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Quelles technologies pour parvenir à la neutralité carbone ?

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Pour atteindre les objectifs de l’Accord de Paris sur le climat, il faut traiter les secteurs les plus difficiles à décarboner en s’appuyant sur des technologies encore difficiles à déployer à grande échelle.

Il n’existe pas de solution miracle pour lutter contre le changement climatique. Pour parvenir à la neutralité carbone d’ici le milieu du siècle, il faudra probablement mobiliser tous les instruments et accélérer la cadence. Selon le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), l’échéance de 2050 est la date cible pour atteindre la neutralité carbone et limiter l’augmentation de la température mondiale à moins de 2°C, voire 1,5°C.

Première étape : généraliser l’électrification

La réduction de la consommation et l’augmentation de l’efficacité énergétique joueront un rôle primordial. Toutefois, comme beaucoup l’ont souligné, notamment Bill Gates dans son dernier ouvrage sur le sujet, des efforts supplémentaires sont nécessaires : les réseaux électriques doivent être décarbonés et cette énergie à faible teneur en carbone doit être adoptée par le plus grand nombre possible de secteurs d’activité.

Dans les zones qui ne peuvent être électrifiées, d’autres technologies seront nécessaires. Il convient donc de se tourner vers des combustibles de substitution ou capter les émissions de carbone, soit directement à partir de ces activités, soit en éliminant le CO2 de l’atmosphère afin de les compenser.

Au cours des dernières décennies, des avancées technologiques sans précédent ont été enregistrées dans le secteur de l’électricité. Grâce à des aides gouvernementales ciblées et des investissements publics et privés, les prix de l’énergie éolienne et solaire sont tombés à des niveaux qui les rendent désormais plus compétitifs que l’énergie conventionnelle au gaz dans de nombreuses régions

L’énergie solaire photovoltaïque, par exemple, a vu ses coûts baisser de plus de 80 % ces dix dernières années. Environ 300 milliards de dollars par an sont consacrés aux énergies renouvelables. Ces fonds permettent de fournir un volume accru de capacité électrique à faible émission de carbone grâce à la baisse des coûts.

Captage du carbone – un déploiement ciblé

Dans les secteurs dont les émissions sont difficiles à maîtriser, comme l’industrie lourde, où l’électrification n’est pas envisageable en raison des besoins élevés en chaleur, le captage du carbone peut être la solution la plus adaptée. Comme le souligne la Energy Transition Commission (ETC), le captage et le stockage du carbone (CSC) et le captage et l’utilisation du carbone (CCU) ne devraient être utilisés que dans les industries qui ne peuvent pas réduire leur consommation de carbone via l’électrification. Le CCU fait appel à des techniques chimiques pour extraire le CO2 des gaz de combustion d’un processus industriel afin de le transporter sous terre ou de l’utiliser à d’autres fins.

Pour que le CCU porte ses fruits, certains facteurs doivent être pris en compte.

Le premier consiste à consacrer suffisamment de moyens à son développement pour le rendre mature. Aujourd’hui, il est encore loin d’être commercialisable. Certains projets pilotes dans le secteur de l’électricité en Amérique du Nord semblent bien fonctionner, mais les performances d’autres projets ont, semble-t-il, soulevé des inquiétudes, notamment en termes de rentabilité.

Le second facteur consiste à offrir un moyen efficace de valoriser le CO2 capté. La fixation d’un prix du carbone équitable peut y contribuer. Actuellement, de nombreux projets sont jugés économiquement viables en utilisant le CO2 capté pour extraire un volume accru de pétrole du sol via un système de récupération plus sophistiqué, un processus qui est clairement en contradiction avec les objectifs en matière de changement climatique.

Le CCU peut avoir d’autres usages potentiels. Il peut contribuer au développement d’un carburant synthétique à faible teneur en carbone destiné à l’aviation.

En outre, la plupart des scénarios du GIEC intégrant une augmentation des températures de 1,5°C s’appuient dans une certaine mesure sur des technologies à émissions négatives pour retirer le CO2 de l’atmosphère, soit une technique de bioénergie, de captage et de stockage du carbone (BECCS), soit par le captage direct dans l’air. A noter que ces deux technologies posent des problèmes théoriques concernant l’utilisation de l’énergie et de l’eau ou des superficies de terrain qui seraient nécessaires si elles étaient déployées à grande échelle.

L’hydrogène bleu et vert

De nombreux plans de relance verts déployés face à la Covid-19 intègrent le secteur de l’hydrogène. Les outils traditionnels de production d’hydrogène par reformage du méthane à la vapeur émettent du CO2, mais le captage du carbone peut avoir un rôle. En l’intégrant dans le processus de captage des émissions, on obtient de l’« hydrogène bleu ». Toutefois, l’efficacité globale de l’hydrogène bleu et les craintes environnementales liées au CSC évoquées plus haut posent un véritable problème et n’offrent guère de perspective d’avenir à cette solution.

L’« hydrogène vert » est une source énergétique différente. Il permet au gaz d’être une sorte de vecteur d’électricité renouvelable à utiliser pour le chauffage, les transports ou les activités industrielles, telles que la production d’acier. Grâce à cette technologie, le surplus d’électricité renouvelable alimente l’électrolyse pour créer de l’hydrogène à partir de l’eau, qui peut ensuite être utilisé dans des chaudières ou des piles à combustible.

Nombreux sont ceux qui jugent plus efficace de simplement électrifier les systèmes et d’utiliser des batteries pour stocker l’excédent d’énergie renouvelable lorsque l’offre est élevée et la demande faible. Cette approche évitera les pertes d’énergie inhérentes à la création, au stockage, au transport et à l’utilisation de l’hydrogène. À ce titre, l’ETC et l’Agence internationale de l’énergie (AIE) affirment que l’hydrogène devrait, là encore, être réservé aux seules activités qui ne peuvent être électrifiées.

energies propres

Source: Energy Transitions Commission

Accélérer le développement technologique

L’hydrogène vert et le captage du carbone constituent une part importante de la « relance verte » et des plans de lutte contre le changement climatique, mais leur déploiement devra être sensiblement accéléré pour que ces deux technologies atteignent leur vitesse de croisière.

Le rapport 2020 Energy Technology Perspectives souligne que les technologies requises pour atteindre environ 75 % des réductions d’émissions nécessaires afin de parvenir à la neutralité carbone ne sont pas encore arrivées à maturité. Il y est recommandé de déployer rapidement des financements à la fois publics et privés pour amener ces technologies à maturité.

L’opportunité est gigantesque : l’ETC estime que le développement de ces technologies et d’autres, qui n’ont pas été abordées dans cet article, notamment la bioénergie, visant à décarboner l’aviation, le transport lourd de marchandises, les bâtiments et l’agriculture, nécessitera entre 1 000 et 2 000 milliards de dollars d’investissements par an.

En mettant les bouchés doubles sur cet investissement, la neutralité carbone deviendra un objectif tout à fait réalisable. Nous avons les moyens d’y parvenir, mais il faudra redoubler d’efforts.

Ecoutez notre podcast avec Thibaud Clisson

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