Pour que l'industrie chimique devienne climatiquement neutre, nous devons également réduire la demande.
Des technologies de fabrication entièrement nouvelles sont nécessaires, mais dans de nombreux cas, elles ne suffisent pas pour rendre la production chimique climatiquement neutre, affirme Paolo Gabrielli.
Plastiques, engrais, solvants - la chimie est pratiquement partout. Et la grande majorité des produits chimiques contiennent aujourd'hui du pétrole ou du gaz naturel comme matière première. Leur fabrication est responsable d'environ cinq pour cent des émissions mondiales de CO2-sont responsables des émissions de CO2. Pour que l'industrie chimique soit en forme pour une société climatiquement neutre zéro net, nous avons essentiellement les options suivantes : Nous pouvons remplacer les matières premières fossiles par de la biomasse, des déchets ou du CO2qui a été capté dans les gaz d'échappement industriels ou dans l'atmosphère. Ou alors, l'industrie continue comme avant et stocke durablement les gaz d'échappement dans le sous-sol.1 En fin de compte, toutes ces approches ont leur raison d'être. En fonction des réserves de terre et d'eau disponibles localement, des sources d'électricité renouvelables et des possibilités de stockage du carbone, d'autres solutions seront privilégiées au niveau régional.
"Une industrie chimique zéro net sans économie circulaire et sans mesures du c?té de la demande sera difficile, voire impossible, dans de nombreuses régions du monde."Paolo Gabrielli
Un tel changement technologique dans la production ne suffira toutefois pas à atteindre les objectifs zéro net dans de nombreuses régions du monde et pour certains produits.2 En outre, nous devons résolument miser sur une économie circulaire : A l'avenir, les produits doivent être con?us de manière à être durables et à pouvoir être recyclés. Et nous devons combiner la transformation industrielle avec des mesures qui réduisent la demande en produits chimiques.3
La perception doit changer
Prenons l'exemple des matières plastiques. Aujourd'hui, nous ne recyclons qu'environ 15 pour cent des déchets plastiques et 40 pour cent d'entre eux, soit près de la moitié, sont rejetés au cours du processus de recyclage. Et ce, soit parce que le type de plastique spécifique ne peut pas être recyclé, soit parce que sa qualité est trop mauvaise.4 Des collègues de l'ETH Zurich ont calculé qu'un taux de recyclage de plus de 75 % serait nécessaire pour gérer les plastiques de manière durable et dans les limites planétaires définies par l'écologie en 2030.5 Nous avons donc besoin de toute urgence de meilleures méthodes de collecte et de recyclage.
En outre, nos collègues ont calculé que l'économie circulaire et le taux de recyclage maximal ne suffiront pas à couvrir la forte augmentation de la demande en produits plastiques prévue par les experts d'ici 2050. Cela ne sera pas possible dans ce domaine sans une réduction de la demande par rapport à ces valeurs prévues. Une approche pour y parvenir est d'utiliser moins de produits en plastique et de les utiliser plus longtemps. Aujourd'hui, nous percevons les articles en plastique et de nombreux autres produits fabriqués chimiquement comme des produits de masse bon marché et jetables. Cela doit changer.
La situation est tout à fait similaire pour les engrais. Nous avons récemment pu démontrer dans une étude qu'une production climatiquement neutre d'engrais azotés est en principe possible. Mais ici aussi, il est utile d'agir non seulement sur la production, mais aussi sur la demande. Par exemple, en permettant aux agriculteurs d'utiliser l'azote de manière plus efficace lors de la fertilisation (agriculture de précision), en encourageant les pertes de denrées alimentaires ou une alimentation avec moins de viande et de produits laitiers. Car la production d'aliments d'origine animale nécessite davantage de ressources.6
Déplacement du pouvoir économique
Atteindre le zéro net dans l'industrie chimique sans économie circulaire et sans mesures du c?té de la demande sera difficile, voire impossible, dans de nombreuses régions du monde, pour diverses raisons, comme nous le montrons dans une nouvelle étude.2: Dans la plupart des pays européens, les ressources terrestres sont limitées, ce qui limite l'utilisation de la biomasse comme matière première. Au Moyen-Orient et en Afrique du Nord, la pénurie d'eau rend difficile la culture de la biomasse et la production d'hydrogène, qui est nécessaire lorsque le CO2 servir de matière première pour l'industrie chimique. Il en va de même pour d'autres grands producteurs de produits chimiques comme la Chine et l'Inde.
Une évolution vers une industrie chimique zéro net pourrait donc conduire à une restructuration du commerce international de produits chimiques. Le pétrole et le gaz naturel étant aujourd'hui des matières premières importantes pour la production chimique, les pays disposant de matières premières fossiles jouent un r?le central. A l'avenir, la production pourrait se déplacer vers des régions disposant de ressources terrestres et aquatiques abondantes, comme par exemple l'Amérique du Nord et du Sud. Dans des pays comme les ?tats-Unis, le Canada, le Chili et le Brésil, il est possible de cultiver de la biomasse à des fins industrielles sur des terres arables sans mettre en péril l'approvisionnement alimentaire. En outre, l'eau et la terre sont disponibles pour produire de l'électricité renouvelable et de l'hydrogène.
Tous les pays ont toutefois la possibilité de réduire leur dépendance vis-à-vis des importations de produits chimiques et d'accro?tre leur sécurité d'approvisionnement s'ils misent sur une économie circulaire et sur des mesures axées sur la demande.
1 Gabrielli P, Gazzani M, Mazzotti M : The Role of Carbon Capture and Utilization, Carbon Capture and Storage, and Biomass to Enable a Net-Zero-CO 2 Emissions Chemical Industry. Industrial & Engineering Chemistry Research 2020. 59 : 7033, doi : page externe10.1021/acs.iecr.9b06579
2 Gabrielli P, Rosa L, Gazzani M, Meys R, Bardow A, Mazzotti M, Sansavini G : Net-zero emissions chemical industry in a world of limited resources. One Earth 2023, 6, doi : page externe10.1016/j.oneear.2023.05.006
3 Meng F et al : Planet-compatible pathways for transitioning the chemical industry. PNAS 2023. 120, doi : page externe10.1073/pnas.2218294120
4 Syberg K : Attention aux faux espoirs du recyclage. Nature 2022. 611 : S6, doi : page externe10.1038/d41586-022-03645-0
5 Bachmann M, Zibunas C, Hartmann J, Tulus V, Suh S, Guillén-Gosálbez G, Bardow A : Towards circular plastics within planetary boundaries. Nature Sustainability 2023, doi : page externe10.1038/s41893-022-01054-9
6 Rosa L, Gabrielli P : Energy and food security implications of transitioning synthetic nitrogen fertilizers to net-zero emissions. Environmental Research Letters 2023, 18 : 014008, doi : page externe10.1088/1748-9326/aca815