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L’ambition de l’Europe ne peut être plus claire : atteindre la neutralité climatique à l’horizon 2050. Le secteur de la chimie et des sciences de la vie relève le défi et entend contribuer significativement à la transition radicale vers une économie et une société à gestion intelligente du carbone, en testant et en inventant les technologies et les innovations nécessaires pour concrétiser ces grandes ambitions sur le terrain.
La volonté d’agir est bel et bien présente. Les entreprises innovent et investissent massivement afin de trouver des solutions climatiques radicales et des transformations révolutionnaires des processus de production. Le secteur n’a pas non plus attendu les accords sur le climat ou « Green Deals » pour réduire de manière significative ses émissions de gaz à effet de serre. En outre, l’industrie de la chimie et des matières plastiques produit les matériaux nécessaires pour mettre notre société sur la voie de la neutralité climatique. Son rôle clé est on ne peut plus clair, même si le secteur de la chimie et des sciences de la vie représente aujourd’hui encore une part importante des émissions de CO2.
Mais quel est précisément le problème avec le carbone ? Les roches et les minéraux tels que le calcaire, la dolomite, le gypse ou le marbre contiennent du carbone. Tous les êtres vivants sont constitués de carbone, ainsi que d’azote, d’hydrogène, d’oxygène et bien d’autres éléments. Dans les restes de matière organique préhistorique, comprimés depuis des siècles dans la croûte terrestre, les chaînes de carbone constituent l’épine dorsale des combustibles fossiles qui ont permis d’élever le niveau de vie d’une population mondiale croissante.
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La quantité de CO2 dans l'atmosphère n'atteint que 0,03 %, mais en raison de l'effet de serre, cela a des conséquences majeures sur le climat.
Ces combustibles fossiles constituent, aujourd’hui encore, la base de la plupart des produits que nous utilisons ainsi qu’une grande partie de l’énergie qui permet le bon fonctionnement de notre société et de notre économie. Cependant, leur combustion rejette du CO2 supplémentaire dans l’atmosphère, en augmentant lentement mais sûrement la quantité de CO2 présente dans l’air. Même si cette quantité ne représente que 0,03 % de l’atmosphère, ses conséquences sont dramatiques pour le climat en raison de l’effet de serre. Afin de renverser cette tendance, il convient de rechercher d’autres solutions et des technologies permettant à notre société de disposer en permanence des produits, matériaux et énergie nécessaires sans ces émissions supplémentaires.
La question consiste aujourd’hui à savoir comment utiliser le carbone intelligemment afin de ne plus rejeter de CO2 fossile dans l’atmosphère. Pour ce faire, il convient d’utiliser judicieusement les stocks disponibles, où qu’ils se trouvent, et de les exploiter comme matières premières durables. Il convient également de veiller à pouvoir capter le CO2 pour le stocker à nouveau dans le sous-sol (CCS, Carbon Capture & Storage). Ainsi, les concentrations de CO2 dans l’atmosphère pourront chuter plus rapidement, conformément aux objectifs climatiques stricts fixés pour 2030.
Covestro et Recticel produisent des panneaux isolants à partir de gaz résiduels de l’industrie sidérurgique
Lors d’une prochaine étape, le dioxyde de carbone sera non seulement capturé, mais aussi réutilisé comme matière première (CCU, Carbon Capture & Utilization). Ceci n’est pas de la science-fiction. Le secteur de la chimie et des sciences de la vie applique déjà cette technologie et joue pleinement la carte de l’innovation pour, en quelque sorte, recycler l’atome de carbone et rendre ces processus plus efficaces. Ainsi, le carbone capturé peut être utilisé pour la production d’éthanol ou de méthanol, des molécules de base pour toutes sortes d’applications intéressantes dans l’industrie chimique, ou pour la production de carburants synthétiques.
Air Liquide met en service une unité d’hydrogène de dernière génération sur le site de Covestro
Pour rendre le carbone circulaire, une grande quantité d’énergie durable est nécessaire. La question climatique est avant tout une question d’énergie puisque les solutions climatiques dépendent de la disponibilité, de la fiabilité et du caractère abordable des énergies à faible teneur en carbone. Les technologies climatiques cruciales, telles que la capture du CO2, la production efficace d’hydrogène et l’électrification des processus de production permettent d’économiser beaucoup de CO2, mais nécessitent également de l’énergie supplémentaire.
Les vecteurs énergétiques tels que l’électricité ou l’hydrogène ne peuvent pas être extraits du sous-sol, mais doivent être produits : par des éoliennes ou des panneaux solaires, par le fractionnement de l’eau ou du méthane. Dans chaque scénario climatique, la demande d’hydrogène, en tant que matière première et vecteur énergétique, augmente considérablement, plus encore dans les applications industrielles pour la valorisation du CO2. C’est la raison pour laquelle un approvisionnement diversifié en hydrogène respectueux du climat est essentiel.
