De nouvelles technologies qui capturent et recyclent le dioxyde de carbone des processus industriels tels que la fabrication de l'acier et du ciment seront vitales si l'UE veut atteindre son objectif de réduire les émissions de gaz à effet de serre d'au moins 55 % d'ici 2030 et de les ramener à zéro d'ici 2050. Cependant, alors que des solutions émergent, davantage de travail est nécessaire pour les déployer à grande échelle, les experts disent.

Certains des plus gros pollueurs—l'acier, les industries du ciment et des produits chimiques, qui représentent plus des deux tiers de toutes les émissions industrielles de dioxyde de carbone dans l'UE, ont déjà fait des progrès, réduire les émissions de près de 30 % entre 1990 et 2018. C'est en partie grâce à la politique climatique phare de l'UE, le système d'échange de quotas d'émission, qui suit le principe du « pollueur-payeur », dans lequel certaines industries paient un droit d'émission (plafonné) pour chaque tonne de CO 2 -équivalent qu'ils injectent dans l'atmosphère.

Cette approche a tenté de décourager l'utilisation des combustibles fossiles en facturant un peu les émissions, mais ce n'est pas suffisant et ce n'est pas assez rapide, dit Stuart Haszeldine, professeur de captage et stockage du carbone à l'Université d'Édimbourg, ROYAUME-UNI.

"Les politiques que nous avons en ce moment sont bonnes pour commencer le voyage, mais ils… n'arrivent certainement pas au point final du voyage. Il existe des moyens d'atteindre ces objectifs, mais nous n'avons pas eu l'audace de les faire."

Au lieu de gérer la sortie désordonnée, le moyen le plus propre de réduire les émissions de gaz à effet de serre est d'utiliser l'électricité renouvelable comme principale source d'énergie, mais ce n'est pas toujours faisable. Planter des arbres pour aspirer le carbone de l'atmosphère pourrait être une autre pièce cruciale du puzzle, mais c'est une solution lente et régulière, celui qui prendra des années et prendra de l'ampleur, pour apporter un changement significatif.

Capturer et stocker

L'ingrédient peut-être le plus essentiel pour respecter l'engagement de l'Accord de Paris visant à limiter le réchauffement climatique à « bien en dessous » de 2 degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels est une technologie industrielle éprouvée conçue pour capturer et stocker le CO 2 avant son émission dans l'atmosphère, dit le professeur Haszeldine.

Cela pourrait être fait en obligeant les industries à forte intensité de carbone à investir progressivement dans le stockage et/ou le recyclage d'un pourcentage du CO 2 ils produisent, suggéra-t-il.

L'industrie du ciment, par exemple, produit plus de 4 milliards de tonnes de produits chaque année, représentant environ 8% du CO mondial 2 émissions, mais seulement un tiers de ses émissions proviennent de l'utilisation de carburant pour produire de l'électricité, ce qui signifie que le passage aux énergies renouvelables ne suffit pas.

L'essentiel de ses émissions est intrinsèquement lié au procédé de fabrication du clinker, l'un des principaux ingrédients du ciment.

Pour rendre plus verte la production des matériaux de construction les plus utilisés, des projets comme CLEANKER testent en milieu industriel l'applicabilité du captage du CO 2 libéré au cours du processus de production de ciment. CLEANKER utilise la technologie dite de boucle de calcium, qui utilise des sorbants à base d'oxyde de calcium pour capturer le CO 2 à hautes températures.

La technologie a le potentiel d'exploiter plus de 90 % du CO 2 produit dans une cimenterie, dit Riccardo Crémone, qui travaille avec des chercheurs du Politecnico di Milano, une université en Italie, sur le projet CLEANKER.

Un obstacle clé à l'adoption est le coût - le coût de mise en œuvre d'une telle technologie est du même ordre de grandeur que la construction d'une cimenterie elle-même, donc c'est gênant pour les producteurs pour le moment. Mais si l'Accord de Paris et les objectifs 2050 doivent être atteints, il a dit, « nous devons adopter cette technologie… la capture du carbone sera fondamentale pour les grandes industries qui veulent être sans carbone. »

Une fois CO 2 a été capturé, il peut être comprimé à l'état liquide et peut ensuite être pompé sous terre pour se reconstituer, par exemple, des gisements de pétrole et de gaz épuisés ou des gisements de charbon.

Recyclé

Le CO capturé 2 pourraient également être recyclés pour produire d'autres produits de valeur, qui était l'objectif du récent projet Carbon4PUR. L'objectif, dit le coordinateur du projet Dr. Liv Adler de la société de polymères Covestro Deutschland, était de démontrer et d'évaluer si c'est techniquement possible, économiquement faisable et durable pour recycler les gaz d'aciérie qui contiennent du CO 2 et le monoxyde de carbone en composés intermédiaires pouvant être utilisés pour produire des panneaux isolants ou des revêtements pour bois.

