Atelier Changement Climatique 2008-2009

Une réduction massive des émissions de GES dans l'industrie française est-elle possible sans capture et stockage du CO2 ?

Philippe Quirion (CIRED, quirion@centre-cired.fr)

Motivation

La France et l'Union européenne se sont engagées sur des objectifs très ambitieux en matière de lutte contre le changement climatique, qui imposent des changements radicaux dans tous les secteurs. L'industrie (hors électricité et raffinage) compte pour 20% des émissions de gaz à effet de serre en France (chiffres 2006, source CITEPA) et ne peut donc échapper à ces objectifs. Hormis la capture et stockage du CO₂ (CSC), les techniques nécessaires pour opérer ces changements radicaux sont beaucoup moins connues que dans la production d'électricité ou dans le secteur résidentiel, d'où l'importance de creuser cette question.

Problématique proposée

1. Synthétiser ce qui existe dans les scénarios de réduction des émissions qui atteignent l'horizon 2050 (au moins), qu'ils couvrent la France (scénario négaWatt, étude Enerdata/LEPII-EPE pour la DGEMP), l'Europe (VLEM…) ou le monde (AIE ETP, modèles GET, MESSAGE, IMAGE…). Le scénario de l'association Virage-énergie pour la région Nord Pas de Calais sera aussi étudié, car il détaille la sidérurgie. Pour chacun de ces scénarios, il s'agira de savoir si des technologies de rupture sont explicitement décrites, quel degré de détail est retenu, si des coûts sont spécifiés, etc.

2. Travail plus approfondi sur au moins deux secteurs : sidérurgie (production d'acier) et ciment. Un troisième secteur pourra être retenu si les étudiants ont des connaissances particulières au départ ; ce point est à discuter. Sur chaque secteur, il s'agit d'identifier les moyens de réduire la demande et de diminuer radicalement les émissions par tonne produite.

2.1. Côté demande : séparer la demande en grandes catégories (ex. pour l'acier : automobile, emballages, électroménager, fer à béton…), et regarder les marges de manœuvre par catégorie, sans exclure des changements dans les modes de vie.

2.2. Côté offre : identifier les techniques disponibles et celles qui ont de bonnes chances de l'être à grande échelle d'ici 2050, identifier et quantifier les contraintes à leur développement (ex. disponibilité en ferrailles pour développer le taux de ferrailles dans les aciéries, disponibilité en laitiers de hauts-fourneaux pour le remplacer le clinker dans le ciment…). La CSC sera exclue car déjà bien connue.

Le travail débouchera sur un rapport et un tableau Excel par secteur indiquant l'évolution quantitative de la production, des émissions et de la consommation par grande classe de produit, pour le ciment et pour l'acier.

Éléments de bibliographie

Ando, S. et al. (2006) Les enjeux du développement durable au sein de l’Industrie du Ciment : réduction des émissions de CO2. Atelier Changement climatique ENPC, http://www.enpc.fr/fr/formations/ecole_virt/trav-eleves/cc/cc0506/ciment.pdf

Agence internationale de l'énergie (2008) Energy Technology Perspectives, AIE, Paris

Association négaWatt (2006) Scénario négaWatt 2006,
http://www.negawatt.org/telechargement/Scenario%20nW2006%20Synthese%20v1.0.2.pdf

Association Virage énergie en Nord Pas de Calais Etude "Energies d'avenir en Nord-Pas de Calais" http://www.virage-energie-npdc.org/Etude.htm

Berstein, L. and J. Roy (2007) Industry, ch. 7 in IPCC, Fourth Assessment Report, WG III, http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg3/ar4-wg3-chapter7.pdf

Enerdata et LEPII-EPE (2005) Etude pour une prospective énergétique concernant la France, Rapport pour la DGEMP, http://upmf-grenoble.fr/iepe/textes/EPE_Enerdata-etude-facteur-quatre.pdf

Galitiski C. et L. Price (2007). Opportunities for Improving Energy Efficiency, Reducing Pollution and Increasing Economic Output in Chinese Cement Kilns. ACEEE SS07, Paper#031

Gielen, D., J. Newman and M. K. Patel (2008). Reducing Industrial Energy Use and CO2 Emissions: The Role of Materials Science, MRS BULLETIN • VOLUME 33 • APRIL 2008 • www.mrs.org/bulletin

Peruzzo, F., E. Pébayle et M. Mourroux (2006) Exercice de comparaison de 4 scénarios "facteur 4", Atelier Changement climatique ENPC, http://www.enpc.fr/fr/formations/ecole_virt/trav-eleves/cc/cc0506/facteur4.doc

Rao et al. (2008) IMAGE and MESSAGE Scenarios Limiting GHG Concentrations to Low Levels, Draft report

Sites web - ciment

Cembureau : http://www.cembureau.be/

Cement Sustainability Initiative : http://www.wbcsdcement.org/

Conference Energy Efficiency and CO2 Emission Reduction Potentials and Policies in the Cement Industry http://www.iea.org/Textbase/work/workshopdetail.asp?WS_ID=266

Geopolymer Institute : http://www.geopolymer.org/ ; en particulier http://www.geopolymer.org/applications/global-warming

Holcim : http://www.holcim.fr/

Infociments : http://www.infociments.fr/

Italcementi (filiale française : Ciments français) : http://www.italcementigroup.com/ENG

Lafarge : http://www.lafarge.fr/