Politiques d'enrichissement du charbon : des bâtons mais pas de carottes

Avec l'augmentation de la demande de charbon, la seule option viable qui reste au gouvernement est d'aller à l'encontre de sa politique d'autosuffisance, la valorisation du charbon étant une étape réalisable à cet égard.

Cet article fait partie de la série Comprehensive Energy Monitor: India and the World

En 2021-2022, une augmentation de la demande d'électricité en Inde a augmenté la demande de charbon à un point tel que le gouvernement a dû aller à l'encontre de sa politique d'autonomie et donner des instructions aux producteurs d'électricité pour importer du charbon. Le gouvernement a également ordonné aux banques d'offrir une aide financière aux centrales électriques classées comme financièrement non viables ou trop anciennes pour fonctionner. Ces développements mettent en évidence l'ironie ultime des conditions météorologiques extrêmes en été et en hiver à travers le monde, présumées être causées par le changement climatique qui ramène le monde à la combustion du charbon, l'une des principales causes du changement climatique. Ces développements justifient un examen des politiques de l'Inde visant à accroître la production de charbon plus propre au niveau national. Un charbon plus propre brûlé efficacement peut réduire à la fois la pollution locale et les émissions de carbone. La première étape pour atteindre cet objectif est la valorisation du charbon.

L'enrichissement du charbon est un processus qui améliore la cohérence de la taille et l'amélioration de la qualité du charbon en réduisant les matières étrangères non combustibles et les cendres associées. L'enrichissement peut être effectué par déshalage à sec où la matière autre que le charbon est éliminée sans aucun milieu liquide. Cela peut également être fait par un processus humide où le charbon est broyé et mis dans un milieu liquide (généralement de l'eau) de gravité spécifique réglable pour séparer le charbon plus léger (avec une faible teneur en cendres) du charbon plus lourd (teneur élevée en cendres, «rejets»). Les rejets contiennent également des matières carbonées et doivent être valorisés économiquement.

On dit que le charbon indien est «d'origine de dérive» et que la matière minérale est finement disséminée avec de la matière de charbon provoquant une détérioration significative de la qualité au stade de la formation elle-même.

Plus de 75 % du charbon indien a une teneur en cendres de plus de 30 % ou plus, la teneur en cendres pouvant atteindre 50 %. On dit que le charbon indien est «d'origine de dérive» et que la matière minérale est finement disséminée avec de la matière de charbon provoquant une détérioration significative de la qualité au stade de la formation elle-même. La matière minérale dont la cendre est une partie importante est la cendre inhérente (par opposition à la cendre libre) incrustée dans la partie combustible du charbon et ne peut donc pas être facilement éliminée. C'est l'un des défis de la valorisation du charbon en Inde.

Les centrales électriques qui utilisent du charbon de qualité supérieure ont un avantage de performance par rapport au charbon de qualité inférieure. En général, plus la teneur en cendres du charbon est élevée, plus le pouvoir calorifique du charbon par unité de poids de charbon est faible. Lorsque le pourcentage de teneur en cendres est réduit, la valeur calorifique du charbon est augmentée et donc moins de charbon brut peut être brûlé pour produire une qualité d'électricité donnée. Lorsque du charbon à faible teneur en cendres est utilisé, les exploitants de centrales peuvent réduire l'entretien programmé et imprévu requis pour éliminer la collecte des cendres. Le charbon à faible teneur en cendres peut également réduire la corrosion des conduits de l'usine, ce qui réduit la durée de vie de l'usine.

Le charbon à faible teneur en cendres peut réduire les dommages à tous les équipements de manutention du charbon tels que les convoyeurs, les pulvérisateurs, les concasseurs et le stockage. L'utilisation de charbons à haute teneur en cendres augmente la charge sur la centrale, ce qui augmente la quantité d'énergie du site de la centrale nécessaire pour faire fonctionner la centrale, ce qui réduit l'énergie disponible pour la production d'électricité. Cela augmente les coûts d'exploitation de l'usine et diminue son potentiel de profit.

