Les nouvelles technologies de lutte contre les émissions de CO2

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Alors que l’UE vient de trouver un compromis sur le paquet énergie-climat, le développement des nouvelles technologies de lutte contre le changement climatique est plus que jamais d’actualité. Celles-ci constituent une solution essentielle pour permettre à l’Europe de respecter ses engagements de réduction des émissions de CO2.

Enjeux

Un « effort collectif »

Le plan SET encourage à améliorer la coopération au niveau européen afin de stimuler l’innovation. Il propose :

  • Des initiatives industrielles européennes dans six domaines : l’éolien, le solaire, la bioénergie, la fission nucléaire, la capture et le stockage du carbone (CSC) et le réseau électrique. Ces initiatives seront financées de différentes manières, comme des partenariats public-privé, de programmes communs entre États membres et d’autres mesures proposées dans la communication de janvier sur le plan SET (EURACTIV.com 20/11/07) ;
  • Une alliance européenne de la recherche impliquant une coordination de la recherche entre les universités et les instituts spécialisés ;
  • La création d’un groupe de pilotage de haut niveau sur les technologies énergétiques stratégiques ;
  • Un nouveau système d’information sur les technologies énergétiques, et ;
  • L’organisation en 2009 d’un sommet européen sur les technologies énergétiques.

10 instituts européens ont conclu, le 28 octobre 2008 une alliance (EERA – l’Alliance européenne pour la recherche dans le domaine de l’énergie) pour rendre plus efficace la recherche dans les technologies permettant de lutter contre le changement climatique.

Financements

L’effondrement du baril de pétrole

La récession économique, la chute du prix du baril de pétrole et la tonne de CO2 qui s’échange aux alentours de 20 euros dans le cadre du système européen d’échange de quotas d’émission (ETS) pourraient peser sur l’investissement des États membres de l’UE dans les technologies vertes.

Selon différentes analystes, la tonne de CO2 doit s’échanger à 25 euros minimum pour que les progrès dans le domaine de l’efficacité énergétique soient profitables à long terme.

Selon la Commission européenne, alors que l’Europe a dépensé en moyenne (7ème Programme cadre de recherche et développement et Euratom) 886 millions d’euros par an pour la période 2007-2013 dans le domaine de la recherche sur les technologies « propres », le projet de loi américain sur l’énergie a proposé respectivement d’allouer 4,4 milliards de dollars pour l’année 2007 et 5,3 milliards de dollars pour 2008 et 2009. Pour ce qui est de la recherche sur l’énergie non nucléaire (les renouvelables et l’efficacité énergétique), l’UE a prévu en comparaison 1 175 milliards d’euros pour la période 2007-2013, soit près de 168 millions d’euros par an (EURACTIV.com 19/12/07).

La question du financement de la recherche dans les nouvelles technologies de lutte contre le changement climatique est loin d’être claire. La Commission européenne devrait présenter début 2009 une communication sur ce sujet.

Les partenariats publics privés (PPP) sont notamment plébiscités par l’exécutif européen, mais impossible de savoir aujourd’hui combien les États membres sont prêts à investir dans ce domaine. Lors d’une réunion organisée à Paris par la Présidence française de l’UE, le 28 octobre 2008, les industriels présents ont tous plaidé pour un soutien public fort à la recherche et développement dans les technologies vertes. Pas question pour eux de financer seuls la révolution technologique.

Autre piste évoquée, les allocations du nouveau système de quotas d’émissions de CO2. (Voir le paragraphe sur le CSC).

Afin d’aider à financer la transition énergétique de l’Europe dans la perspective de la lutte contre le changement climatique, le Conseil européen a validé le 12 décembre dernier la création du fonds marguerite. Intitulé « fonds européen 2020 pour l’énergie, le changement climatique et les infrastructures », il sera financé par la Caisse des Dépôts française, la Banque Européenne d’Investissement, la KfW allemande et la Cassa Depositi e Prestiti italienne. D’un montant d’environ 1,5 milliard d’euros en participation, il sera consacré aux investissements dans les secteurs de l’énergie, du changement climatique et des infrastructures de transport, secteurs prioritaires pour l’Union européenne. Ouvert à d’autres investisseurs institutionnels nationaux, il vise à contribuer à la réalisation des objectifs du «paquet énergie-climat», selon le communiqué de la Caisse des Dépôts.

