Partout dans le monde, il est de plus en plus urgent et nécessaire de réduire les émissions alors que les effets mondiaux du changement climatique s’aggravent. Chaque stratégie de développement durable, qu’il s’agisse du captage du CO2, de l’utilisation de sources d’énergie plus propres et de carburants verts ou de l’amélioration de l’efficacité énergétique, est directement ou indirectement liée à la gestion des émissions.
Le rejet d’émissions contrôlées et non contrôlées, allant des gaz à effet de serre aux fuites toxiques, pose un problème qui persiste depuis des décennies. Étant donné que la fabrication industrielle et la production d’électricité sont responsables de près de 50 % des émissions de gaz à effet de serre dans le monde, les Directeurs généraux du développement durable (DGDD) de ces secteurs subissent une pression importante pour apporter des changements avec un impact mesurable sur les émissions.
Les entreprises substituent des carburants à moindre intensité de carbone, comme le gaz naturel et l’hydrogène, et utilisent des énergies renouvelables, comme les énergies éolienne, solaire, hydroélectrique et géothermique, ainsi que des combustibles verts. Ces conversions nécessiteront des investissements importants et des décennies, mais sont des étapes nécessaires pour avoir un impact significatif sur la réduction des émissions.
La croissance démographique et les attentes plus élevées en matière de niveau de vie ont exercé une pression sur la production manufacturière et énergétique, entraînant une augmentation des émissions. Les progrès réalisés dans le domaine de la fabrication depuis la révolution industrielle ont entraîné une augmentation de la production de combustibles fossiles, une utilisation accrue des moteurs thermiques, une plus grande demande de confort comme la climatisation et de matériaux comme les textiles, ainsi qu’une hausse des déchets.
Le même esprit d’innovation qui a permis ces avancées technologiques peut désormais conduire à des solutions plus durables. Examinons les possibilités de réduction des émissions et les technologies actuellement disponibles pour gérer les émissions.
Détection, identification et prévention des fuites d’émissions fugitives
Une des formes les plus insidieuses d’émissions est connue sous le nom d’émissions « fugitives », lorsque le confinement des gaz et des liquides toxiques est perdu à cause de fuites de vannes et de réservoirs, de tuyauteries corrodées ou de raccordements mécaniques défectueux. Le méthane, un puissant gaz à effet de serre responsable d’une grande partie du réchauffement de la planète, est au premier rang des préoccupations. En revanche, la prévention des émissions de méthane est un des moyens les plus rapides et les plus économiques d’atteindre les objectifs en matière de climat. Sans avertissement et souvent avec une détection tardive, les plus grandes sources de méthane et d’autres émissions fugitives industrielles sont souvent invisibles de tous : 60 % proviennent des vannes, suivies par les brides et les pompes, les soupapes de sécurité et les bacs de stockage.
Pour éviter ces émissions, les soupapes de sécurité et de purge avancées d’Emerson sont conçues pour protéger contre l’accumulation de pression qui, faute d’être gérée correctement, entraînera le rejet de gaz et de liquides. Les nouvelles technologies de vannes actuelles permettent également de colmater automatiquement les points de fuite au niveau des vannes, des raccordements de tuyauterie, des joints mécaniques et d’autres équipements afin de réduire les émissions fugitives. L’amélioration des conceptions des vannes, avec notamment des dispositifs d’étanchéité de tige très efficaces, des capacités de débit plus élevées et des garnitures de presse-étoupe pour les variations de température, répondent ou dépassent les exigences les plus strictes en matière d’émissions fugitives. Enfin, la surveillance avancée des soupapes de sécurité, du frottement des garnitures et des bacs de stockage permet d’éviter les émissions fugitives.
Les technologies de mesure, telles que la surveillance des gaz par ultrasons et sans fil, combinées à un logiciel avancé, fournissent une approche économique avec un important retour sur les informations essentielles pour localiser les émissions. Un client d’Emerson, Denka, a constaté une réduction de 7 % des pertes de vapeur grâce à l’utilisation de capteurs acoustiques pour « entendre » les fuites de vapeur dans toute son usine.
