Construire un réseau national de canalisations composites pour réduire les émissions de gaz à effet de serre

65 000 milles de pipeline : c'est la distance qui pourrait être nécessaire pour atteindre zéro émission nette à l'échelle de l'économie d'ici 2050, selon une étude de l'Université de Princeton. Les États-Unis sont sur le point de construire un vaste réseau de pipelines pour transporter l’hydrogène et le dioxyde de carbone, encouragés par la loi sur l’investissement dans les infrastructures et l’emploi et la loi sur la réduction de l’inflation. Pourtant, les émissions du cycle de vie générées par un pipeline en acier typique sont de 27,35 kg d'équivalent dioxyde de carbone par pied1. Ce qui signifie que 65 000 milles produiraient près de 9,4 millions de mégatonnes d’équivalent dioxyde de carbone (l’équivalent de plus de 2 millions de voitures particulières par an) produites uniquement à partir de la seule infrastructure de pipelines en acier.

Les pipelines fabriqués à partir de matériaux composites offrent une voie pour réduire les émissions. Les tuyaux composites sont composés de plusieurs couches de matériaux différents, généralement un polymère thermoplastique comme couche structurelle principale avec des matériaux de renforcement tels que des fibres ou des charges particulaires pour augmenter la résistance et la rigidité. Certains types ont des émissions pendant leur cycle de vie qui sont près d'un tiers inférieures à celles des pipelines en acier classiques. Selon l'application, les pipelines composites peuvent être plus sûrs et moins coûteux. Cependant, le processus de délivrance de permis par la Pipeline and Hazardous Materials and Safety Administration (PHMSA) pour les tuyaux composites prend plus de temps que pour l'acier, et pour l'hydrogène et le dioxyde de carbone supercritique, l'industrie manque complètement de normes réglementaires. La réautorisation de la loi sur la protection de nos infrastructures de pipelines et l’amélioration de la sécurité (PIPES) offre une excellente occasion de revoir les politiques concernant les nouvelles technologies de pipelines moins émissives.

Les États-Unis sont sur le point de connaître un boom de la construction d’énergies propres, s’étendant bien au-delà de l’énergie éolienne et solaire pour inclure des infrastructures utilisant l’hydrogène et le captage du carbone. La pompe a été amorcée avec 21 milliards de dollars pour des projets de démonstration ou « pôles » dans la loi sur les investissements dans les infrastructures et l’emploi et renforcée par 7 milliards de dollars supplémentaires pour des projets de démonstration et au moins 369 milliards de dollars en crédits d’impôt dans la loi sur la réduction de l’inflation. Le Congrès a reconnu que les pipelines constituent un élément essentiel et a accordé 2,1 milliards de dollars de prêts et de subventions dans le cadre de la Loi sur le financement et l'innovation des infrastructures de transport du dioxyde de carbone (CIFIA).

Les États-Unis sont sillonnés de pipelines. Environ 3,3 millions de kilomètres de pipelines principalement en acier transportent chaque année des milliards de pieds cubes de gaz naturel et des centaines de milliards de tonnes de produits pétroliers liquides. Bien moins de 5 000 milles sont utilisés pour transporter le dioxyde de carbone et seulement 1 600 milles sont consacrés à l’hydrogène. Les recherches suggèrent que le réseau de pipelines existant est loin d’être à la hauteur des besoins. Selon Net Zero America, environ 65 000 milles de pipelines seront nécessaires pour transporter le dioxyde de carbone capturé afin d'atteindre zéro émission nette à l'échelle de l'économie des États-Unis d'ici 2050. L'étude identifie également la nécessité de plusieurs milliers de kilomètres de pipelines pour transporter l'hydrogène dans le pays. chaque région.

La fabrication de tuyaux en acier est un processus à forte intensité de carbone, et la fabrication de l'acier en général représente sept à neuf pour cent des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Des efforts sont en cours pour réduire les émissions générées par l’acier (c’est-à-dire « l’acier vert ») en étant plus économe en énergie, en capturant et en stockant le dioxyde de carbone émis, en recyclant la ferraille d’acier combinée à des énergies renouvelables et en utilisant de l’hydrogène à faibles émissions. Cependant, le coût constitue un défi important pour bon nombre de ces stratégies d’atténuation. Le coût estimé de la transition des actifs sidérurgiques mondiaux vers des technologies compatibles zéro émission nette d’ici 2050 est de 200 milliards de dollars, en plus d’une moyenne de référence de 31 milliards de dollars par an pour simplement répondre à la demande croissante.

Compte tenu du vaste réseau de pipelines requis pour atteindre un avenir carboneutre, l’utilisation croissante de tuyaux composites offre aux États-Unis une opportunité importante de réduire leurs émissions de carbone. Les matériaux composites sont très résistants à la corrosion, pèsent moins, sont plus flexibles et ont une capacité d'écoulement améliorée. Cela signifie que les canalisations en matériaux composites ont une durée de vie plus longue et nécessitent moins d'entretien que les canalisations en acier. Les tuyaux composites peuvent être quatre fois plus rapides à installer, nécessitent un tiers de main-d'œuvre et ont des coûts d'exploitation considérablement inférieurs.2 L'utilisation des tuyaux composites devrait continuer à croître à mesure que les progrès technologiques rendent ces matériaux plus fiables et plus rentables. .