Aspirine chez Seqens, fibre de carbone chez Hexcel, liants pour peinture chez Ecoat… Pour fabriquer leurs produits, les chimistes de la plate-forme Roussillon, au sud de Lyon, ont besoin de vapeur. Pour l’obtenir, ils comptent sur une infrastructure mutualisée : Osiris. Ce groupement d’intérêt économique (GIE) leur fournit environ 1,5 million de tonnes de vapeur par an. Alors que le charbon et le gaz dominaient autrefois les ressources utilisées pour la produire, ils devraient devenir minoritaires cette année. « Réduire l’usage des ressources fossiles, c’est tout l’enjeu aujourd’hui, indique Frédéric Fructus, l’administrateur d’Osiris. Les combustibles de récupération et la biomasse sont deux leviers importants. »
En juin, la troisième unité d’incinération d’ordures ménagères de Trédi Salaise, à quelques kilomètres de là, sera raccordée aux infrastructures d’Osiris. De quoi tripler la quantité de vapeur du GIE, actuellement de 200 000 tonnes par an (t/an), fournie par les deux premiers incinérateurs. Cela permettra de réduire la part du gaz et du charbon à 35 % dans la production de vapeur et de passer sous la barre des 200 000 t/an de dioxyde de carbone (CO2) émis. En 2015, une première étape avait déjà permis de descendre de 85 à 69 % la part du charbon et du gaz grâce à la mise en place d’une chaudière biomasse, baptisée Robin, par Suez. Les émissions de CO2 étaient alors passées de 350 000 à 300 000 t/an.
Osiris n’est pas un cas isolé. Le remplacement de la chaleur issue de ressources fossiles par de la chaleur bas carbone est considéré comme le principal levier pour réduire les émissions de CO2 de la chimie à l’heure actuelle. Il représente la moitié du gisement potentiel de réduction identifié grâce à des actions considérées comme accessibles avant 2030. L’autre moitié étant les actions d’efficacité énergétique et la diminution des émissions de protoxyde d’azote (N2O). Ces résultats sont issus d’une étude prospective lancée par France Chimie il y a plus d’un an.
Diminution visée de 7 à 24 % des émissions de gaz à effet de serre d’ici à 2030
« Nous sommes partis de l’existant pour voir ce qu’il était possible de faire, explique Sylvain Le Net, responsable énergie chez France Chimie. Nous avons déterminé ce que nous pensions être capables de réaliser d’ici à 2030. Le reste se jouera entre 2030 et 2050. Nous visons une diminution de 7 à 24 % d’émissions de gaz à effet de serre (GES) d’ici à 2030. Mais ce n’est pas un objectif. C’est notre trajectoire probable. » En effet, en matière de réduction de ses émissions de GES, le secteur de la chimie dans son ensemble n’a pas de feuille de route bien établie. « Nous commençons à y réfléchir », assure Sylvain Le Net.
Certains industriels se sont déjà fixé des chiffres à atteindre, comme Arkema qui compte réduire son intensité carbone de 50 % en 2025 par rapport à 2012. En 2018, le chimiste avait déjà atteint 54 %. Toutefois, cette baisse est surtout due à un travail sur la réduction des émissions d’hydrofluorocarbures (HFC), ces GES très puissants qui sont émis suite à des fuites lors de leur fabrication. Entre 2012 et 2018, au niveau mondial, les émissions absolues d’Arkema liées aux HFC sont passées de 3 610 à 1 210 kilotonnes équivalent CO2 (kt eq CO2).
En revanche, les émissions de CO2 liées aux besoins énergétiques et en chaleur ont légèrement grimpé, passant de 1 460 à 1 480 kt. « Notre production a tout de même augmenté entre-temps, nuance Sophie Huguier, la responsable du développement durable. Il est encore possible de réduire nos émissions liées aux HFC, mais l’énergie et la production de chaleur sont maintenant au cœur de nos efforts. » L’entreprise affirme avoir l’intention d’annoncer prochainement de nouveaux objectifs de réduction de ses émissions de GES.
Les vapocraqueurs difficiles à décarboner
Au-delà de 2030, selon France Chimie, les mesures envisagées pour la filière concernent principalement les vapocraqueurs utilisés dans la pétrochimie et la production d’hydrogène pour l’ammoniac. Et pour cause : les quelques vapocraqueurs et la fabrication d’ammoniac représentent la moitié des émissions de GES de la chimie française. Problème : « Ces secteurs seront beaucoup plus difficiles à décarboner », pointe Sylvain Le Net. Les émissions des vapocraqueurs sont liées au procédé qu’ils mettent en œuvre et à leurs besoins en chaleur.
En effet, les vapocraqueurs travaillent une matière première d’origine fossile : des sous-produits du raffinage comme du naphta, du butane ou du gazole. Ces molécules sont craquées pour en obtenir d’autres, comme de l’éthylène et du propylène, qui sont les briques élémentaires de la plasturgie et des matériaux composites. Pour assurer ces réactions, de la chaleur est fournie par du gaz naturel et des sous-produits du vapocraquage lui-même. Ces derniers – du méthane ou du propane par exemple – sont brûlés en chaudière pour produire de l’énergie.
« Si nous produisons la chaleur d’une manière différente, que faire de ces coproduits ? », s’interroge Sylvain Le Net. Quant à l’hydrogène, utilisé pour fabriquer de l’ammoniac destiné aux engrais azotés de l’agriculture, sa production passe pour l’essentiel par le procédé dit de vaporeformage : du gaz naturel et de la vapeur en entrée, de l’hydrogène et du CO2 en sortie. Beaucoup de CO2 : 10 tonnes émises dans l’atmosphère pour chaque tonne d’hydrogène produite.
Post-2030 : hydrogène vert et capture du CO2
Les solutions envisagées pour la période post-2030 reposent sur la capture et le stockage du CO2 et sur l’utilisation d’hydrogène bas carbone, fabriqué par électrolyse à partir d’eau et d’électricité décarbonée. Mais ces deux pistes semblent encore bien incertaines pour les chimistes. « Le problème de l’hydrogène bas carbone est qu’il est beaucoup plus cher que l’hydrogène gris [produit par vaporeformage, ndlr], précise Sylvain Le Net. Sachant que c’est le principal coût pour la fabrication des engrais azotés, les coûts de production explosent. »
En passant d’un hydrogène « gris » produit aujourd’hui à 1,5 euro par kilogramme (€/kg) à de l’hydrogène bas carbone à 4,5 €/kg, voire 6 €/kg, Sylvain Le Net estime que le coût de l’ammoniac sur le marché grimperait de 350 à 800 euros par tonne.
Quant à la capture et au stockage de CO2, elle n’est pas encore envisagée par Arkema. « Nous nous sommes concentrés sur des actions prioritaires sur nos installations telles qu’elles sont, avance Sophie Huguier. Dans le futur, ce n’est pas impossible. » En l’absence d’alternative, cela pourrait même devenir nécessaire.
