L’industrie chimique européenne a réduit ses émissions de dioxyde de carbone de plus de 50 % depuis 1990. L’utilisation des « meilleures technologies disponibles » nécessitera d’importants changements technologiques associés à d’importantes dépenses en immobilisations, à l’électrification ou à la réduction de la capacité.
Consciente de la poursuite du développement de la législation européenne, en particulier du paquet Fit for 55 relatifs à la décarbonisation de l’UE inspirant le reste du monde, l’industrie chimique est l’un des secteurs les plus touchés. Cela est principalement dû à la position de l’industrie chimique en tant que secteur énergivore. Dans le même temps, ce secteur industriel pourrait contribuer de manière significative à la décarbonisation dans certaines conditions spécifiques. Parmi eux, les domaines suivants sont attendus et recommandés :
- Accès à une quantité suffisante d’énergie renouvelable compétitive sur le plan des coûts.
- Accès à de l’hydrogène à faible teneur en carbone concurrentiel (renouvelable ou apparaissant comme sous-produit de technologies chimiques existantes).
- Disponibilité suffisante de la biomasse et création de marchés pour les produits renouvelables et à faible teneur en carbone.
- Soutenir l’économie circulaire en mettant l’accent sur le recyclage des matériaux.
1) L’accès à une quantité suffisante d’énergie renouvelable compétitive est une condition essentielle pour atteindre les objectifs d’EC. Étonnamment, les nombreux actes prévus cette condition principale et au lieu de soutenir et de développer la capacité suffisante du secteur de l’énergie renouvelable (faible en carbone), de nombreuses autres exigences dans le même temps sont créés pour les secteurs industriels aval. Leurs investissements sont conditionnés par le « succès » du secteur de l’énergie reconstruit. Juste pour comprendre le cadre de cet impact : la consommation totale d’électricité allemande est de 558 TWh (2020), seule l’électrification de l’industrie chimique allemande (telle que présentée à la Convention chimique en octobre) nécessiterait 600 TWh. L’« impact tchèque » est moins non proportionnel : la consommation totale est de 80 TWh, alors que l’« exigence d’électrification » de l’industrie chimique nationale serait de 12 à 15 TWh (avec une consommation actuelle d’environ 4 TWh) avec une pression à venir sur l’arrêt du secteur de l’énergie à base de charbon (fournissant environ 50% du mix énergétique). Les conditions pour un développement plus large des énergies renouvelables (éolien, solaire, hydraulique) sont limitées aux conditions climatiques locales en République tchèque et une autre solution semble être l’orientation nucléaire. Il est donc urgent de clarifier les aspects clés suivants :
• La pauvreté globale de l’électricité et l’instabilité de l’approvisionnement en électricité sont attendues dans le cadre de la politique actuelle de lutte contre le nucléaire et l’approvisionnement en gaz naturel associée à l’impact sur les coûts et suivie d’un affaiblissement de la compétitivité de la production chimique.
• La décision relative à l’électrification de l’industrie chimique (parallèlement aux transports : e-mobilité et électrification d’un autre secteur à forte intensité énergétique) peut poser de graves problèmes et l’industrie devrait envisager d’autres options.
2) Accès à de l’hydrogène à faible teneur en carbone concurrentiel (renouvelable ou apparaissant comme sous-produit de technologies chimiques existantes). L’industrie chimique est l’un des principaux utilisateurs industriels de l’hydrogène. Les principaux dérivés inévitables de l’hydrogène sont l’ammoniac et le méthanol (la production totale dans l’UE est supérieure à 20 mil. t/an d’ammoniac et près de 5 mil. t/an méthanol nécessitant au total 4 mil. t/an d’hydrogène). Ces produits sont le début d’une grande chaîne de produits pour les engrais, les polymères et d’autres produits d’utilisation courante par les humains. L’industrie chimique est donc un grand producteur de quantité d’hydrogène nécessaire par des technologies émettant du dioxyde de carbone (réformateurs de vapeur, réformateurs d’essence, unités d’oxydation partielle utilisant des hydrocarbures comme alimentation). EC a imposé que les carburants renouvelables d’origine non biologique utilisés à des fins énergétiques finales et non énergétiques représentent 50 % de l’hydrogène utilisé à des fins énergétiques finales et non énergétiques dans l’industrie d’ici 2030.
Cette disposition devrait reposer sur l’hypothèse qu’il y aura des capacités suffisantes et que l’hydrogène propre peut contribuer à la neutralité carbone d’une manière rentable en supposant un approvisionnement suffisant en électricité renouvelable rentable pour la production d’hydrogène. Les aspects clés suivants nécessitent une clarification urgente :
• L’hydrogène renouvelable ne devrait pas être rentable à court terme. L’industrie chimique est exposée à la concurrence internationale et ne peut faire face aux coûts supplémentaires découlant de l’utilisation obligatoire d’hydrogène renouvelable dans ses processus de production. Ainsi, non seulement le soutien à l’investissement, mais aussi le soutien opérationnel doivent être pris en compte pour éviter l’augmentation des prix des produits (inflation) et assurer la compétitivité de l’industrie de l’UE. En option, l’hydrogène bleu (production à faibles émissions, p.ex. combinée à la CCU) pourrait être la solution. L’hydrogène à faible teneur en carbone pourrait être disponible à partir d’autres technologies comme sous-produit.
