Le monde est très dépendant des combustibles fossiles, qui produisent 80 % de l’énergie totale fournie. En 2022, le pétrole, le charbon et le gaz représentaient 30 %, 27 % et 23 % de l’énergie totale mondiale, tandis que les sources d’énergie solaire et éolienne ne contribuaient ensemble qu’à 2,4 %. De plus, l’énergie par habitant fournie en Inde en 2022 représentait 37 % de la moyenne mondiale, et seulement 26 % de celle de la Chine. Étant donné que l’énergie par habitant est directement liée à l’indice de développement humain, nous pouvons nous attendre à ce que les besoins énergétiques de l’Inde continuent de croître dans un avenir prévisible.
La sécurité électrique n’est obtenue qu’en disposant d’un approvisionnement en électricité fiable et stable, capable de toujours répondre à la demande à un prix abordable. Seuls 10,4 % des 36,44 exajoules de la consommation d’énergie primaire de l’Inde en 2022 proviennent d’énergies renouvelables (hydroélectrique, solaire et éolienne) ; le charbon et le gaz de pétrole représentent respectivement 55,1 % et 33,3 %. Centrales thermiques au charbon (TPP) ont généré 74,3 % de l’électricité de l’Inde au cours de l’exercice 2022-2023 ; la production par les TPP continue de croître pour répondre à la demande. Le secteur charbonnier du pays joue un rôle essentiel dans le développement des infrastructures et dans les industries de l’électricité, de l’acier, du ciment et de l’aluminium, qui emploient des millions de personnes.
De plus, les émissions cumulées de l’Inde provenant des combustibles fossiles et de l’industrie entre le début de la révolution industrielle en 1750 et la fin de 2021 ne représentent que 3,3 % du total mondial, loin derrière celles de l’Europe (31 %), des États-Unis (24,3 %). et Chine (14,4%). Répondre aux besoins de développement de 17 % de la population mondiale, qui vit en Inde, est également un devoir fondamental auquel nous devons nous acquitter, faute de quoi le « développement durable » ne sera qu’un slogan vide de sens.
La plupart des matériaux critiques requis pour le stockage des batteries à l’échelle du réseau sont contrôlés par les trois principaux producteurs – en particulier la Chine – et les batteries ne deviendront rentables qu’après 2030. Dans ce contexte, l’Inde doit se concentrer sur l’augmentation de l’efficacité de ses TPP pour réduire émissions tout en augmentant l’énergie nucléaire et en améliorant le stockage par pompage pour intégrer davantage d’énergie solaire et éolienne dans le réseau.
Quelle est la place du charbon dans le secteur électrique ?
Selon les projections de la Central Electricity Authority (CEA) pour l’exercice 2031-2032, le réseau national indien peut absorber 924 TWh d’électricité provenant de diverses sources d’énergie renouvelables en ajoutant progressivement 47 GW de capacité de stockage par batterie et 27 GW de projets de pompage-turbinage d’ici l’exercice 32. Les tarifs des TPP en tête de mine ne représentent aujourd’hui que 40 % des tarifs actuels 24 heures sur 24 pour les centrales solaires adossées à un stockage par batterie en Inde. En outre, toute augmentation majeure de la capacité de stockage des batteries en Inde nécessitera l’importation de minéraux essentiels comme le lithium, le cobalt, le nickel et le graphite, qui sont contrôlés par d’autres pays (principalement la Chine), ce qui pose des risques importants pour la sécurité énergétique de l’Inde.
Quatre-vingt-seize pour cent du charbon utilisé par les TPP en Inde proviennent de mines nationales et expliquent en partie pourquoi l’électricité est si abordable en Inde. Par conséquent, le plan national pour l’électricité du CEA prévoit que la capacité TPP en Inde atteindra 259 à 262 GW d’ici l’exercice 32, contre 212 GW au cours de l’exercice 23.
Cependant, des projections récentes indiquent que seuls 19 GW de projets de pompage-turbinage et 18 GW d’ajouts de capacité de stockage par batterie sont attendus d’ici l’exercice 32, ce qui nécessitera l’ajout de 23 GW supplémentaires de capacité TPP au réseau d’ici là – au-dessus des 40 GW de nouveaux projets. Capacité TPP projetée par le CEA.
Pour équilibrer cela avec l’objectif à long terme de l’Inde d’atteindre zéro émission nette d’ici 2070, le pays doit continuer à mettre en œuvre des technologies de charbon propre pour réduire les émissions du secteur électrique.
Le transport du charbon a-t-il des impacts environnementaux ?
Les gisements de charbon en Inde contiennent généralement des niveaux élevés de cendres (35 à 50 %) par rapport à ceux exploités dans d’autres grands pays miniers, comme l’Australie, la Chine et les États-Unis. Brûler du charbon avec plus de cendres entraîne l’érosion et éventuellement la panne de la chaudière. tubes et autres composants, affectant la disponibilité, l’efficacité et les performances de l’usine.
Le transport de charbon brut non lavé vers des centrales thermiques situées à plus de 500 km des mines signifie également le transport de millions de tonnes de matériaux non charbonniers produisant des cendres, encombrant ainsi les systèmes de transport routier et ferroviaire surchargés de l’Inde.
La pratique dans tous les principaux pays producteurs de charbon est que le mineur de charbon lave le charbon tout-venant (c’est-à-dire le charbon avec des impuretés) à la tête de mine et déverse les rejets dans la mine, avant d’expédier le charbon lavé à plus haute valeur calorifique aux consommateurs. .
