Le charbon reste le pilier du système énergétique sud-africain et un élément fondamental de l'activité économique dans toute l'Afrique australe. En 2024, l'Afrique du Sud a produit environ 235 millions de tonnes de charbon commercialisable, dont 65 à 70 millions de tonnes ont été exportées, générant d'importantes recettes d'exportation et soutenant près de 100 000 emplois directs (Minerals Council South Africa, 2024).

Cependant, lorsque le débat sur le charbon se concentre uniquement sur ses inconvénients environnementaux, on risque de négliger son potentiel en tant que ressource stratégique en carbone. Grâce à des activités de recherche, développement et innovation (RDI) appropriées, le charbon peut être transformé en matériaux avancés, molécules propres, minéraux essentiels et coproduits à forte valeur ajoutée, ouvrant ainsi la voie à des chaînes de valeur qui vont bien au-delà de la combustion.

Le secteur charbonnier est confronté à un défi indéniable : les marchés mondiaux évoluent, les réglementations environnementales se durcissent et la concurrence s'intensifie. Pour rester viable, le charbon doit évoluer grâce à la RDI, en réinventant sa valeur et son rôle dans un monde en mutation.

Coaltech, la principale association africaine de recherche sur le charbon, est depuis 26 ans une organisation associative qui rassemble des acteurs de l'industrie, des pouvoirs publics et du monde universitaire. Elle n'a cessé de démontrer comment une RDI ciblée peut transformer le charbon, combustible à usage unique, en une ressource multifonctionnelle pour de nouvelles industries.

Du carburant à la ressource multifonctionnelle

L'innovation dans le domaine du charbon ne consiste pas seulement à améliorer ses performances environnementales dans la production d'électricité. Il s'agit également de créer des chaînes de valeur entièrement nouvelles grâce à une approche d'économie circulaire, dans laquelle tous les matériaux et sous-produits sont considérés comme des ressources précieuses. Grâce à une RDI ciblée, le charbon peut devenir une source de produits carbonés avancés, de minéraux stratégiques, de molécules propres, de solutions de restauration environnementale et d'innovation dans le domaine de l'eau.

Voies de RD&I pour la transformation du charbon

Matériaux avancés à base de carbone : la structure du charbon sud-africain en fait une excellente matière première pour la fabrication de produits à base de carbone à forte valeur ajoutée. Les résidus issus du traitement du charbon peuvent être transformés en charbon actif, en granulés de carbone techniques et en nanofibres de carbone destinés à des applications industrielles et de haute technologie.

Minéraux stratégiques issus des flux de sous-produits : les cendres de charbon , les décharges et les schistes associés contiennent des éléments de terres rares (ETR) et d'autres minéraux essentiels aux technologies des énergies renouvelables, à l'électronique et aux applications de défense. Ceux-ci peuvent être récupérés à l'aide de procédés tels que la séparation magnétique, la lixiviation acide et la zéolitisation.

Innovation dans le domaine de l'eau et récupération des ressources : les eaux contaminées par les mines, notamment les eaux d'exhaure acides (AMD) et les saumures salines, peuvent être transformées en ressources précieuses. Des traitements avancés permettent de produire de l'eau potable ou industrielle, de récupérer des composés de gypse et de magnésium et d'extraire des traces de terres rares, tandis que les systèmes à rejet liquide nul éliminent les rejets nocifs. L'eau traitée peut être utilisée dans l'agriculture, l'industrie et les communautés.

Molécules propres : hydrogène et gaz de synthèse avec CSC La gazéification avec capture et stockage du carbone (CSC) peut faire du charbon une source d'hydrogène et de gaz de synthèse à faible teneur en carbone pour les pôles industriels. Les charbons à haute teneur en cendres d'Afrique du Sud peuvent être gazéifiés efficacement grâce à une optimisation adéquate de la conception.

Réaffectation des terres à des fins d'énergie renouvelable : les terres post-minière peuvent être converties en pôles d'énergie renouvelable, en tirant parti des servitudes et des connexions au réseau existantes. La Chine et d'autres régions charbonnières ont montré comment d'anciens sites charbonniers peuvent être réaménagés en parcs solaires et éoliens.

Alimenter l'économie numérique et l'économie basée sur l'IA : les centres de données consomment environ 1,5 % de l'électricité mondiale (~415 TWh) et pourraient presque doubler d'ici 2030. Associé à des technologies à haut rendement et à faibles émissions ainsi qu'au CSC, le charbon peut fournir l'énergie de base stable nécessaire à l'IA et au calcul haute performance. La fabrication de matériel informatique pour l'IA nécessite des terres rares, du niobium et du graphite, dont une grande partie peut être récupérée à partir des sous-produits du charbon.

Pourquoi la transformation est-elle importante aujourd'hui ?

• Résilience économique : la diversification protège contre la baisse de la demande de charbon thermique
• Leadership environnemental : l'utilisation circulaire des matériaux dérivés du charbon renforce la durabilité économique et environnementale
• Positionnement régional : les précurseurs conquériront de nouveaux marchés africains et mondiaux dans les domaines des matériaux avancés, des minéraux critiques, des molécules propres, de l'innovation dans le domaine de l'eau et des chaînes d'approvisionnement basées sur l'IA.

Le prix économique

Si l'industrie charbonnière de la Communauté de développement de l'Afrique australe s'engage dans ces voies de RD&I, les avantages pourraient être révolutionnaires :

• Pour l'industrie charbonnière : diversification des revenus grâce à des produits à forte valeur ajoutée tels que la fibre de carbone et les terres rares purifiées, réduction de la dépendance vis-à-vis des marchés du charbon thermique et amélioration des performances en matière de développement durable.
• Pour le secteur minier : nouveaux pôles industriels, amélioration des technologies et des compétences, et réduction de l'exposition aux cycles des matières premières.
• Pour les économies de la SADC : des milliards de dollars de croissance potentielle des exportations, de nouveaux emplois qualifiés, une revitalisation des zones rurales grâce à des pôles dédiés aux énergies renouvelables et à la réutilisation de l'eau, et un positionnement mondial en tant que fournisseurs des secteurs de l'IA et des énergies renouvelables.

Appel à l'action : rejoignez le mouvement

Les acteurs de la chaîne de valeur du charbon, les producteurs, les innovateurs technologiques, les instituts de recherche, les consultants et les prestataires de services spécialisés ont la possibilité de mener cette transformation. En collaborant et en investissant dans la RDI, l'industrie peut créer des produits à haute valeur ajoutée à base de carbone, récupérer des minéraux essentiels, réutiliser l'eau des mines, produire de l'hydrogène et du gaz de synthèse propres, réaménager des terrains pour les énergies renouvelables et fournir à la fois l'énergie et les matériaux nécessaires à l'économie numérique et à l'intelligence artificielle.

Si les producteurs restent au cœur du processus, l'innovation peut et doit venir de tous. Que vous soyez fournisseur d'équipements, développeur de procédés, entreprise de solutions environnementales ou collaborateur de recherche, votre expertise peut redéfinir le rôle du charbon dans un avenir sobre en carbone et économe en ressources. Depuis 26 ans, Coaltech rassemble producteurs, chercheurs et décideurs politiques afin de façonner l'avenir du charbon grâce à une recherche de classe mondiale. Nous sommes une association composée de membres et nous vous invitons à vous associer à nous, à rejoindre notre réseau de leaders du secteur et à tirer parti des innovations déjà en cours.

La science existe. L'expertise est là. L'opportunité est là. L'avenir du charbon ne consiste pas à l'abandonner. Il s'agit plutôt de le transformer.

CONNEXE: FutureCoal annonce la nomination d'un nouveau président