• L’hydrogène résultant comme sous-produit des technologies chimiques est généralement utilisé en interne ou pour la production d’énergie sur site. Par exemple, un tel hydrogène apparaît dans plusieurs usines en République tchèque : électrolyse du chlorate de sodium avec production de chlore, déshydrogénation de l’éthylbenzène pour la production de styrène ; question est également la conversion des résidus de raffinage pour la production d’hydrogène (associée à la CCU) au lieu de la consommation de carburant. Un tel hydrogène est produit parallèlement à la fabrication du produit cible. Dans la mesure du possible, cet hydrogène est utilisé pour la création de valeur chimique et ne peut être remplacé par de l’hydrogène renouvelable en raison du procédé lui-même.
3) Disponibilité suffisante de la biomasse et création de marchés pour les produits renouvelables et à faible teneur en carbone. La disponibilité de la biomasse est l’un des aspects cruciaux du développement durable, compte tenu de l’utilisation importante de la biomasse pour la production d’énergie et l’utilisation traditionnelle des matériaux (l’industrie du papier est déjà un acteur principal utilisant la biomasse cellulosique). Dans le même temps, la « décarbonisation des sols » aurait un impact sur l’efficacité de la récolte et les agriculteurs (pas seulement en République tchèque) limitent déjà l’utilisation de la paille à des fins énergétiques et industrielles. La reconnaissance du fait que la disponibilité de la biomasse n’est pas illimitée devrait être prise en compte dans l’examen à plus grande échelle de nouveaux secteurs en croissance comme la « chimie renouvelable ». Une attention particulière devrait être accordée aux technologies de captage et d’utilisation du carbone (CCU) : il s’agit d’une réelle opportunité et d’un véritable défi pour l’industrie chimique. La conversion du dioxyde de carbone en hydrocarbures ou en hydrocarbures oxygénés par voie hydrogène pourrait à l’avenir être renforcée par l’utilisation de l’eau (au lieu de l’hydrogène). Cette voie est déjà identifiée par le programme Sunergy définissant 3 voies prospectives technologiques futures (procédés électrochimiques, photo électrochimiques et bio-hybrides) à base d’eau :
1. Fractionnement de l’eau par de l’énergie renouvelable pour la production d’hydrogène (utilisation de l’oxygène dans le secteur de l’énergie).
2. Réduction de l’azote par l’utilisation d’eau à partir d’énergie renouvelable pour la production d’ammoniac (utilisation d’oxygène dans le secteur de l’énergie).
3. Réduction du dioxyde de carbone par l’utilisation d’eau à partir d’énergie renouvelable pour produire des hydrocarbures oxygénés (utilisation d’oxygène dans le secteur de l’énergie).
4) Soutenir l’économie circulaire en mettant l’accent sur le recyclage des matériaux. L’industrie chimique est en mesure de contribuer de manière significative à l’économie circulaire en utilisant des technologies chimiques pour le recyclage des matériaux en convertissant les déchets, p. ex. les plastiques et d’autres matériaux riches en carbone, en produits utiles comme les monomères, les produits chimiques de base, les carburants de remplacement et les autres matières à valeur ajoutée. Ces procédés de recyclage chimique comprennent généralement la pyrolyse, la plasmolyse et la solvolyse. Ces techniques sont indispensables notamment pour le recyclage des matières plastiques mélangées post-consommation, qui ne convient pas au recyclage mécanique. La République tchèque est active dans le domaine du recyclage chimique depuis début 2019 et notre représentant est devenu membre de l’équipe Issue for Chemical Recycling Cefic. Cet organisme se concentre sur 4 piliers principaux : (1) la réglementation et le positionnement, (2) les méthodes et les normes, (3) la technologie et (4) la chaîne de valeur. Les combustibles carbonés recyclés devraient également être inclus comme option de conformité complète dans les cibles de la RED III.
Conclusions :
Les produits de l’industrie chimique sont inévitables dans de nombreux aspects de notre vie et sont nécessaires pour l’être humain et la richesse. L’industrie chimique de l’UE a déjà reconnu les défis et les opportunités liés à la politique de décarbonisation et à l’efficacité énergétique.
La modernisation des unités de production existantes, qui fait partie de l’industrie à forte intensité énergétique, est un facteur contributif. L’hydrogène restera un produit clé pour le raffinage et l’industrie pétrochimique. L’utilisation de l’hydrogène vert combiné avec l’hydrogène sous-produit et l’hydrogène bleu (production à faibles émissions, p.ex. combiné avec CCU) est une option naturelle et rationnelle.
Mais l’eau comme source d’hydrogène peut avoir une utilisation directe multiple.
Une électrification éventuelle pourrait contribuer de manière significative à la réduction globale des émissions de dioxyde de carbone par l’industrie en s’attendant à une capacité et à une stabilité suffisante de l’approvisionnement en énergie électrique verte.
La participation active aux opportunités offertes par l’économie circulaire (utilisation des déchets comme matière première) constitue un autre défi pour l’industrie chimique.
Un soutien clair des procédés de recyclage chimique devrait faire partie intégrante de la mise à jour continue des législations européennes et nationales, reconnaissant que sans cette option de recyclage des matériaux, les objectifs globaux ne peuvent être atteints.
La chimie pourrait aider en contribuant à la réduction globale des émissions de GES.
