La décarbonation de l'industrie en France est l'ensemble des mesures et des techniques permettant de réduire les émissions de gaz à effet de serre dans le secteur de l'industrie manufacturière et de la construction en France. Il s’agit d’un des axes de la décarbonation de la France et un des défis de la neutralité carbone en 2050.
Descriptif du secteur Le CITEPA, chargé par le Ministère de la Transition écologique et solidaire de la réalisation des inventaires nationaux d'émissions de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre, décompose le secteur comme suit : Chimie ; Construction ; Biens d'équipements, matériels de transport ; Agro-alimentaire ; Métallurgie des métaux ferreux ; Métallurgie des métaux non-ferreux ; Minéraux non-métalliques, matériaux de construction ; Papier, carton ; Autres industries manufacturières.
Émission de gaz à effets de serre du secteur de la production de l'industrie Part de l'industrie dans les émissions de GES vignette|upright=1.6|centre|Évolution des gaz à effet de serre émis par le secteur de l'industrie manufacturière et de la construction en France entre 1990 et 2022Les données de 2022 sont une pré-estimation et sont susceptibles d'évoluer. Les données 2022 définitives seront connues en 2024..
Stratégie nationale La stratégie nationale bas carbone (SNBC) est l'outil de pilotage pour animer et suivre la politique de décarbonation de l'économie française et de transformation de son modèle énergétique. Elle se décline pour chacun des 6 grands secteurs de l'économie, notamment l'industrie, et est actualisée tous les quatre ans. SNBC 1 (2015)
La stratégie nationale s'appuie sur les axes suivants , : Maîtriser la demande en énergie en améliorant l’efficacité énergétique de la combustion et par produit (kwh/produit), notamment grâce aux bilans GES et aux audits énergétiques ; Diminuer l’intensité en GES des énergies utilisées, en substituant les combustibles fossiles par des combustibles moins émetteurs de , valoriser la chaleur fatale sur le site industriel et via les réseaux de chaleur et en développant et déployant les technologies de capture et stockage du carbone (CSC) ou de capture et d’utilisation du carbone (CUC) susceptible d’être utilisée par l’industrie chimique, pour atteindre l’objectif de – 85 % en 2050 Limiter l’intensité en GES des produits : en substituant aux matériaux fortement émetteurs des matériaux alternatifs moins émetteurs, par exemple bio-sourcés, en améliorant l’utilisation des matières premières (fabrication optimisée en termes de consommation de ressources (moins de chute)) et augmentant le recyclage et la réutilisation de matière, en valorisant l’éco-conception des produits, en substituant aux gaz fluorés à fort pouvoir radiatif global des substituts à moindre PRG, en améliorant les procédés de fabrication pour réduire à la source les émissions, en développant le CSC pour les procédés dans certains secteurs comme l’acier ou le ciment.
Le développement de l’économie circulaire et la poursuite et amélioration du soutien à l’innovation complètenet ces trois axes.
SNBC 2 (2019)
Les budgets carbone des périodes 2019-2023, 2024-2028 et 2029-2033 sont fixés dans le décret du respectivement à 72, 62 et 51 Mt de CO2eq par an. Depuis la publication de ce décret, des changements méthodologiques ont été apportés à l’inventaire national des émissions de gaz à effet de serre, conduisant à arrêter en 2022 ces budgets carbone annuels ajustés respectivement à 75, 65 et 53 Mt de CO2eq par an , .
Technologies de rupture Quatre technologies de rupture sont nécessaires à la décarbonation du secteur de l’industrie manufacturière et de la construction : hydrogène bas carbone, biomasse, électrification des procédés et capture et séquestration de carbone , . En complément, les industriels employant du gaz naturel dans leur processus peuvent s'alimenter en biométhane renouvelable via un ou plusieurs Biomethane Purchase Agreement (BPA), facilités dans le droit français par la loi relative à l'accélération de la production d'énergies renouvelables de 2023..
Hydrogène bas carbone L'hydrogène est dit « bas carbone » ou « décarboné » ou « vert » quand ni sa production ni son utilisation n'émettent de . Cet hydrogène est obtenu par électrolyse de l'eau à partir d’électricité, pour décomposer ses molécules () et en extraire l'hydrogène. L'hydrogène décarboné est une des solutions identifiées pour décarboner massivement des industries fortement émettrices, en agissant sur la diminution des émissions de . L'hydrogène est en effet un intrant utilisable en substitution au charbon et gaz naturel pour les procédés chimiques ou sidérurgiques mais aussi pour le transport lourd ou à grande distance.
La France est l’un des premiers pays industrialisés à s'être doté d'un plan hydrogène dès 2018 puis d'une stratégie nationale en 2020, en investissant dans son plan de relance de 2020 deux milliards d'euros dans ce secteur d'ici 2022 et sept milliards d'ici 2030.... Cette stratégie est réaffirmée en 2021 par la Première ministre dans le cadre de France 2030, avec des investissements massifs dans la structuration de la filière, neuf milliards d’euros étant annoncés. La France se fixe ainsi l'ambition de pouvoir compter sur son sol au moins quatre giga-usines d’électrolyseurs et l’ensemble des technologies nécessaires à l’utilisation de l'hydrogène. Pour le secteur de l'industrie, cet hydrogène décarboné pourrait être utilisé sur les segments industriels suivants : dans la sidérurgie pour produire de l’acier bas carbone, dans la chimie comme réactif pour la production d’engrais décarboné ou de nylon bas carbone, dans le raffinage, essentiellement pour désulfurer les carburants, pour la production de carburants synthétiques en combinant hydrogène et dioxyde de carbone pour former un carburant dont les émissions de gaz à effet de serre sont nulles.