Le projet a donné des résultats prometteurs, démontrer la capacité de convertir les mélanges gazeux d'aciérie en composés intermédiaires pour les polymères plastiques appelés polyuréthanes, mais le Dr Adler dit que ce type de technologie n'est qu'une partie de la solution - il existe d'autres composants qui composent les polyuréthanes qui pourraient également être modifiés.

"Imaginez faire un gâteau. Nous avons travaillé sur, par exemple, le lait dont vous avez besoin pour faire le gâteau, mais tous les autres ingrédients sont toujours les mêmes, " elle a dit.

"Pour vraiment réduire les émissions… nous devons non seulement échanger le lait, mais aussi échanger les œufs, la farine et le sucre et ce n'est qu'alors que nous pourrons arriver à un véritable produit durable."

Une autre initiative conçue pour améliorer la durabilité, cette fois dans l'industrie chimique, est le projet CatASus, qui est coordonné par Katalin Barta Weissert, professeur à l'Institut de chimie de l'Université de Graz, L'Autriche.

Le projet travaille sur le développement de méthodes plus durables pour dériver des sources renouvelables d'amines, une famille de produits chimiques largement présents dans les produits pharmaceutiques, produits agrochimiques et tensioactifs - de la décomposition de la lignocellulose (déchets de matières sèches végétales abondamment produites en agriculture et en foresterie). Essentiellement, en utilisant des déchets de biomasse pour fabriquer des amines, il ne devrait pas y avoir de CO supplémentaire 2 émissions qui se produiraient autrement pour produire ces produits chimiques.

Ce qui est crucial, c'est que la recherche fondamentale comme celle-ci continue d'être financée - ce n'est qu'alors que les scientifiques pourront développer des méthodes qui finiront par éclipser le statu quo au point que l'industrie sera obligée d'adopter de telles technologies, elle dit.

« Finalement, nous devrions atteindre le stade où nous concevons quelque chose d'intelligent qui coûtera en réalité moins cher… où l'industrie dira « c'est incroyable ; c'est moins polluant, moins dangereux mais aussi moins cher pour nous.

Jeune

Tel qu'il est, bon nombre des projets qui développent de nouvelles technologies de réduction des émissions de carbone pour les produits chimiques renouvelables sont jeunes - ils ont encore un long chemin à parcourir, dit le Dr Adler.

Par exemple, bien que son projet Carbon4PUR ait démontré avec succès une preuve de concept à l'échelle semi-industrielle, il doit être testé à plus grande échelle et il faudra au moins cinq à 10 ans (en supposant que tout se passe bien) avant qu'il ne soit prêt pour le marché, elle dit.

Pendant ce temps, des projets de stockage de carbone à grande échelle sont déjà en cours. Norvège, par exemple, a stocké du CO 2 sous la mer du Nord pendant des décennies, grâce à une politique de taxe carbone sur les champs pétroliers et gaziers offshore. Et le Royaume-Uni est sur le point de financer deux grands projets à démarrer d'ici 2025, avec deux autres d'ici 2030.

Donc certaines technologies qui peuvent faire une grande différence existent déjà, mais le problème est de savoir comment les mettre en œuvre assez rapidement et à travers le continent. Les gouvernements ne font pas assez de progrès à cet égard car cela signifie qu'ils doivent changer complètement le fonctionnement de leur système énergétique, dit le professeur Haszeldine. En utilisant le Fonds d'innovation EU-ETS, l'UE peut aider à financer le premier projet pilote pour montrer les travaux de captage et de stockage du carbone dans un pays, mais il ne peut pas tout financer, parce qu'il y a trop à financer, il dit.

"Un gouvernement doit être créatif, inventer un moyen de rendre cela inévitable, obliger les entreprises et les entreprises à nettoyer leurs émissions de carbone au lieu de les mettre dans l'atmosphère. Le nettoyage doit devenir normal."

Si l'Europe veut atteindre cette position nette zéro, il dit, « elle doit vraiment augmenter son ambition pour la capture artificielle du captage et du stockage du carbone d'une très grande quantité. »

Le problème

Pour accélérer le déploiement de technologies de rupture et réduire l'empreinte carbone du secteur industriel, l'UE élabore un plan visant à créer de meilleurs liens entre les communautés européennes de la recherche et de l'innovation et l'industrie.

Cette feuille de route bas carbone sera la première d'une série de feuilles de route technologiques industrielles qui expliquent comment la recherche et l'industrie peuvent mieux travailler ensemble, avec des sujets à venir dont les industries circulaires.

Cette histoire fait partie d'une série dans laquelle nous entendons parler de la prochaine génération de scientifiques et de chercheurs qui s'efforcent de relever les défis mondiaux.

Une discussion sur la résilience, industries européennes à faibles émissions de carbone aura lieu le 24 juin dans le cadre des Journées de la recherche et de l'innovation de la Commission européenne.