Tour d’horizon des principales initiatives

  • Capture et stockage de CO2

Capturer les émissions de dioxyde de carbone des centrales thermiques et les stocker sous terre est l’une des technologies développées pour lutter contre le réchauffement climatique. L’UE a créé une plateforme technologique européenne sur les centrales électriques à combustibles fossiles sans émissions et prépare un cadre législatif pour commercialiser cette nouvelle technologie.

Le compromis adopté par le Parlement européen et le Conseil au mois de décembre 2008 prévoit que jusqu’à 300 millions de droits d’émission du système d’échange de quotas d’émissions (ETS) seront mis de côté pour contribuer à encourager la construction et l’exploitation de 12 projets de démonstration commerciale. Ceux-ci seront destinés à la capture et au stockage géologique écologiquement sûrs du dioxyde de carbone et de projets de démonstration concernant des technologies novatrices en matière d’énergie renouvelable sur le territoire de l’UE.

La science et la technologie derrière la CSC sont déjà connues, mais ne sont pas encore utilisées en vue de réduire les émissions de CO2. De nouvelles évolutions (notamment en ce qui concerne le stockage) sont nécessaires et plusieurs obstacles doivent être surmontés pour que la CSC devienne une technique de réduction des émissions de CO2 à part entière. De nombreux projets pilotes sont développés à différents stades dans le monde entier. Selon l’AIE, la technique du CSC pourrait être mise en place d’ici 2015 à plus grande échelle si ces projets pilotes obtiennent de bons résultats.

Pour un aperçu des projets existants, voir la carte des projets de capture de CO2 existants et le document de la Commission sur les projets de stockage et de capture de CO2 en Europe.

L’AIE estime aujourd’hui que les coûts liés à la CSC "sont compris entre 40 et 90 dollars par tonne de CO2 capturé et stocké, selon le carburant de la centrale électrique et la technologie utilisée." L’essentiel des coûts concerne la capture du CO2. D’ici 2030, ces coûts pourraient être inférieurs à 25 dollars. 

Utiliser la CSC avec de nouvelles centrales électriques augmenterait les coûts de production d’électricité de 2 à 3 centimes de dollars / kWh. 

L’une des principales questions est de savoir si le CO2 stocké peut être conservé sans fuite sur de longues périodes. Les projets de stockage actuels comme le projet Statoil Sleipner ne conservent du CO2 que depuis 1996 et ne peuvent donc pas prouver que ce type de stockage est sûr à long terme.

Un programme européen de démonstration visant à avancer de dix ans le déploiement à large échelle du captage et du stockage du carbone (CSC), intitulé European Technology Platform forZero Emission Fossil Fuel Power Plants (ZEP), a été dévoilé le 10 novembre par une plateforme plurilatérale d’industries, de scientifiques et d’ONG unis en faveur de cette technologie.

  • Biocarburants 

Au niveau européen ou au niveau français, les agrocarburants (ou biocarburants) sont souvent présentés comme une alternative aux énergies d’origine fossile, aussi bien pour assurer une certaine indépendance énergétique que pour réduire les émissions de gaz à effets de serre (GES).

Une distinction est opérée entre les biocarburants de première génération, principalement extraits des produits agricoles comme la betterave à sucre et les graines de colza, et les biocarburants de seconde génération, qui proviennent de sources de matières ligno-cellulosiques ou «de bois» ou de nouvelles technologies afin de convertir la biomasse en liquide (BTL).

Les biocarburants de deuxième génération sont encore au stade de l’évaluation et des études. Mais leur développement rapide et leur commercialisation sont recherchés car ils pallient un important défaut attribué à la première génération. Reposant sur des produits agricoles, il leur est reproché de concurrencer fortement la production destinée à l’alimentation et de menacer la biodiversité. 

