carburants à zéro émission de carbone et le transport maritime : Une volonté et une voie ?

Le secteur du transport maritime consomme environ 10 quadrillions de Btu de carburant et émet un milliard de tonnes métriques de dioxyde de carbone chaque année. C'est plus que toutes les émissions de l'Allemagne, plus que toutes les émissions de l'Arabie saoudite et à peu près autant que les émissions de tous les véhicules de tourisme aux États-Unis. L'industrie du transport maritime est un émetteur mondial majeur, l'un des secteurs économiques qui doit être entièrement décarbonisé d'ici le milieu du siècle pour que le réchauffement de la planète ne dépasse pas 1,5 degré Celsius.

L'élimination des émissions de gaz à effet de serre du transport maritime est une entreprise énorme, mais la voie technologique à suivre est raisonnablement claire, et ce depuis quelques années déjà. Ce qui fait défaut, c'est la volonté requise de la part de l'industrie du transport maritime et des régulateurs régionaux et internationaux pour exiger et mettre en œuvre les mesures qui doivent être prises.

Les émissions de gaz à effet de serre peuvent être éliminées dans le secteur maritime, en grande partie en passant du fioul lourd et du diesel marin à carburants à zéro émission de carbone (ZCF) comme l'hydrogène et l'ammoniac, comme le détaillent CATF (voir ici et ici), d'autres organisations non gouvernementales(ici et ici), des experts universitaires et gouvernementaux(ici et ici) et des institutions financières(ici et ici).

L'ammoniac, qui est produit en combinant l'hydrogène et l'azote capté dans l'air ambiant, semble être un carburant marin particulièrement prometteur, notamment pour les voyages transocéaniques. Il peut être utilisé dans des piles à combustible ou, ce qui est plus pratique, du moins à court terme, dans des versions modernisées ou spécialement construites des énormes moteurs à combustion interne à deux ou quatre temps qui propulsent les porte-conteneurs, les pétroliers et les vraquiers dans le monde entier. L'ammoniac (NH3) ne contient pas d'atomes de carbone et ne produit donc pas de dioxyde de carbone lorsqu'il est converti en énergie, que cette conversion ait lieu dans une pile à combustible ou dans un moteur alternatif. Et, comme nous l'expliquons plus en détail ici, les technologies de production qui utilisent des systèmes de captage et de stockage du carbone ou de l'électricité d'origine renouvelable ou nucléaire peuvent produire de l'ammoniac avec peu ou pas d'émissions de gaz à effet de serre.

L'opportunité que représente l'ammoniac sans carbone pour la décarbonisation du transport maritime est évidente pour un nombre croissant d'entreprises et d'institutions innovantes, dont beaucoup prennent des mesures en vue de la commercialisation à grande échelle de la technologie du transport maritime à l'ammoniac. Voici quelques exemples récents :

• Août 2020: Trois compagnies maritimes japonaises - NYK Line, Japan Marine United Corporation et Nippon Kaiji Kyokai (ClassNK) - ont annoncéun accord conjoint de R&D visant à la commercialisation d'un navire-citerne à l'ammoniac.
• Octobre 2020: Lloyd's Register a émis des "approbations de principe" distinctes (voir ici et ici) pour des navires fonctionnant à l'ammoniac en cours de développement par les constructeurs navals sud-coréens Samsung Heavy Industries (SHI) et Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME). SHI et ses partenaires de projet, MISC, une importante compagnie maritime internationale basée en Malaisie, et MAN Energy Systems, qui développe des moteurs marins compatibles avec l'ammoniac, travaillent sur un navire-citerne fonctionnant à l'ammoniac ; le projet de DSME concerne un énorme porte-conteneurs(23 000 EVP).
• Février 2021: L'autorité maritime et portuaire de Singapour - qui, en tant que plus grand port de ravitaillement au monde, est prête à jouer un rôle de premier plan dans le passage à des carburants marins sans carbone - a annoncé qu'elle collaborerait avec le principal producteur d'ammoniac Yara International, Lloyd's Register, SHI et MAN Energy Systems pour développer et promouvoir le transport maritime à l'ammoniac.
• Mars 2021: Dans le cadre d'un accord conclu par le producteur d'engrais néerlandais OCI, l'entreprise allemande Hartmann Gas Carriers et MAN Energy Systems, OCI affrétera de nouveaux navires-citernes alimentés à l'ammoniac qui seront construits et exploités par et Hartmann et équipés de moteurs MAN. Les partenaires rechercheront également les possibilités de modifier les moteurs marins existants pour les rendre compatibles avec la norme ZCF.
• Mars 2021: Une liste de grandes entreprises et institutions du secteur maritime - A.P. Moller-Maersk, Fleet Management Limited, Keppel Offshore & Marine, le Maersk Mc-Kinney Moller Center for Zero Carbon Shipping, Sumitomo Corporation et Yara International - ont convenu demener une étude de faisabilité sur l'approvisionnement du port de Singapour en combustible de soute à l'ammoniac. L'évaluation de la chaîne d'approvisionnement portera sur "le développement d'une chaîne d'approvisionnement en ammoniac vert rentable, la conception de navires de soutage à l'ammoniac, ainsi que l'infrastructure connexe de la chaîne d'approvisionnement".
• Avril 2021: Le conglomérat industriel allemand thyssenkrup a signé un "contrat d'ingénierie et de fourniture" avec le grand producteur d'ammoniac CF Industries pour "livrer une usine d'hydrogène pour la production d'ammoniac vert au complexe de fabrication de Donaldsonville [CFI] en Louisiane", selon des rapports de presse. Les entreprises ont identifié le secteur maritime comme un consommateur cible.

