L’angle mort de Biden en matière d’énergie propre : le béton

Le programme climatique tentaculaire de l’administration Biden pourrait avoir une faille importante : le béton utilisé pour les routes, les bâtiments et les systèmes d’approvisionnement en eau.

Alors que les crédits d’impôt de la loi sur la réduction de l’inflation stimulent une croissance fulgurante dans les projets de batteries et d’autres énergies propres, le manque d’incitations entrave les projets visant à stimuler la production de ciment à faibles émissions ou sans émissions, selon certaines sociétés cimentières de nouvelle génération.

Leah Ellis, PDG de Sublime Systems, vise à produire du ciment, le premier du genre, à partir d’énergies renouvelables et d’électrolyse, un procédé chimique qui a gagné en popularité dans la production d’hydrogène.

Mais jusqu’à présent, Ellis dit qu’elle reçoit peu d’aide de l’administration Biden, soulignant l’absence de crédits d’impôt IRA pour couvrir ses coûts opérationnels. En effet, les principaux crédits d’impôt industriels du code américain ne permettent pas de nouveaux processus de fabrication « nouveaux » qui évitent les émissions de carbone et donnent plutôt la priorité à la modernisation des installations existantes, selon Ellis et d’autres entreprises du secteur.

« Il y a tellement de choses dans cette vague de technologies propres 2.0 qui émergent, et je pense que certaines des choses les plus excitantes, à mon avis, sont les technologies d’évitement du carbone », a déclaré Ellis, scientifique en batteries de formation. « La législation et la politique évoluent, et c’est un débat actif. Une partie du travail autour des crédits carbone indépendants de la technologie sera extrêmement importante pour uniformiser les règles du jeu. »

En 2020, Ellis a lancé Sublime avec Yet-Ming Chiang, entrepreneur en énergie propre et professeur de sciences et d’ingénierie des matériaux au Massachusetts Institute of Technology.

L’équipe Sublime a tenté – mais a été découragée par le ministère de l’Énergie, selon l’entreprise – de demander un crédit d’impôt à la fabrication appelé 48C mis en place par l’administration Biden l’année dernière. Le crédit cible en grande partie les entreprises qui souhaitent agrandir ou modifier une installation existante, mais la cimenterie prévue par Sublime à Holyoke, dans le Massachusetts, est une propriété non développée et n’implique pas de rénovation des infrastructures existantes.

Davantage de crédits d’impôt pour le ciment sont également proposés par la nouvelle Decarbonized Cement & Concrete Alliance (DC2), qui comprend Sublime et neuf autres startups. L’alliance, lancée plus tôt ce mois-ci, soutient les crédits qui accordent « par dollar et par kg de CO2 réduit ».

Les membres du groupe ont commencé à discuter de politique fiscale avec les bureaux du Congrès, selon Simon Brandler, vice-président de la politique et des affaires publiques chez Brimstone, une autre société DC2.

Un porte-parole du DOE a refusé de dire si les nouveaux projets étaient éligibles au crédit d’impôt 48C.

Le département a déclaré dans un communiqué que la décarbonisation du ciment est « l’une des priorités identifiées » par l’administration Biden, soulignant son programme de décarbonation industrielle et ses subventions pour des projets innovants.

Émissions élevées

Depuis l’Antiquité romaine, le béton est l’un des principaux éléments constitutifs du progrès humain. Les historiens disent que les Romains ont construit le dôme du Panthéon en béton il y a plus de deux millénaires.

Au siècle dernier, les équipes de construction ont utilisé du béton pour construire le réseau routier interétatique et les gratte-ciel qui dominent les villes américaines. Une étude récente de l’US Geologic Survey a révélé que la ville de New York contient plus de 750 millions de tonnes – ou 1,68 billion de livres – de béton, de verre et d’acier, ce qui fait couler la métropole emblématique de 1 à 2 millimètres par an alors que l’élévation du niveau de la mer menace. zones de basse altitude.

Mais le secteur du béton, qui dépend de la production de ciment à partir de calcaire riche en carbone, constitue un obstacle majeur à l’effort mondial visant à freiner le changement climatique. Le secteur est responsable d’environ 8 % des émissions mondiales de carbone, un chiffre qui pourrait atteindre 50 % dans les années à venir si les efforts de décarbonation échouent, selon la Global Cement and Concrete Association.

Malgré les défis fiscaux, Ellis est optimiste quant à sa technologie. Elle espère que Sublime produira du ciment commercialement d’ici début 2026 en utilisant l’électrolyse alimentée par des énergies renouvelables et des roches non carbonatées à la place du calcaire. Son entreprise fait partie d’une vague de nouvelles entreprises de ciment à faibles émissions de carbone et sans carbone qui voient le jour aux États-Unis.

« Je pense que ce que nous faisons sera évident rétrospectivement », a-t-elle déclaré.