Lors du Conseil européen de mars 2007, les chefs d’État et de gouvernement se sont engagés à faire passer la part des biocarburants dans les transports à 10 % d’ici 2020, par rapport au niveau actuel de 2%, en vue de parvenir à une réduction de 20% des émissions de GES en Europe par rapport aux niveaux de 1990. Mais, selon l’agence européenne de l’environnement, la mise en œuvre de cet objectif occasionnerait une pression sur les terres, l’eau et la biodiversité. En outre, de nombreux observateurs accusent les politiques de soutien aux biocarburants des États-Unis et de l’Union européenne d’être à l’origine de la flambée des prix alimentaires et des émeutes de la faim en Afrique notamment.

C’est pourquoi le compromis trouvé par l’UE en décembre 2008 impose à l’Europe d’atteindre 10% de ses besoins en combustible dans le secteur des transports en utilisant des sources d’énergie renouvelables, notamment des biocarburants et de l’hydrogène. Des conditions liées à l’affectation indirecte du sol, ainsi que d’autres critères de durabilité, ont été pris en compte (EURACTIV.fr 09/12/08).

  • Energie renouvelables

De manière générale, la Commission européenne cherche à promouvoir l’utilisation des renouvelables : bioénergie, solaire (thermique, photovoltaïque), géothermie, hydraulique. Le paquet énergie-climat contient en outre un objectif de 20% d’énergie renouvelable d’ici 2020.

La France, dont les émissions de CO2 par habitant sont parmi les plus faibles de tous les pays industrialisés et qui respecte déjà le protocole de Kyoto, est également l’un des tout premiers producteurs européens d’énergies renouvelables.

Le pays a d’ailleurs connu en 2007 un bond dans ce domaine, avec une croissance de 4,2%, à 18,0 Mtep, record historique de hausse. Des progressions très rapides sont enregistrées pour certaines formes d’énergie : +85% pour l’éolien, +70% pour le solaire photovoltaïque, …

En France, le soutien à l’éolien fait débat, même s’il s’agit d’un des engagements du Grenelle de l’Environnement. Une étude de l’Institut Montaigne indique que développer l’éolien fait peser un coût trop élevé sur les finances publiques et l’environnement et ne « correspond pas à un besoin aujourd’hui en France », d’autant plus que le pays possède un parc nucléaire qui limite son impact carbone.

  • Hydrogène pile à combustible

Le 25 février 2008, la Commission européenne s’est prononcée pour soutenir la filière énergétique de l’hydrogène. L’exécutif européen a ainsi engagé un plan d’un milliard d’euros sur six ans en partenariat avec des entreprises privées et des centres de recherche. Pour l’UE, il s’agit notamment de combler son retard sur le développement des piles à combustible.

A la suite d’un règlement adopté par le Conseil en juin 2008 une entreprise commune pour les piles à combustible et l’hydrogène avec le lancement officiel de l’Initiative Technologique Commune (ITC). La première assemblée générale des parties prenantes a eu lieu à Bruxelles les 14 et 15 octobre 2008. 60 entreprises privées et universités associées à la Commission européenne et à des centres de recherches constituent les membres de cette ITC qui a pour vocation d’accélérer le développement de piles à combustibles en Europe et permettre leur commercialisation entre 2010 et 2020.

Cependant, après l’enthousiasme de départ, certains ont rapidement souligné les illusions de l’économie de l’hydrogène :

  • comme l’électricité, l’hydrogène est un vecteur d’énergie, et non une source d’énergie.
  • un système de transport reposant sur l’hydrogène nécessite un réseau de stations de ravitaillement qui sera très onéreux à mettre en place.
  • les batteries de piles à combustible qui convertissent l’hydrogène en électricité par une réaction chimique ont une efficacité et une capacité de stockage limitées, le procédé de conversion de l’hydrogène en électricité impliquant des pertes d’énergie, et;
  • les batteries de piles à combustible sont encore très chères (environ 10 000 euros pour un véhicule de taille moyenne). 
     