L'enrichissement améliore les opérations globales de la centrale qui affectent directement la rentabilité d'une centrale au charbon à long terme et améliore également sa capacité à éviter les pénalités et les litiges environnementaux. Il améliore également la durée de vie des dispositifs antipollution. La plupart des cendres présentes dans le charbon passent par le processus de combustion et sont capturées par des dispositifs de contrôle des émissions tels que des précipitateurs électrostatiques. L'utilisation de charbon lavé réduit la quantité de cendres produites et collectées par ces appareils et prolonge leur durée de vie utile.

L'utilisation de charbons à haute teneur en cendres augmente la charge sur la centrale, ce qui augmente la quantité d'énergie du site de la centrale nécessaire pour faire fonctionner la centrale, ce qui réduit l'énergie disponible pour la production d'électricité.

L'Inde est unique parmi les nations qui utilisent le charbon pour la production d'électricité en ce sens qu'elle transporte le charbon sur des distances beaucoup plus grandes de la mine à la centrale électrique. Outre son effet néfaste sur l'environnement, la charge supplémentaire que le système ferroviaire devrait supporter signifiait un coût supplémentaire pour l'économie ainsi qu'une pollution atmosphérique supplémentaire à travers le système de transport. Compte tenu des longues distances de transport, le charbon à faible teneur en cendres entraînera des réductions des coûts de fret pour le transport du même contenu énergétique. L'Inde continue d'utiliser la même voie pour le trafic de marchandises et de passagers, contrairement à la plupart des pays développés qui utilisent des voies dédiées. La différence de vitesse entre les deux (voyageur et fret) érode la capacité du réseau ferroviaire indien. La congestion du réseau est encore aggravée car la part du trafic de charbon est concentrée sur une dizaine de routes.

La loi de 1973 sur les mines de charbon (nationalisation) a été modifiée en 1993 pour autoriser l'extraction de charbon par les secteurs privé et public à des fins de consommation captive pour la production de fer et d'acier, la production d'électricité, le lavage du charbon extrait d'une mine et d'autres utilisations finales, qui seraient notifiées par le gouvernement de temps à autre. Les décideurs politiques ont reconnu la nécessité d'enrichissement du charbon dans les plans quinquennaux de l'Inde au cours des trois dernières décennies et ils ont également identifié certaines raisons de la faible utilisation des capacités. Par exemple, le 10e plan (1997-2002) stipulait que la capacité de lavage du charbon à coke était sous-utilisée parce que la qualité du charbon en Inde rendait son lavage peu économique. Il a également déclaré que les laveries de charbon à coke existantes étaient conçues pour enrichir le charbon à coke présentant des caractéristiques de «lavage» relativement faciles à modérément difficiles, mais que la production de charbon s'était déplacée vers des charbons plus «difficiles à laver». Le document du 10e plan a observé que si la création de laveries était ouverte au secteur privé, "il n'y avait pas de preneurs". Le 11e plan (2007-2012) a observé que le lavage du charbon assurerait un approvisionnement constant en combustible des chaudières conventionnelles à combustion de charbon pulvérisé (PCC) et améliorerait l'efficacité de 1 %. Il a averti qu'une augmentation de la capacité de lavage augmenterait par conséquent la demande de charbon brut à moins que les fines ne soient utilisées de manière productive.

En 1997, une notification du ministère de l'Environnement, des Forêts et du Changement climatique (MOEF&CC) exigeait que toutes les centrales électriques situées à plus de 1 000 km (kilomètres) du carreau ou situées dans des zones urbaines et sensibles utilisent une teneur en cendres de charbon ne dépassant pas 34 % à compter de 2001. En 2012, le MOEF&CC a révisé les normes nationales de qualité de l'air ambiant (NAAQS) pour 12 polluants.

Les décideurs politiques ont reconnu la nécessité d'enrichissement du charbon dans les plans quinquennaux de l'Inde au cours des trois dernières décennies et ils ont également identifié certaines raisons de la faible utilisation des capacités.