Les experts affirment cependant que l’industrie du ciment est à la traîne par rapport à d’autres secteurs du secteur industriel au sens large – traditionnellement qualifiés de « difficiles à réduire » – en matière d’opérations de décarbonisation.

Dans certaines opérations industrielles, le captage du carbone est en passe de réduire les émissions ; les sociétés d’hydrogène visent à alimenter le transport routier longue distance ; le carburant d’aviation durable prend de l’ampleur après qu’un vol commercial sans carbone a traversé l’Atlantique le mois dernier ; et les États-Unis et l’Europe vont de l’avant avec un pacte sur l’acier et l’aluminium verts.

Johanna Lehne, experte du groupe environnemental E3G basé à Londres, a déclaré que bien qu’il y ait « un sentiment de mouvement » dans de nombreux secteurs industriels qui ont été difficiles à décarboner, on ne peut pas vraiment en dire autant du ciment.

« Vraiment délicat »

Le béton et le ciment, souvent utilisés de manière interchangeable par le public, sont des matériaux différents mais étroitement liés. Le ciment est un ingrédient clé du béton et est produit à partir de calcaire, une roche présente dans des milliers de gisements à travers les États-Unis.

Pour fabriquer du ciment traditionnel, le calcaire est extrait et chauffé dans un four à haute température pour former du « clinker », qui est mélangé avec du gypse pour créer une poudre appelée ciment. Ensuite, le ciment est mélangé à d’autres matériaux comme l’eau et le sable pour former le béton qui fournit des fondations stables aux infrastructures.

Les fours à ciment sont alimentés par des combustibles fossiles comme le charbon qui peuvent atteindre des températures suffisamment élevées. En se décomposant, le calcaire riche en carbone libère du CO2. Au total, la production de béton représente 1 à 2 pour cent des émissions de l’ensemble de l’économie américaine, selon le ministère de l’Énergie.

« C’est là le problème le plus délicat avec le ciment : vous parlez d’une expansion qui, à bien des égards, est une chose vraiment positive du point de vue du développement et du point de vue de l’habitabilité humaine », a déclaré Lehne. « Mais c’est incroyablement dangereux du point de vue climatique. »

L’administration Biden veut devenir un leader mondial en matière de décarbonisation industrielle.

La loi sur la réduction de l’inflation prévoyait 5,8 milliards de dollars pour des démonstrations de décarbonation industrielle, un chiffre d’investissement public qui, selon David Crane, haut responsable du DOE, est sans précédent dans le monde.

Pourtant, on ne sait pas exactement dans quelle mesure le ciment pourrait en bénéficier, car le financement est destiné à un large éventail de technologies industrielles – notamment la production d’acier, de verre et de papier – qui représentent près d’un quart de toutes les émissions américaines.

Un porte-parole du DOE, Aaron Morales, a déclaré que le département prévoyait de rendre publiques les sélections des récompenses du programme de décarbonisation industrielle de 5,8 milliards de dollars au début de cette année. Morales n’a pas répondu aux demandes de commentaires d’E&E News sur les lauréats.

Le principal groupe de pression du ciment à Washington, la Portland Cement Association, défend le programme de démonstration, conçu pour fournir au gouvernement un capital de démarrage pour des projets de démonstration à l’échelle commerciale.

« Ce programme de démonstration industrielle au DOE et l’argent disponible là-bas ont le potentiel de changer véritablement la donne pour nous », a déclaré Sean O’Neill, vice-président senior des affaires gouvernementales à la PCA, qui comprend des leaders de l’industrie comme Argos et CRH.

En 2022, 98 cimenteries américaines produisaient près de 95 millions de tonnes de ciment par an, selon un rapport du DOE de l’année dernière. Cette année-là, les États-Unis en ont utilisé au total 120 millions de tonnes. Des études montrent que le béton est le matériau le plus consommé sur Terre après l’eau.

O’Neill a déclaré que l’industrie faisait ce qu’elle pouvait pour réduire les émissions avec les ressources d’investissement dont elle dispose, notamment en utilisant des carburants alternatifs pour alimenter la production comme le gaz naturel, la biomasse et les plastiques – qui émettent tous du carbone, mais moins que le charbon.

Pendant ce temps, Ellis a déclaré que Sublime avait demandé des subventions au programme de démonstration.

« Ce programme va être critique. Cela aura un héritage pour la création de technologies fabriquées en Amérique qui vont se propager à l’échelle mondiale », a-t-elle déclaré. « Nous attendons avec impatience de voir si nous faisons partie des projets sélectionnés. »

Christina Theodoridi, experte du secteur industriel auprès du Conseil de défense des ressources naturelles à but non lucratif, a déclaré qu’en raison du programme de décarbonisation industrielle, « nous commençons maintenant à réfléchir aux opportunités qui existent dans la production de ciment à très faible émission de carbone ».