  • Le nucléaire 

Si elle a longtemps refusé de se prononcer sur le nucléaire, la Commission européenne a fait un pas en avant en avril 2007 en lançant son programme indicatif nucléaire (PINC). En outre, le commissaire à l’Energie, Andris Piebalgs, a indiqué en avril 2008 que l’énergie nucléaire faisait partie du nouveau bouquet énergétique de l’Union européenne et qu’elle le resterait (EURACTIV.fr 18/04/08). Selon la Commission, il s’agit de la principale source d’énergie de l’UE largement exempte de carbone.

Dans la mise à jour de son programme indicatif nucléaire, le 12 novembre 2008, la Commission a proposé d’adopter la technologie la plus récente pour la construction de nouvelles centrales, de garantir l’application des normes les plus strictes en matière de sûreté nucléaire et d’harmoniser et de simplifier les exigences et procédures en matière d’autorisation.

Pour autant, les États membres sont divisés sur la question. Certains pays, comme la Finlande et la France, dépendent considérablement de cette technologie (près de 80% pour la France), tandis que l’Autriche, l’Irlande et la Suède y sont formellement opposées, principalement en raison de l’inquiétude du public quant à la sécurité et la protection de l’environnement. 

De son côté, la France, qui mène un lobbying intense en faveur de la commercialisation des centrales de troisième génération – EPR –, milite pour que la technologie nucléaire soit définitivement considérée comme une énergie permettant de lutter contre le réchauffement climatique.

Contexte

Pour permettre à l’UE de se positionner comme l’économie industrialisée la plus respectueuse de l’environnement, la Commission européenne a publié, en janvier 2007, une série de propositions fixant des objectifs supérieurs à ceux du protocole de Kyoto (lire le dossier d’EURACTIV.fr). En validant ces objectifs en mars 2007, le Conseil européen a donné une importante impulsion aux efforts de l’UE pour lutter contre le réchauffement climatique. Il s’agit de limiter ce réchauffement à 2 degrés celsius d’ici 2100 en :

  • augmentant de 20% l’efficacité énergétique d’ici 2020;
  • réduisant de 20% les émissions de GES d’ici 2020, voire de 30% en cas d’accord international;
  • atteignant une proportion de 20% d’énergies renouvelables dans la consommation énergétique totale de l’UE d’ici 2020 (actuellement à 8,5%);
  • atteignant une proportion de 10% de biocarburants dans la consommation totale des véhicules d’ici 2020.

Afin d’apporter des réponses techniques aux objectifs fixés par les chefs d’État et de gouvernement, la Commission européenne a présenté, le 23 janvier 2008, une série de directives. Elles ont été adoptées en première lecture par le Parlement européen et le Conseil en décembre 2008. (EURACTIV.fr 15/12/2008)

Technologies énergétiques

Pour permettre cette transition vers un mix énergétique moins carboné, la Commission européenne a présenté en novembre 2007 une communication intitulée «Vers un plan stratégique européen pour les technologies énergétiques» (Plan SET). Dans le texte, l’exécutif européen indique en effet que «la technologie [est] une pièce essentielle du puzzle énergétique.»

Le Plan SET établi une approche collective européenne de la planification stratégique en matière de technologies énergétiques. Appelant à une nouvelle structure de gouvernance, la Commission ambitionne de réunir États membres, secteur privé, milieux scientifiques et financiers afin de faire face aux principaux défis énergétiques de l’UE d’ici 2020 et 2050.

Dans son analyse stratégique de la politique énergétique de l’UE pour 2007, la Commission européenne a en outre estimé que «pour 2050 et au-delà, la conversion du système énergétique européen aux technologies à faible intensité de carbone devrait être achevée. Le panier énergétique européen pourrait laisser globalement une large place aux sources d’énergie renouvelables, aux technologies d’utilisation durable du charbon, du gaz et de l’hydrogène et, pour les États membres qui le souhaitent, à la fission nucléaire de 4ème génération et à l’énergie de fusion». 