Le gouvernement peut obliger les mineurs à fournir uniquement du charbon lavé à tous les TPP situés à plus de 500 km des mines ou des ports afin de réduire les émissions de dioxyde de carbone et autres pollutions environnementales. Les redevances de lavage du charbon peuvent être réglementées dans le cadre du processus de détermination des tarifs afin de protéger les consommateurs.
Quel est le problème avec les désulfurateurs de fumées ?
Le charbon indien – autre que celui de l’Assam et du Meghalaya – a une teneur en soufre inférieure à celle extraite dans d’autres pays riches en charbon, et environ un sixième de celle du charbon utilisé dans les centrales électriques chinoises. Cependant, les centrales thermiques en Inde possèdent également certaines des cheminées les plus hautes au monde, et la plupart d’entre elles se trouvent dans des régions où la vitesse de sortie des gaz de combustion, associée à des conditions météorologiques favorables, permet aux émissions de dioxyde de soufre d’être dispersées à grande échelle.
Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat des Nations Unies, les émissions historiques de dioxyde de soufre ont créé un effet de refroidissement en produisant des aérosols de sulfate qui bloquent une partie du rayonnement solaire entrant et renforcent la formation de nuages, masquant ainsi l’augmentation de la température mondiale de 0,5 degré Celsius.
Cependant, la réduction projetée des émissions de gaz en Chine grâce à l’utilisation de désulfurateurs de gaz de combustion (FGD) dans leurs TPP pourrait entraîner une augmentation de la température moyenne mondiale entre 2016 et 2050 d’environ 0,6 degré Celsius.
La modernisation des TPP existants avec des FGD, pour se conformer aux normes d’émission actuelles, pourrait augmenter leur consommation spécifique de charbon de 1,5 à 1,7 %, conduisant à une efficacité énergétique inférieure en conséquence et à une intensité d’émission plus élevée. Une telle modernisation nécessite également des milliers de milliards d’euros d’investissements en capital et de hausses de tarifs, sans parler des fermetures temporaires d’usines.
Actuellement, la modernisation des FGD dans les TPP en exploitation a été retardée en Inde parce que les TPP ne peuvent pas s’arrêter : la production d’électricité au charbon a augmenté de 11 % au cours des sept derniers mois par rapport à la période correspondante de l’exercice 2022-23.
Dans ce milieu, le gouvernement peut mettre en œuvre une « priorité graduelle » pour les polluants des centrales électriques : particules, dioxyde de carbone, dioxyde de soufre, oxydes d’azote et mercure, dans cet ordre. De cette façon, l’Inde peut réduire les émissions de particules de 99,97 % en installant des précipitateurs électrostatiques rentables et performants et en réservant les FGD aux TPP à proximité des zones urbaines.
Existe-t-il d’autres stratégies de développement bas carbone ?
Environ 30 % de la capacité TPP actuelle du pays provient de technologies supercritiques ou ultra-supercritiques, qui sont également installées dans les 35 TPP en construction. Les TPP basés sur la technologie ultra-supercritique avancée (AUSC), avec une efficacité prouvée de 46 %, réduiront également les émissions de dioxyde de carbone de 15 % par rapport aux TPP équipés de la technologie supercritique.
Les centrales électriques à cycle combiné à gazéification intégrée (IGCC) ont également un rendement de 46 à 48 % et peuvent capter le dioxyde de carbone.
Dans l’ensemble, le gouvernement indien peut encourager des projets visant à prouver les technologies IGCC ou AUSC à grande échelle avant 2030. Pour améliorer la production d’électricité sans carbone 24 heures sur 24, le gouvernement indien peut encourager NTPC – le plus grand producteur d’électricité de l’Inde – à réutiliser certains TPP. sites pour installer de petits réacteurs nucléaires modulaires sous la supervision générale du régulateur de l’énergie atomique, tout en respectant les garanties internationales.
Où tout cela laisse-t-il le charbon ?
Le réchauffement climatique est le résultat de la combustion des combustibles fossiles, et pas seulement du charbon. Un tel défi ne peut être relevé que selon le principe des « responsabilités communes mais différenciées et des capacités respectives » inscrit dans la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC) et dans l’Accord de Paris.
Il est théoriquement élégant d’affirmer que le passage aux énergies renouvelables générera des investissements et des emplois – mais cela ne fonctionnera peut-être pas aussi facilement en pratique puisque le réseau électrique doit répondre à tout moment à la demande de pointe. Le fonctionnement efficace des TPP est essentiel pour l’Inde, car ils garantissent que les demandes de pointe et hors pointe sont satisfaites en permanence, à des coûts abordables.
Pour l’Inde, le développement à faibles émissions de carbone n’est pas un choix mais une nécessité, et les étapes pour y parvenir sont reflétées dans la « Stratégie de développement à long terme et à faibles émissions » qu’elle a soumise à la CCNUCC.
Les auteurs espèrent que les pays développés prendront l’initiative de lutter contre le changement climatique et fourniront de nouvelles ressources financières supplémentaires spécifiques au climat et un transfert de technologie aux pays en développement, comme le prévoient les dispositions existantes dans le cadre de la CCNUCC et de l’Accord de Paris.
R. Srikanth est professeur et doyen, et JR Bhatt est professeur adjoint à l’École des sciences naturelles et de l’ingénierie, tous deux à l’Institut national des études avancées de Bengaluru.