« Cela ne veut pas dire que ce que l’IRA a fait pour le ciment est suffisant. Nous avons certainement besoin de beaucoup plus », a déclaré Theodoridi.

Argent pour le captage du carbone

Les demandes pour le crédit 48C, compétitif et plafonné à 10 milliards de dollars, devaient être déposées à la fin du mois dernier.

Le crédit est disponible pour les entreprises qui rééquipent et agrandissent une installation industrielle d’énergie propre, ainsi que pour celles qui « établissent » de telles installations. Certains experts en énergie affirment que le libellé du 48°C – malgré les inquiétudes de l’industrie – pourrait encore être une option pour décarboner la production de ciment.

Selon le DOE, les sélections pour le crédit auront lieu d’ici le 31 mars.

Pendant ce temps, certaines startups comme Fortera, qui possède une petite usine pilote à Redding, en Californie, cherchent cette année à produire du ciment à faibles émissions avec un équipement de captage du carbone. Après avoir capturé le carbone, Fortera le réinjecte dans le calcaire, créant ainsi plus de ciment d’utilisation finale en poids, selon l’entreprise.

Malgré les inquiétudes de l’industrie concernant le 48C, l’exploitation de Fortera la rend éligible à un crédit d’impôt différent soutenu par la loi climatique. Le PDG de l’entreprise, Ryan Gilliam, affirme qu’elle pourra utiliser un crédit d’impôt de 60 $ par tonne pour le captage de carbone connu sous le nom de 45Q dans une grande usine commerciale du Midwest qui est actuellement en cours de conception, bien qu’il ne soit pas clair quand elle sera opérationnelle. .

« Nous savons que nous pouvons rivaliser avec le ciment traditionnel sans prime verte », a déclaré Gilliam. « La prime verte aide vraiment à une adoption précoce et à donner un retour sur investissement suffisamment bon pour prendre le risque technologique nécessaire à la réalisation de ces nouvelles usines. »

Gilliam a déclaré qu’il était « engagé » avec tous les principaux producteurs de ciment, qui peuvent installer la technologie Fortera sur les infrastructures existantes.

« Les États-Unis sont vraiment devenus l’endroit idéal si vous souhaitez commercialiser une nouvelle technologie propre. L’IRA a vraiment fait cela », a-t-il déclaré.

Mais de nombreux experts en énergie considèrent le captage du carbone avec scepticisme et O’Neill a déclaré que la technologie est encore lointaine pour le secteur du ciment.

« 45Q est d’une importance cruciale. Pour nous, industriels, sommes-nous prêts à profiter du 45Q aujourd’hui ? Pas probable. Nous sommes dans quelques années », a déclaré O’Neill.

Les grands producteurs de ciment aux États-Unis, comme Cemex, une multinationale mexicaine et membre du PCA, sont tout aussi prudents en matière de captage du carbone.

« Il sera difficile de rendre ces projets économiquement réalisables », a déclaré Jerae Carlson, vice-président senior du développement durable, des communications et des affaires publiques chez Cemex. Elle a souligné les défis liés aux autorisations pour le stockage du CO2 dans des cavernes souterraines.

En 2022, Cemex s’est associé à la société européenne Coolbrook pour électrifier la production de ciment. Mais Carlson est également sceptique sur ce point. « Nous aimerions un jour voir l’électrification arriver dans l’industrie du ciment », a-t-elle déclaré. « Nous pensons que cela présente des défis, en termes de quantité d’électricité nécessaire, de sources de cette électricité et de savoir s’il s’agit ou non de sources propres, ainsi que d’infrastructures de réseau. »

De nouvelles politiques pour le secteur commencent à émerger aux États-Unis. Theodoridi du NRDC a vanté la loi sur l’innovation en matière de béton et d’asphalte de 2023, un projet de loi présenté le mois dernier par les sénateurs Chris Coons (D-Del.) et Thom Tillis (RN.C.) qui augmenterait la recherche et le développement de technologies à faibles émissions dans le secteur. Elle a également déclaré que les programmes de marchés publics s’avéreraient essentiels.

Pour l’heure, Sublime apparaît comme la seule entreprise américaine ayant la capacité de produire du ciment sans énergies fossiles.

Il reste encore un long chemin à parcourir avant que cette prédiction ne devienne réalité, voire jamais. Mais les analystes du secteur de l’énergie affirment que les technologies émergentes permettant de réduire les émissions de ciment sont essentielles à l’atténuation du changement climatique.

« Il existe tout un ensemble de technologies vraiment passionnantes et vraiment révolutionnaires autour de ce que vous pouvez faire avec les fours électriques, l’électrolyse (et) des produits chimiques de ciment complètement nouveaux. Tout cela se situe à un niveau de préparation technologique bien inférieur », a déclaré Lehne. «Ils doivent absolument faire partie du mélange.»