L’exécutif européen considère qu’une nouvelle approche communautaire dans le domaine des technologies énergétiques est essentielle pour réaliser les objectifs du plan SET. Afin d’accélérer une mise en œuvre efficace des processus de développement et de commercialisation des technologies énergétiques, le concept d’«initiative industrielle européenne», censé regrouper une masse critique d’activités et d’acteurs, est en cours d’élaboration.

Positions

« Le développement des technologies visant à réduire les émissions de carbone est un pilier essentiel de la politique européenne de lutte contre le changement climatique », aindiqué le commissaire à la recherche, Janez Poto?nik lors d’une conférence organisée par la Présidence française de l’UE, le 28 octobre 2008.

Sur la catpure et stockage de CO2

Le travail est sans précédent en ce qui concerne son objectif, a indiqué le docteur Graeme Sweeney, président de la ZEP et vice-président exécutif responsable des carburants du futur et du CO2 chez Shell, lors du lancement de la proposition European Technology Platform for Zero Emission Fossil Fuel Power Plants (Voir le paragraphe sur le CSC). M. Sweeney a ajouté que le programme permettrait de réduire les risques commerciaux et d’augmenter les connaissances du public, ce qui est selon lui crucial étant donné que la technologie CSC n’évoluera pas sans l’acceptation du public. 

« Les affirmations selon lesquelles une entreprise ou un pays peut assumer tout seul les risques ne tiennent pas la route », a indiqué le docteur Sweeney, déclarant que les partenariats public-privé étaient la seule option raisonnable. 

Dans le même sens, le sénateur Marcel Deneux (Somme, Union Centriste) , dans sa proposition de résolution du 12 novembre 2008 estime que « pour obtenir une réduction de 50 % des émissions de CO2 dans le monde d’ici 2050 les émissions des pays développés devront être réduites de 30 % d’ici 2020. Or, cela ne peut-être réalisé sur la seule base d’une amélioration de l’efficacité  énergétique et d’un recours accru aux énergies renouvelables. L’exploitation des techniques de CSC constitue donc la troisième voie pour parvenir à la réalisation des objectifs en matière de réduction des émissions de GES. Le monde va continuer à dépendre du charbon pour une part importante de son électricité pendant de nombreuses décennies ».

Le captage et le stockage du CO2 est une technologie "essentielle pour des réductions importantes d’émissions", a indiqué Nobuo Tanaka, de l’AIE, le 20 octobre, à l’occasion d’une conférence de presse destinée à promouvoir un ouvrage sur le stockage du carbone. (Retrouvez le communiqué de l’AIE).

Sans équivoque, la nouvelle publication de l’AIE prend le parti du CSC. Selon Kamel Bennaceur, expert sur les questions énergétiques auprès de l’AIE, non seulement «les capacités de stockage dans le monde sont suffisantes pour des centaines d’années d’émissions de CO2», mais se passer du captage et du stockage du CO2 signifierait que «les coûts des réductions d’émission nécessaires pour atteindre les objectifs du GIEC augmenteraient de 70%.» Selon l’AIE, au niveau mondial, il serait donc nécessaire d’atteindre les 10.000 sites de stockage à l’horizon 2050.

Mais le CSC est loin de faire l’unanimité. Morgane Créach, du Réseau Action Climat, évoque ainsi «une technologie qui n’est pas prioritaire et une solution de court terme qui ne fait que lisser les externalités des centrales à charbon.» Selon Karine Gavant, de Greenpeace France, «les technologies CSC ne seront pas disponibles avant 2020. Dans l’urgence et afin d’inverser la courbe du réchauffement climatique, il faut en priorité investir dans les technologies disponibles, à savoir les économies d’énergies et les renouvelables.»

 Jean-Bernard Saulnier, chargé du programme Energie du CNRS, évoque «le problème de la tenue à long terme des réserves, à savoir leurs garanties d’étanchéités.» LeGIEC souligne également qu’«il est nécessaire d’affiner les évaluations de stockage à l’échelle mondiale, régionale et locale et de mieux comprendre les phénomènes de confinement, de migration et de fuite à long terme. Pour répondre à ce dernier besoin, les techniques de surveillance et de vérification du comportement du CO2 injectés dans les formations géologiques doivent être perfectionnées.»    

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