Produire moins d’émissions grâce à des sources à plus faible intensité de carbone
Les entreprises substituent des carburants à moindre intensité de carbone, comme le gaz naturel et l’hydrogène, et utilisent des énergies renouvelables, comme les énergies éolienne, solaire, hydroélectrique et géothermique, ainsi que des combustibles verts. Ces conversions nécessiteront des investissements importants et des décennies, mais sont des étapes nécessaires pour avoir un impact significatif sur la réduction des émissions.
Dans l’Utah, Emerson collabore avec Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas pour optimiser les performances et la fiabilité, permettre des stratégies de maintenance prédictives et pilotées par l’IA, et automatiser la prise de décision opérationnelle à la centrale électrique d’Intermountain. Les turbines Mitsubishi remplaceront une centrale au charbon et utiliseront 30 % d’hydrogène vert et 70 % de gaz naturel pour la production d’électricité, pour finalement passer à 100 % d’hydrogène vert. Cette transition permettra de produire de l’électricité à partir de turbines à gaz sans émissions de carbone.
Exécuter les procédés plus efficacement pour une meilleure utilisation de l’énergie et moins d’émissions
Les opérations de fabrication industrielle consomment énormément d’énergie, souvent sous la forme de procédés de chauffage par combustion. Les brûleurs, les chaudières et les fours enflamment le combustible et l’oxygène pour fournir de la chaleur pour la conversion des matériaux, la production de vapeur etc. À l’instar d’une automobile mal réglée, ces procédés peuvent non seulement consommer beaucoup de combustible, mais aussi générer d’énormes quantités d’émissions en raison des inefficacités de la combustion. Il existe aujourd’hui des technologies d’automatisation permettant d’optimiser les procédés de combustion, qu’il s’agisse d’augmenter le rendement des chaudières, de mesurer l’oxygène et le dioxyde de carbone pour une meilleure consommation du combustible ou d’optimiser le traitement des gaz de combustion, autant d’éléments qui réduisent les émissions.
Les investissements technologiques vont de pair avec la décarbonisation. La décarbonisation ne suppose pas de sacrifier la rentabilité.
À Colgate-Palmolive, des capteurs pneumatiques et un logiciel intégré surveillent le débit d’air comprimé en temps réel pour identifier les fuites, optimiser les procédés pneumatiques et améliorer l’efficacité du débit d’air des lignes de fabrication. Elle a déjà constaté une réduction de 15 % de la consommation d’énergie sur plusieurs lignes d’emballage de dentifrices et de brosses à dents et s’attend à des économies d’énergie encore plus importantes à mesure que la technologie est déployée à plus grande échelle.
Capter, stocker et convertir les émissions en ressources utiles, comme l’hydrogène
Alors que les technologies de gestion des émissions fournissent des possibilités immédiates et modulaires d’avoir un impact significatif, les entreprises peuvent investir dans des améliorations plus transformatrices telles que la technologie de captage, d’utilisation et de stockage du carbone (CCUS) pour des gains à plus long terme.
Les procédés de captage, d’utilisation et de stockage du carbone extraient les émissions de carbone de sources ponctuelles et les séquestrent sous terre. Cette technologie a le potentiel d’éliminer de 90 à 99 % des émissions de carbone d’une installation industrielle. Elle favorise également l’augmentation de la production d’hydrogène à faible teneur en carbone en convertissant les émissions en cette source de carburant alternative.
Selon l’Agence internationale de l’énergie, le captage, l’utilisation et le stockage du carbone sont le seul groupe de technologies qui contribue à la fois à réduire directement les émissions dans les secteurs clés et à éliminer le CO2 de l’atmosphère pour compenser les émissions les plus difficiles à prévenir, un élément crucial pour atteindre les objectifs d’émissions nettes zéro qu’un nombre croissant de gouvernements et d’entreprises se sont fixés.
Dans le cadre du projet Al Reyadah de l’Abu Dhabi National Oil Company, les technologies Emerson aident la première usine de captage du carbone à l’échelle commerciale du Moyen-Orient à éliminer 800 000 tonnes de CO2 par an de l’industrie sidérurgique.
Sans aucun doute, les investissements technologiques vont de pair avec la décarbonisation. La décarbonisation ne suppose toutefois pas de sacrifier la rentabilité. Si le respect des objectifs en matière d’émissions est une priorité absolue, les technologies d’automatisation avancées jouent également un rôle énorme dans la protection de la sécurité, l’amélioration de la rentabilité des usines et la diminution des coûts d’exploitation.