Ces entreprises sont à l'avant-garde de ce qui sera probablement un voyage difficile. Les porte-conteneurs et les vraquiers ont consommé 118 millions de tonnes métriques de carburant équivalent au fioul lourd en 2018, selon les données de l'OMI, ce qui représente la moitié de la consommation totale de carburant du secteur. Si ces mêmes navires fonctionnaient plutôt à l'ammoniac (en supposant que 1,89 tonne métrique d'ammoniac est nécessaire pour remplacer une tonne métrique de carburant marin, comme l'indique cette analyse de Kim et al. pour 2020 ), ils auraient consommé 224 millions de tonnes métriques d'ammoniac. La production mondiale totale d'ammoniac est d'environ 180 millions de tonnes métriques par an, et la quasi-totalité de cet ammoniac est fabriquée à l'aide de technologies qui émettent des quantités importantes de dioxyde de carbone.

Existe-t-il un moyen de produire 224 millions de tonnes métriques d'ammoniac à l'aide de technologies qui n'émettent que peu ou pas de_CO2? Plus immédiatement, existe-t-il un moyen d'approvisionner un porte-conteneurs de 5 000 EVP avec les 33 000 tonnes métriques de carburant à base d'ammoniac sans carbone qu'il consommerait pendant une année de voyages entre, par exemple, les ports de Los Angeles et de Shanghai ? (La deuxième question est particulièrement pertinente pour coZEV, un effort conjoint des principales entreprises de vente au détail, de CATF, de l'Aspen High Seas Initiative et d'autres organisations pour créer une demande pour les premières routes de porte-conteneurs sans émissions entre les principaux ports maritimes internationaux. La première de ces routes sera probablement desservie par un porte-conteneurs de 5 000 EVP alimenté à l'ammoniac).

Il faudra environ 400 nouvelles usines de production d'ammoniac propre à l'échelle mondiale pour produire les 224 millions de tonnes métriques d'ammoniac sans carbone nécessaires à la décarbonisation de la flotte mondiale de porte-conteneurs et de vraquiers. (Par échelle mondiale, nous entendons une installation ou un complexe qui produit environ 560 000 tonnes métriques d'ammoniac par an à partir d'environ 100 000 tonnes métriques d'hydrogène). Il s'agit d'une entreprise indéniablement massive. Mais nous avons le savoir-faire pour le faire, et nous pouvons commencer à progresser, une usine d'ammoniac propre et un navire à émissions nulles à la fois. Si l'une des premières usines d'ammoniac propre à l'échelle mondiale était située près d'un grand port, 6 % seulement de sa production annuelle pourrait alimenter un porte-conteneurs sans émissions de 5 000 EVP pendant un an.

Ce qu'il faut, c'est la volonté d'aller de l'avant - la volonté d'élaborer et de mettre en œuvre de nouvelles politiques et de nouveaux modèles commerciaux visant à faire baisser le prix de l'ammoniac sans carbone et à le faire entrer sur le marché des carburants marins.

