Sur la voie de la neutralité climatique

Sans chimie, rien n’est possible – le secteur est indispensable pour de nombreuses branches industrielles. Le problème : l’industrie chimique consomme beaucoup d’énergie et émet de grandes quantités de gaz à effet de serre. La bonne nouvelle : elle a reconnu le problème et travaille de manière intensive sur des solutions pour la décarbonisation de ses process. 

« L’objectif de transformation vers la neutralité climatique est aussi clair que la transformation totale de notre secteur gourmand en énergie est complexe », déclare Wolfgang Große Entrup, directeur principal de l’association de l’industrie chimique (VCI). Pour créer plus de clarté, la VCI a créé, avec l’association des ingénieurs allemands (VDI) la plateforme de protection du climat Chemistry4Climate (C4C). Cette initiative à grande échelle et financée par des fonds publics a développé dans les années 2021 à 2024 différents scénarios et approches de solutions pour une industrie chimique neutre pour le climat en Allemagne. 

Des scénarios pour une industrie chimique neutre pour le climat 

Dans le cadre de la C4C, trois scénarios centraux décrivent les différentes voies de transformation : 

• l’utilisation directe maximale d’électricité renouvelable : ici, l’accent est mis sur l’électrification des processus pour remplacer au maximum les sources d’énergie fossiles. 
• Focus sur l’hydrogène et les technologies Power-to-X : dans ce scénario, l’hydrogène vert joue un rôle clé en tant que remplaçant pour les matières premières et les carburants fossiles. 
• Focus sur les matières secondaires : l’économie circulaire et le recyclage chimique sont au cœur de cette approche pour couvrir au maximum le besoin en carbone de l’industrie chimique à partir de déchets. 

Les scénarios montrent que la transformation de la branche exige des investissements massifs. Le besoin en électricité pour une industrie chimique neutre en termes de gaz à effet de serre pourrait, selon les estimations, s’élever à plus de 600 térawattheures (TWh) par an d’ici à 2045 – il était de 464 TWh en 2024 pour toute l’Allemagne. « La transformation de l’industrie chimique est particulièrement difficile, car elle ne concerne par que l’alimentation en énergie, mais aussi la base de matières premières pour ses produits », explique Dieter Westerkamp, responsable Technique et société au sein de la VDI. 

Les défis : infrastructure, matières premières et réglementations 

Parmi les plus grands obstacles sur la voie de la neutralité climatique, on retrouve la disponibilité d’électricité verte. L’expansion des énergies renouvelables et de l’infrastructure du réseau doit être accélérée pour pouvoir alimenter suffisamment le secteur de la chimie, gourmand en énergie. 

De plus, se pose la question de comment couvrir le besoin en matières premières durables. La biomasse, les déchets en plastique et le CO₂ comme source de carbone jouent un rôle décisif dans tous les scénarios. Leur utilisation globale se trouve cependant en concurrence avec d’autres secteurs qui visent aussi la neutralité climatique. 

Les insécurités au niveau des réglementations s’ajoutent aux difficultés de la transformation. Le secteur de la chimie souhaite des conditions-cadres politiques claires pour les investissements nécessaires. Malgré ces défis, de nombreuses entreprises sont déjà actives et réalisent des projets de protection du climat.  

L’hydrogène, porteur d’espoir 

La pyrolyse du méthane est une approche prometteuse pour la production l’hydrogène neutre pour le climat. Ainsi, par exemple, BASF à Ludwigshafen teste une installation pilote dans laquelle le méthane est divisé en hydrogène et carbone solide – sans émissions de CO₂ directes. Grâce à ce procédé, l’hydrogène pourrait être créé de manière beaucoup plus efficiente qu’avec l’électrolyse.  

Thyssenkrupp Nucera, à Dortmund, fait avancer l’accélération industrielle de l’électrolyse de l’eau et effectue des recherches sur l’utilisation des gaz métallurgiques pour les processus chimiques. Cette technique devrait permettre la création d’hydrogène à grande échelle à partir d’énergies renouvelables. 

Le PtX Lab Lausitz est l’un des établissements de recherche les plus importants pour les technologies Power-to-X. Il aide les entreprises chimiques et autres à produire des produits chimiques neutres en CO₂ à partir d’électricité renouvelable. Une attention particulière est portée sur la synthèse de méthanol, dans laquelle l’hydrogène et le CO₂ sont transformés en méthanol – une matière première essentielle pour l’industrie chimique.