Description et évaluation des technologies et des pratiques d’atténuation, des options, des potentiels, des coûts et de la durabilité.
Historiquement, le secteur industriel a atteint des réductions d’intensité énergétique et d’intensité des émissions par l’adoption de technologies d’efficacité énergétique et de technologies spécifiques d’atténuation, particulièrement dans les industries à haute intensité énergétique. L’industrie de l’aluminium est parvenue à réduire de plus de 70% l’intensité de ses émissions de PFC au cours de la période 1990-2004 et l’industrie de l’ammoniac a démontré que des usines conçues en 2004 présentent une réduction d’intensité énergétique se montant à 50% par comparaison avec celles qui ont été conçues en 1960. Poursuivre la modernisation des installations de production d’ammoniac à travers le monde aboutirait à de nouvelles améliorations de l’efficacité énergétique. On a aussi rapporté des réductions de l’intensité énergétique de l’industrie du raffinage [7.4.2, 7.4.3, 7.4.4].
La faible capacité technique et économique des PME lance des défis à la diffusion des technologies saines d’un point de vue environnemental, bien que de la R&D innovante prenne place au sein des PME.
Une large palette de mesures et de technologies ont le potentiel de réduire les émissions de GES Industriels. Ces technologies peuvent être groupées en catégories : efficacité énergétique, commutations de carburant, récupération d’énergie, énergies renouvelables, changement de matière première, changement de produit et efficacité matérielle (Tableau RT.10). Au sein de chaque catégorie, certaines technologies comme l’utilisation de moteurs électriques plus efficaces sont utilisables largement à travers toutes les industries, tandis que d’autres, comme la détente des gaz de gueulard sont spécifiques à certains processus.
Tableau RT.10 : Exemples (non exhaustifs) de technologies industrielles permettant de réduire les émissions de GES. Les technologies en italiques sont en phase de démonstration ou de développement [Tableau 7.5].
| Secteur | Efficacité énergétique | Commutation de combustible | Rendement en puissance | Renouvelables | Commutation de matière première | Commutation de produit | Efficacité matérielle | GES hors CO2 | Captage et stockage du dioxyde de carbone |
|---|
| Tout le secteur | Etalonnage ; systèmes de gestion énergétique ; systèmes de moteurs, de bouilleurs, de fourneaux, d’éclairage, de chauffage / ventilation / climatisation efficaces; Intégration de processus | Du charbon au gaz naturel et au pétrole | Cogénération | Biomasse, Biogaz, PV, éoliennes, énergie hydraulique | Recyclage des entrants | | | | Combustion d’oxyfuel, piégeage du CO2 des fumées |
| Fer & acier | Diminution de l’extraction par fusion, coulée à côtes semi finies, préchauffage des ferrailles, extinction à sec | Injection de gaz naturel, de pétrole ou de plastique dans le haut fourneau | Détente des gaz de gueulard, cycle combiné des sous-produits gazeux | | Ferrailles | Acier à haute résistance | Recyclage de l’acier à haute résistance, pertes du processus de réduction | | Réduction de l’hydrogène |
| Métaux non ferreux | Anodes inertes, | | | Charbon de bois | Ferrailles | | Recyclage, pellicule protectrice plus mince | n/a | Utilisation d’oxygène dans les hauts fourneaux |
| Produits chimiques | Conception de cellules efficaces | Gaz naturel | Turbine à gaz pré-couplée, Turbine de rendement en pression, récupération du H2 | | Matières plastiques recyclées, matières premières biologiques | polyéthylène linéaire à basse densité, matières plastiques à haute performance, | Recyclage, pellicules protectrices plus minces, réduction des pertes par suite de traitement | Contrôle du PFC et du SF6 | |
| Raffinage du pétrole | Séparation membranaire, distillation réactive | Gaz naturel | Turbine de rendement en pression, récupération d’hydrogène | | Matières premières biologiques | | (réduction des transports exclue ici) | Contrôle du N2O, des PFC, des CFC et des HFC | Stockage du CO2 issu de l’ammoniac, processus impliquant des oxydes d’éthylène |
| Cimenterie | Séparation membranaire | Combustibles dérivés des déchets, Biogaz, Biomasse | Séchage par turbine à gaz, rendement en puissance | Biocarburants | scories, pouzzolanes | Ciment chargé | | Technologie de contrôle de N2O/CH4. | Issus de la production d’hydrogène |
| Verre | Gaz de raffinerie | Gaz naturel | Cycle aval de l’air | Carburants issus de la biomasse, Biogaz | Meilleure utilisation du calcin | Géo-polymères | recyclage | n/a | Combustion d’oxyfuel dans les fours |
| Pâte à papier | Four de précalcinage, broyeur à cylindre, four à lit fluidisé | Biomasse, gaz de décharge | Cycle combiné à gazéification des liqueurs noires | n/a | Recyclage, fibres non-ligneuses | Conteneurs minces à haute résistance | $$découpage de réduction$$ et pertes par suite de traitement | n/a | Combustion d’oxyfuel |
| Industrie alimentaire | Préchauffage du calcin | Biogaz, Gaz naturel | Digestion anaérobique, gazéification | Carburants issus de la biomasse (écorce, liqueur noire) | | Orientation des fibres, papier plus fin | Pertes du processus de réduction, utilisation d’eau en circuit fermé | n/a | Combustion d’oxyfuel dans les fours à chaux |
A la fin de l’intervalle nous séparant de 2030, un potentiel supplémentaire important naîtra des améliorations avancées dans l’efficacité énergétique et dans l’application du captage et stockage du carbone (CSC) et des technologies de processus n’impliquant pas de GES : on peut citer, comme exemples de ces nouvelles technologies, encore dans leur phase de recherche & développement actuellement, les électrodes inertes pour la production d’aluminium et l’hydrogène dans la production métallurgique (bon accord, nombreuses mises en évidence) [7.2, 7.3, 7.4].
Les potentiels et les coûts de l’atténuation en 2030 ont fait l’objet d’une estimation industrie par industrie des industries intensives en énergie et d’une estimation globale des autres industries. Cette approche est parvenue à des potentiels d’atténuation d’environ 1,1 GtCO2-éq pour un coût < 20 US$ / tCO2 (74 US$/tC-éq) ; environ 3,5 GtCO2-éq pour un coût inférieur < 50 US$ / tCO2 (180 US$/tC-éq) ; et environ 4 GtCO2-éq/an (0,60-1,4 GtC-éq / an) pour un coût < 100 US$ / tCO2–éq (<370 US$/tC-éq) sous le scénario B2. Les potentiels d’atténuation les plus importants sont ceux des industries de l’acier, du ciment, de la pulpe de bois et du papier, et dans le contrôle des gaz hors CO2, et la plus grande partie du potentiel est disponible à <50 US$/tCO2-éq (<US$ 180/tC-éq). L’application des technologies de CSC offrirait un potentiel encore supérieur, bien qu’à un coût plus élevé.
Une étude mondiale récemment terminée, portant sur neuf groupes de technologies, indique un potentiel d’atténuation pour le secteur industriel situé entre 2,5 et 3,0 GtCO2-éq / an (0,68–0,82 GtC-éq/an) en 2030 pour un coût <25 US$/tCO2 (< 92US$/tC) (dollars de 2004). Les estimations du potentiel d’atténuation trouvées dans cette étude et dans la présente évaluation se situent dans le même ordre de grandeur ; l’estimation des coûts d’atténuation, quant à elle, est significativement moindre (accord moyen, mises en évidence moyennement nombreuses) [7.5].