Étant donné que la plupart des transports maritimes transocéaniques se déroulent en dehors de la juridiction revendiquée des gouvernements nationaux, l'autorité réglementaire sur le secteur des transports maritimes est mince et irrégulière. L'autorité qui existe est principalement confiée à l'Organisation maritime internationale (OMI) des Nations unies, une institution conservatrice et consensuelle dont le siège est à Londres. L'OMI a élaboré d'importantes exigences réglementaires en matière d'environnement, telles qu'un règlement pour 2020 qui limite fortement les émissions de dioxyde de soufre des navires, mais son bilan est truffé d'initiatives environnementales qui ont été retardées, bloquées ou inefficaces. En particulier, l'exigence de l'OMI en matière de réduction des gaz à effet de serre pour 2018 est littéralement une demi-mesure - elle n'exige du secteur qu'une réduction des émissions de GES "d'au moins 50 % d'ici 2050" - et l'organisme n'a pas réussi jusqu'à présent à établir des étapes significatives à moyen terme qui pourraient générer une dynamique utile. Les efforts visant à renforcer la réglementation sur les GES ont été contrariés par les délégués des pays économiquement puissants et par le secteur du transport maritime, qui joue un rôle consultatif important dans les travaux de l'OMI.

Cependant, au cours de l'année écoulée, alors que l'impératif mondial de s'attaquer de manière responsable au changement climatique s'est renforcé, d'autres parties prenantes de l'espace maritime ont commencé à tracer une voie différente pour le secteur, une voie compatible avec une limite de 1,5 degré C pour le réchauffement. Une série de développements récents indiquent à l'OMI et aux retardataires du secteur que le changement est en marche :

• La Commission européenne a voté pour que les émissions de gaz à effet de serre des navires transocéaniques - même, potentiellement, les émissions qui se produisent loin de l'Europe - relèvent du système d'échange de quotas d'émission (ETS), la plateforme d'échange de crédits carbone au centre de la stratégie réglementaire européenne en matière de changement climatique.
• Les États-Unis ont annoncé qu' ils pousseraient l'OMI à exiger une décarbonisation complète d'ici le milieu du siècle. Dans un discours prononcé en avril 2021, l'envoyé américain pour le climat, John Kerry, a engagé les États-Unis à "travailler avec les pays de l'Organisation maritime internationale (OMI) afin d'adopter un objectif de zéro émission pour le transport maritime international d'ici 2050 et d'adopter des mesures ambitieuses qui mettront le secteur sur la voie de la réalisation de cet objectif".
• Un engagement en faveur de la décarbonisation du secteur maritime figure également parmi les mesures d'atténuation du changement climatique énoncées dans la nouvelle contribution déterminée au niveau national (CDN) des États-Unis : "Alors que les voies d'émissions analysées se concentrent sur la réduction des émissions nationales, les États-Unis explorent également les moyens de soutenir la décarbonisation de l'utilisation de l'énergie dans le secteur maritime et aérien international par des mesures nationales ainsi que par l'intermédiaire de l'Organisation maritime internationale (OMI) et de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI)."
• Les grandes entreprises qui font appel à l'industrie maritime pour transporter des millions de tonnes de marchandises commencent à faire pression sur les compagnies maritimes pour qu'elles réduisent leurs émissions. Les grands distributeurs à l'origine du projet coZEV, mentionné plus haut, veulent réduire leurs émissions de portée 3 en contribuant à décarboniser les chaînes d'approvisionnement transocéaniques qu'ils utilisent. De même, les entreprises qui signent la charte Sea Cargo s'engagent à suivre et à déclarer les émissions de gaz à effet de serre liées au transport maritime de l'acier, des céréales et d'autres marchandises en vrac dont elles font le commerce, et à évaluer leurs performances par rapport aux objectifs mondiaux de réduction des émissions. La récente déclaration de Heineken, qui a annoncé qu'elle allait passer à des services de transport maritime neutres en carbone d'ici 2040, fait suite à une annonce antérieure d'Unilever, qui a annoncé qu'elle allait éliminer toutes les émissions de sa chaîne d'approvisionnement, y compris celles provenant du transport maritime, d'ici 2039.

Les preuves émergentes d'une volonté de décarbonisation du secteur maritime - parmi les entreprises pionnières de la vente au détail et des produits de base qui sont prêtes à investir dans des stratégies visant à éliminer les émissions de gaz à effet de serre de la partie maritime de leurs chaînes d'approvisionnement, parmi les constructeurs de navires innovants et les développeurs de technologies de moteurs et, plus récemment, parmi les principaux décideurs - ne sont qu'un début. Mais c'est un début sur lequel nous pouvons nous appuyer.