Quoi qu’il en soit, répondre aux besoins énergétiques croissants d’une société climatiquement neutre demeure un défi de taille. En effet, il convient de repenser l’ensemble du système énergétique. Pas seulement la production, mais également le transport, la distribution et les technologies nécessaires pour utiliser ces vecteurs énergétiques.
L’ensemble de la société sera impacté par un processus qui demandera beaucoup de temps et de ressources. Tous les moyens doivent être mis en œuvre pour concevoir le système énergétique de demain, moyennant toutes les technologies nouvelles et existantes. Un plan est également nécessaire pour financer le tout afin de pouvoir fournir une énergie à des prix abordables tant aux consommateurs qu’aux utilisateurs industriels.
L’entreprise chimique Borealis produit de la vapeur et de l’électricité à partir de déchets ménagers non recyclables
De par leur nature, les processus chimiques sont très énergivores, car ils se déroulent à haute température sous haute pression. Depuis des années, l’industrie chimique œuvre donc à réduire sa propre consommation d’énergie et à optimiser l’utilisation de l’énergie de ses installations. Elle le fait toutefois également au travers d’échanges entre différentes installations et avec d’autres entreprises. Ainsi, des industries se connectent sur des réseaux et récupèrent l’énergie et la vapeur à d’autres industries qui ont un surplus d’énergie, comme le secteur des déchets, et fournissent même leur excédent de chaleur à des zones résidentielles environnantes.
Depuis les années 1990, la production totale du secteur a plus que triplé alors que la consommation d’énergie n’a augmenté que de 40 %. Autrement dit, l’efficacité énergétique s’est considérablement améliorée. Dans ce contexte, l’utilisation du charbon et du pétrole pour la production d’énergie a été complètement abandonnée au cours de ces trois dernières décennies et remplacée par l’électricité et le gaz naturel. Le secteur chimique produit également beaucoup de chaleur et d’électricité via la cogénération, une technologie beaucoup plus efficace que la production séparée.
Les produits et processus fournis par l’industrie chimique revêtent une importance fondamentale. Les matières plastiques sont indispensables pour assurer la production optimale d’énergie renouvelable. Parallèlement, les innovations du secteur permettent de réduire les émissions de CO2 et d’accroître l’efficacité énergétique des logements, du transport, de l’agriculture et d’autres industries. Il s’agit, par exemple, des matériaux d’isolation pour des habitations basse énergie ou des matériaux légers pour des véhicules qui consomment moins de carburant.
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Les émissions de gaz à effet de serre du secteur belge de la chimie et des sciences de la vie ont diminué de moitié depuis 1995
Ces matériaux de l’industrie chimique sont donc absolument nécessaires pour atteindre une économie et une société climatiquement neutres. D’un point de vue stratégique, il est donc important d’ancrer cette capacité de production nationale de la manière la plus respectueuse du climat. Il convient également de noter que les émissions de gaz à effet de serre du secteur belge de la chimie et des sciences de la vie ont diminué de moitié depuis 1995, principalement en raison d’investissements dans des technologies de production innovantes. Converties en émissions de CO2 par rapport à l’augmentation du volume de production, cette comparaison permettant d’obtenir un indicateur de l’efficience des efforts déployés, ces émissions ont même été réduites de plus de 80 %.
Un découplage clair a donc été réalisé dans ce secteur entre croissance économique liée à la consommation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre. Pourtant, la société est loin d’être climatiquement neutre, tout comme le secteur de la chimie et des sciences de la vie. Réaliser un saut climatique nécessite un programme de transition industrielle réalisable, assorti d’un soutien ciblé à l’innovation et à l’investissement, de mesures visant à protéger la concurrence par rapport aux régions moins ambitieuses sur le plan climatique et d’un accès à des quantités suffisantes d’énergie à faible émission de carbone, fiable et abordable.
Réaliser un saut climatique nécessite un programme de transition industrielle réalisable, assorti d’un soutien ciblé à l’innovation et à l’investissement, de mesures visant à protéger la concurrence par rapport aux régions moins ambitieuses sur le plan climatique et d’un accès à des quantités suffisantes d’énergie à faible émission de carbone, fiable et abordable.
Les défis sont particulièrement importants et exigent des États membres de l’Union européenne, une région responsable de moins de 10 % des émissions mondiales, d’adopter une approche cohérente dans tous les domaines politiques, soutenue par les citoyens et les entreprises. Personne ne peut y arriver seul. La problématique du climat exige des solutions sectorielles et transfrontalières, reposant sur l’innovation.
Parallèlement aux nombreux défis scientifiques et technologiques, cette transition sans précédent nécessite également une vision économique intelligente. Dans ce cadre, il est possible de concrétiser l’approche climatique et la transformation vers un système énergétique climatiquement neutre, une solution qui nous permettra de conserver notre niveau de prospérité efficacement tout en adoptant une approche durable pour la planète. Ainsi, dans une économie mondialisée, il est toujours possible d’investir et d’innover sur le marché national dans des innovations climatiques et des techniques de production circulaire qui peuvent faire la différence dans le monde entier.