Biomasse La biomasse définit l'ensemble des matières organiques pouvant devenir des sources d'énergie. Elle est un vecteur clé de la décarbonation, que ce soit pour fournir les très hautes températures de combustion nécessaires à de nombreux procédés industriels, principalement pour la chimie, l'agroalimentaire et le ciment, ou bien pour remplacer les composés de base pétrochimiques par de la chimie biosourcée.
Électrification des procédés
L'électrification des procédés consiste à remplacer des moteurs et des chaudières à base d'énergie fossiles par des composants électriques. Les procédés employés sont l’électrification de la chaleur avec l’installation de fours électriques, l’électrification des turbines et chaudières des vapocraqueurs, importantes consommatrices d’électricité.
Capture et séquestration de carbone
La capture et la séquestration de carbone (CCUS) permettent de retenir du émis par les procédés industriels et de le stocker dans des formations géologiques profondes. Il s’agit d’un levier de transition mobilisé pour l’ensemble des secteurs particulièrement dans la pétrochimie et le ciment, mais également dans la métallurgie. Les grandes étapes de la CCUS sont , : La capture, qui vise à extraire le du processus industriel et à le concentrer. Les principales technologies regroupent le captage aux amines, l'oxycombustion ou encore le captage cryogénique ; Le transport : une fois capté, le est acheminé vers des lieux de stockage, situés en mer (stockage en mer) ou sur terre (stockage à terre), par canalisations, ou dans le cas de volumes plus ciblés des camions, trains, barges, etc. ; Le stockage de CO2 : l’injection de sous forme dense dans des bassins sédimentaires ou dans un ancien gisement d’hydrocarbures déplété permet de stocker le de manière sure et permanente dans le sous-sol. En France, des formations géologiques dont les caractéristiques pourraient être compatibles avec les exigences du stockage de sont identifiées au niveau du bassin Aquitain (à terre et en mer), du bassin Parisien (à terre) et du bassin méditerranéen (en mer), mais des études complémentaires devront encore être réalisées pour s’assurer de la faisabilité effective du stockage dans les conditions fixées par l’État, et de la pertinence technico-économique d’un stockage en France. 9 La valorisation du (ou « utilisation »), alternativement à son stockage, consiste à utiliser le CO2 capté dans la fabrication de produits.
En 2023, captent déjà près de de tonnes de par an dans le monde. Mais avec un prix du carbone très bas, ces infrastructures restaient jusqu'à présent trop peu rentables, même pour alléger l'empreinte de certains secteurs particulièrement difficiles à décarboner, comme l'acier ou le ciment. La hausse du prix des quotas carbone, fixé à la tonne le , contribue à faire bouger les lignes. D'autant qu'avec le changement climatique, les capacités de stockage des milieux naturels commencent à être sérieusement revues la baisse. Entre 2010 et 2020, selon le Centre interprofessionnel technique d'études de la pollution atmosphérique (Citepa), la forêt française a en effet perdu plus de 50 % de ce potentiel, lequel s'était déjà réduit de 25 % depuis 1990..
Marché du carbone Europe : Système d'échange de quotas d'émissions vignette|Prix des quotas de dans l'UE 2009-2022. Source : Sandbag Climate Campaign EU Carbon Price Tracker, Ember (Sandbag Climate Campaign), consulté le 22 janvier 2023. Le système d'échange de quotas d'émissions (SEQE) européen a été instauré au sein de l'Union européenne en 2005, dans le cadre de la ratification par l'UE du protocole de Kyoto. Il s'agit d'un mécanisme de droits d'émissions de dioxyde de carbone () pour limiter les émissions de gaz à effet de serre des secteurs économiques les plus émetteurs et inciter leur décarbonation progressive. Lors de son lancement en 2005, le SEQE constituait le plus grand système d'échange de crédit-carbone dans le monde. Il couvrait en 2009 plus de des secteurs énergétique et industriel collectivement responsables de près de la moitié des émissions de de l’UE et de 40 % du total des émissions de gaz à effet de serre.
Europe : Mécanisme d'ajustement carbone aux frontières (2022) Le Pacte vert pour l'Europe, adopté en par l'Union européenne, rehausse les ambitions climatiques pour 2030 et le paquet « Ajustement à l’objectif 55 » impose une accélération sans précédent de la baisse des émissions dans tous les secteurs. Dans ce cadre, un mécanisme d'ajustement carbone aux frontières (MACF) est créé. Il s’agit d’une nouvelle législation européenne, adoptée en trilogue en , de droit de douane environnemental, sur les produits à forte empreinte carbone importés par l'Union européenne. Elle concerne les importations d'acier, de ciment, d'engrais, d'aluminium, d'électricité, d'hydrogène et de produits transformés comme la voiture. Elle entrera en vigueur en 2026 ou 2027.
France : Contrats carbone sur la différence (2022) Un dispositif de « contrats carbone pour différence » (CCfD) a été soumis à consultation en dans le cadre du plan « France 2030, afin d’encourager le développement des technologies de rupture telles que l’hydrogène ou la capture de carbone pour la décarbonation de l’industrie. Dans le cadre d’un investissement réalisé avec un CCfD, l'industriel et l'Etat s’accordent sur une trajectoire pluriannuelle de prix du carbone. Si le prix du carbone sur le marché européen est inférieur au prix fixé par le contrat, ce qui pénaliserait la compétitivité du moyen de production décarboné, l’État verse une aide à l’industriel fonction de la différence entre ces deux prix. Des CCfD peuvent donc garantir à des industriels un prix du carbone fiable et suffsamment élevé pour assurer la rentabilité d’un investissement dans une technologie de décarbonation , .