Les chercheurs de l'ETH ont analysé diverses possibilités de réduire le CO net 2 émissions de l'industrie chimique à zéro. Leur conclusion ? L'industrie chimique peut en effet avoir un avenir neutre en carbone.

Le Conseil fédéral suisse a décidé que le pays devrait devenir neutre en carbone d'ici 2050. Cela peut être difficile en ce qui concerne le trafic automobile et l'ensemble du secteur électrique, mais pas impossible - avec une électrification systématique et l'utilisation exclusive de sources d'énergie neutres en carbone, par exemple.

Un tel changement sera plus difficile pour l'industrie chimique. Alors que pour de nombreux autres secteurs industriels l'une des principales préoccupations est leur efficacité énergétique, l'industrie chimique doit également aborder la question des matières premières. "Les polymères, plastiques, les fibres textiles synthétiques et les médicaments contiennent tous du carbone. ça doit venir de quelque part, " explique Marco Mazzotti, Professeur de génie des procédés à l'ETH Zurich. En l'état, la grande majorité de ce carbone provient du pétrole et du gaz naturel. Pendant la fabrication, et lorsque les produits chimiques sont brûlés ou se décomposent en fin de vie, ils dégagent du CO 2 .

En utilisant des chiffres concrets et la production de méthanol comme étude de cas, Mazzotti et ses collègues de l'ETH Zurich et de l'Université d'Utrecht ont désormais comparé systématiquement différentes approches visant à réduire le CO net 2 à zéro les émissions de l'industrie chimique. La principale conclusion de la nouvelle étude est que l'objectif d'atteindre zéro CO net 2 émissions dans l'industrie chimique est en effet atteignable. Cependant, toutes les approches examinées par l'étude pour atteindre cet objectif présentent à la fois des avantages et des inconvénients, qui se manifestent différemment selon les régions du monde. En outre, les trois concepts nécessitent plus d'énergie (sous forme d'électricité) que les méthodes de production actuelles.

Capter le CO 2 ou utiliser de la biomasse

• Une approche consiste à continuer à utiliser les ressources fossiles comme matières premières, mais captant systématiquement le CO 2 émissions et les séquestrer sous terre à l'aide d'un procédé appelé captage et stockage du carbone (CSC). Le gros avantage ici est que les processus de production industrielle d'aujourd'hui n'auraient pas besoin d'être modifiés. Cependant, les sites de stockage doivent être adaptés du point de vue de leur géologie, offrant par exemple des couches sédimentaires profondes qui contiennent de l'eau salée. De tels sites ne se trouvent pas partout dans le monde.
• Une autre approche verrait l'industrie utiliser le carbone du CO 2 capté à l'avance dans l'air ou dans les gaz résiduaires industriels. Ce processus est appelé capture et utilisation du carbone (CCU). L'hydrogène nécessaire aux produits chimiques serait obtenu à partir de l'eau en utilisant l'électricité. L'approche impliquerait une refonte majeure des processus de production chimique et la reconstruction de grandes parties de l'infrastructure industrielle. En outre, il nécessite une très grande quantité d'électricité, six à dix fois plus que le CSC. « Cette méthode ne peut être recommandée que dans les pays à mix électrique neutre en carbone, " explique Mazzotti, poursuivant :« Nous démontrons clairement que l'utilisation de grandes quantités d'électricité à partir de centrales au charbon ou au gaz permettrait, En réalité, être bien pire pour le climat que la méthode de production actuelle basée sur les combustibles fossiles. »
• Une dernière option serait d'utiliser la biomasse (bois, usines de sucre, oléagineux) comme matière première pour l'industrie chimique. Bien que cette méthode nécessite moins d'électricité que les autres, elle implique une utilisation très intensive des terres pour cultiver les cultures, ce qui nécessite 40 à 240 fois plus de terres que les autres approches.

L'avenir du vol

Mazzotti et ses co-auteurs ont basé leur étude sur la production de méthanol, qui est similaire au procédé utilisé pour produire des carburants. Leurs travaux alimentent donc également le débat sur les futurs carburants d'avions, comme le souligne Mazzotti :« Nous l'entendons maintes et maintes fois, même des experts, que la seule façon pour l'aviation de devenir neutre en carbone est d'utiliser des carburants synthétiques, " dit-il. " Mais ce n'est pas vrai. " La production de carburants synthétiques est un processus extrêmement énergivore. les carburants synthétiques auraient une empreinte carbone encore plus importante que les carburants fossiles. L'étude montre qu'il existe au moins deux alternatives viables aux carburants synthétiques :l'aviation pourrait continuer à utiliser des carburants fossiles si le CO 2 émis par les avions ont été capturés et séquestrés ailleurs, ou les carburants pourraient être obtenus à partir de la biomasse.