Production commercialement viable avec un bilan climatique neutre Un plastique neutre sur le plan climatique est possible

Auteur / Rédacteur: Source : ETHZ / Université RWTH Aix-la-Chapelle / Marina Hofstetter

En combinant astucieusement différentes technologies, les fabricants peuvent produire du plastique neutre pour le climat sur l'ensemble de son cycle de vie. Une étude menée par une équipe internationale de chercheurs a montré que cette combinaison nécessite moins d'énergie que les alternatives et coûte la même chose, voire moins.

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Les produits en plastique n'ont plus la cote. Dérivés du pétrole, leur transformation entraîne l'émission de dioxide de carbone dans l'atmosphère.
Les produits en plastique n'ont plus la cote. Dérivés du pétrole, leur transformation entraîne l'émission de dioxide de carbone dans l'atmosphère.
(Source : Feiern1 / Pixabay)

Depuis le début des années 1950, les plastiques synthétiques sont utilisés dans presque tous les domaines de la vie quotidienne moderne, notamment les transports, les bâtiments, les emballages et les soins de santé. Entre 1964 et 2014, la consommation de plastique a été multipliée par vingt, passant de 15 à 311 millions de tonnes par an. Non seulement la pollution environnementale due aux déchets plastiques a augmenté pendant cette période, mais la quantité de pétrole que sa fabrication consomme est importante, tout comme les émissions de gaz à effet de serre (GES) associées.

Une équipe de chercheurs, menée par Raoul Meys, de la chaire de thermodynamique technique de l'Université RWTH Aix-la-Chapelle, et le professeur André Bardow, de la chaire d'ingénierie des systèmes énergétiques et des processus de l'ETH Zurich, a publié une étude dans la revue Science, étude reposant sur un nouveau modèle holistique de la production et de l'élimination des plastiques dans le monde. Grâce à leur modèle, les scientifiques démontrent qu'il est possible de produire économiquement des plastiques dont le bilan des émissions de gaz à effet de serre est nul sur l'ensemble de leur cycle de vie. Cela est rendu possible par une combinaison astucieuse de trois technologies déjà existantes : le recyclage des plastiques, l'utilisation de la biomasse et la capture et l'utilisation du carbone (CCU).

Le terme « zéro net » signifie que l'on parvient à un équilibre entre le carbone émis dans l'atmosphère et le carbone retiré de celle-ci, de sorte que l'empreinte carbone est nulle. Les stratégies de réduction des émissions de GES comprennent la décarbonisation de l'approvisionnement en énergie dans la chaîne d'approvisionnement des plastiques et le remplacement des apports de carbone fossile par des technologies en circuit fermé telles que le recyclage chimique et mécanique, l'utilisation de la biomasse et la capture et l'utilisation du carbone. Pour atteindre des émissions nettes nulles, les trois technologies en circuit fermé doivent être utilisées.

Augmentation du recyclage des plastiques

Comme l'ont montré les calculs, la clé est d'utiliser autant de plastique recyclé que possible, complété par les deux autres méthodes de fabrication. Ces trois méthodes correspondent aux principes de l'économie circulaire et lorsqu'elles sont combinées de manière optimale, la demande en énergie de cette industrie circulaire peut être jusqu'à 53 % inférieure à celle d'une industrie basée sur l'utilisation de combustibles fossiles avec un système étendu de captage et de stockage du carbone (CCS), notamment dans les usines d'incinération des déchets, où les produits en plastique sont brûlés à la fin de leur cycle de vie.

Bien que la baisse des besoins en énergie puisse sembler frappante au premier abord, elle s'explique par les économies d'énergie réalisées sur l'ensemble du cycle de vie et par le recyclage : les filières fossiles, biologiques et basées sur le CO2 ne peuvent récupérer l'énergie contenue dans les plastiques que lors de l'incinération des déchets, ce qui entraîne inévitablement des inefficacités, d'où une perte d'énergie. En revanche, le recyclage préserve le contenu énergétique des plastiques grâce à leur réutilisation, ce qui réduit la demande énergétique nette.

Le coût de la nouvelle méthode de fabrication proposée est comparable à celui de ce scénario de fabrication à partir de combustibles fossiles. Dans des conditions favorables, d'ici 2050, le coût de la production mondiale de plastique peut être réduit de pas moins de 288 milliards de dollars par an par rapport au scénario alternatif. Pour y parvenir, il faut que la biomasse, le CO2 et l'électricité renouvelable soient disponibles à faible coût, que l'extraction et l'approvisionnement en pétrole soient rendus plus coûteux et que des mesures incitatives soient prises pour encourager les investissements dans le recyclage. « La baisse de la demande énergétique peut sembler contre-intuitive, mais elle résulte de la quantité d'énergie que le recyclage permet d'économiser sur l'ensemble du cycle de vie », explique le professeur Bardow de l'ETH.

Les auteurs de l'étude montrent que l'utilisation d'instruments politiques visant à accroître la disponibilité des déchets plastiques en tant que ressource et à fournir des incitations économiques pour augmenter les investissements dans l'utilisation de la biomasse et du CO2 peut favoriser la voie vers des plastiques à émissions nettes nulles. Ainsi, l'économie circulaire pourrait transformer les systèmes de production pour parvenir à des plastiques à émissions nettes nulles avec des besoins énergétiques et des coûts d'exploitation plus faibles en les découplant des ressources en carbone fossile, améliorant ainsi le bien-être économique et environnemental. « Nous ne devrions pas considérer les différentes technologies de fabrication du plastique individuellement, car il y a un grand potentiel à les combiner de manière intelligente », déclare M. Bardow.

MSM

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