En 2014, le MOEF&CC a notifié que les centrales électriques d'une capacité supérieure à 100 MW situées entre 500 et 749 km de la tête de mine seront approvisionnées en charbon brut ou mélangé ou enrichi avec une teneur en cendres ne dépassant pas 34 % en moyenne trimestrielle à partir de juin 2016. En outre, toutes les nouvelles centrales au charbon ont été mandatées pour utiliser la technologie supercritique et 144 centrales existantes se sont vu attribuer des objectifs d'efficacité obligatoires qui nécessiteront l'utilisation de charbon de meilleure qualité.

Malgré les avantages techniques et les interventions politiques en place depuis plus de deux décennies, le lavage du charbon n'a pas été adopté à grande échelle par les producteurs et les utilisateurs de charbon (en particulier les producteurs d'électricité). En 2020-21, la production de charbon lavé (cokéfiable et non cokéfiable) était de 22,951 MT, soit seulement 3% de la production de charbon brut de 716,083 MT 2020-21. De ce nombre, environ 20 % étaient du charbon à coke et le reste était du charbon non cokéfiable. La capacité totale de lavage était de 29,98 MT, ce qui signifie que l'utilisation de la capacité était supérieure à 75 %. Les laveries du secteur public représentaient plus de 83 % de la production de charbon lavé. Il est probable que si les politiques visant à promouvoir l'enrichissement du charbon se concentrent davantage sur les incitations ("carottes") que sur les mandats ("bâtons"), la demande de charbon lavé augmentera considérablement.

La directive politique qui a influencé la mise en place des laveries a donné la priorité à la désirabilité environnementale plutôt qu'à la viabilité économique et n'a pas tenu compte du coût de la conformité.

Dans l'ensemble, l'expansion de la capacité d'enrichissement du charbon et l'utilisation de charbon propre en Inde pour une plus grande sécurité énergétique et protection de l'environnement semblent être moins un problème de conformité technique ou réglementaire, mais plutôt un problème économique. La directive politique qui a influencé la mise en place des laveries a donné la priorité à la désirabilité environnementale plutôt qu'à la viabilité économique et n'a pas tenu compte du coût de la conformité. Elle était en contradiction avec l'influence croissante des forces commerciales et du marché sur tous les segments de la chaîne de valeur de l'extraction du charbon et de la production d'électricité. Les producteurs d'électricité sont sous pression pour contenir les coûts de production afin de maintenir les niveaux tarifaires de l'électricité stables, tout en s'attendant à ce qu'ils investissent dans des technologies pour réduire la pollution. En d'autres termes, on attend d'eux qu'ils produisent un bien public tel que l'air pur au détriment d'un investissement privé qu'ils ne peuvent récupérer. Il est peu probable que le lavage soit fait volontairement à moins qu'il n'y ait une incitation à le faire, comme un soutien financier public à l'échelle disponible pour les énergies renouvelables.

Étant donné que les avantages économiques et environnementaux de l'enrichissement du charbon au niveau national ne se traduisent pas souvent par des économies financières au niveau de la centrale, il peut être justifié de justifier un soutien public. L'utilisation du Fonds national pour l'environnement propre (NCEF) pour investir dans l'amélioration de la qualité du charbon en général et le lavage du charbon, en particulier, offrira un soutien sans ambiguïté pour faire passer la politique du charbon de la quantité à la qualité. Le rapport de 2020 sur le lavage du charbon par Niti Aayog conclut que le lavage du charbon pour réduire la teneur en cendres à 30-34 % se traduit par un avantage environnemental de 0,01 à 0,02 INR/kWh (kilowatt-heure) selon une hypothèse prudente d'un prix du carbone d'environ 2,5 USD/tonne. Le prix actuel du carbone sur le SCEQE (système d'échange de quotas d'émission de l'Union européenne) est supérieur à 80 USD/tonne, ce qui signifie que le bénéfice environnemental du lavage du charbon pourrait être plus élevé. Cet avantage pourrait être transféré aux producteurs d'électricité qui seraient incités à utiliser du charbon lavé. Les politiques globales doivent être neutres en termes de technologie et de carburant et récompenser tous les efforts qui réduisent les émissions de carbone.

Les opinions exprimées ci-dessus appartiennent au(x) auteur(s).