui fait appel à des technologies largement dominées par l'industrie pétrolière.

D'autre part, les études géologiques doivent définir les emplacements et les profondeurs où les conditions sont propices à l'injection sûre et permanente de dioxyde de carbone. Il est important de souligner que les projets doivent disposer d'un système de surveillance efficace pour démontrer que le dioxyde de carbone injecté ne migrera pas de la roche réservoir vers la surface, ce qui invaliderait l'obtention de crédits carbone.

La génération de revenus pour la rémunération du projet dépendra des conditions tarifaires du marché du carbone, qu'il soit régulé (RenovaBio) ou volontaire. Aux États-Unis, le gouvernement fédéral a créé un incitatif de 50 dollars par tonne de carbone, qui a été récemment porté à 85 dollars, ce qui a fait émerger plusieurs projets, notamment dans l'industrie de l'éthanol. Au Brésil, l'incitation est une subvention de 20% sur l'émission de crédits de décarbonation.

Un problème sérieux est l'absence d'un cadre juridique définissant les aspects pertinents pour les projets de captage et de stockage du carbone, tels que le droit d'accès et d'utilisation exclusive de l'espace poreux (roche réservoir) et le droit d'émettre des crédits carbone, entre autres. Il y a un projet de loi généré dans le cadre du programme Fuel for the Future, en cours d'approbation par le ministère des Mines et de l'Énergie pour soumission ultérieure au Congrès, et, au Sénat, une proposition de règlement présentée en mai par le sénateur Jean Paul Prates (Partido dos Workers), qui siège à la Commission des infrastructures.

La mise en œuvre de la bioénergie avec capture et stockage du carbone dans l'industrie de l'éthanol au Brésil nécessite la coordination des efforts du secteur avec le gouvernement fédéral, afin que nous ayons, dès que possible, une politique de capture et de stockage du carbone dans le pays et son infrajuridique, débloquant la mise en œuvre de projets et la création d'un nouveau marché de services, ainsi que générer des revenus supplémentaires pour les producteurs et contribuer de manière décisive à la lutte contre le changement climatique en supprimant le carbone de l'atmosphère.