Évaluation mondiale des émissions d'oxyde nitreux
L’oxyde nitreux, considéré comme un superpolluant, est le troisième gaz à effet de serre le plus important et la substance appauvrissant la couche d’ozone la plus importante émise aujourd’hui. Ses émissions d’origine humaine, qui proviennent principalement de l’utilisation agricole d’engrais synthétiques et de fumier, augmentent plus rapidement que prévu. Cette évaluation identifie les mesures de réduction disponibles aujourd’hui qui pourraient réduire ces émissions de plus de 40 % par rapport aux niveaux actuels.
Les transformations de la production alimentaire et des systèmes sociétaux pourraient conduire à des réductions encore plus importantes. L’oxyde nitrique fait partie du cycle de l’azote – l’azote est essentiel à toute vie sur Terre et au système alimentaire mondial. La réduction de ses émissions anthropiques doit être fondée sur une approche de gestion durable de l’azote qui réduirait également la perte d’autres composés azotés dans l’environnement. Une action ambitieuse utilisant cette approche pourrait rapprocher le monde de son objectif de température de 1.5 °C, protéger la couche d’ozone stratosphérique et améliorer la qualité de l’air et de l’eau, tout en protégeant la sécurité alimentaire, les écosystèmes et la santé humaine. Cette approche est un élément important d’une stratégie multi-bénéfices sur les superpolluants, qui, parallèlement aux efforts visant à atteindre zéro émission nette de dioxyde de carbone d’ici le milieu du siècle, est nécessaire pour mettre le monde sur une trajectoire durable vers la réalisation des objectifs climatiques à long terme.
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OPPORTUNITÉS D'AGIR MAINTENANT
Fig 2.1 Tendances des niveaux d'oxyde nitreux atmosphérique dérivés des mesures de l'air des carottes de glace ou du névé (triangle) et de l'air ambiant (cercle) présentées pour les hémisphères nord (bleu foncé) et sud (bleu clair), en parties par milliard en volume.
L'oxyde nitreux est un gaz à effet de serre de longue durée de vie d'environ 270 fois plus puissant que le dioxyde de carbone par tonne d’émission pour réchauffer la Terre.
Ses émissions anthropiques sont responsable d'environ 10 pour cent (environ 0.1° Celsius) du réchauffement climatique net depuis la révolution industrielle. C'est également une substance appauvrissant la couche d'ozone.
Bien que l’oxyde nitreux ne soit pas contrôlé par le Protocole de Montréal, ses émissions anthropiques actuelles constituent une menace pour la santé publique. La menace pour la couche d’ozone est plus grande que celle de n’importe quel produit chimique réglementé par ce protocole.
Des mesures ambitieuses visant à réduire les émissions d’oxyde nitreux pourraient permettre au monde de se rapprocher d’un large éventail d’objectifs mondiaux en matière de climat, d’ozone et d’autres objectifs environnementaux et de santé humaine.
Fig 2.1 Émissions mondiales estimées et incertitudes basées sur les niveaux atmosphériques en supposant une durée de vie constante de l'oxyde nitreux de 116±9 ans, de l'équivalent en oxyde nitreux et en dioxyde de carbone, en mégatonnes par an
LES AVANTAGES L'EMPORTENT SUR LE COÛT DE L'ACTION
AVANTAGES CLIMATIQUES
Si les émissions d’oxyde nitreux continuent d’augmenter à leur rythme actuel, il n’existe aucune voie plausible pour limiter le réchauffement climatique à 1.5° Celsius dans le contexte du développement durable, tel que défini dans l’Accord de Paris. (Section 4.1.2)
Même en maintenant constantes les émissions actuelles d’oxyde nitreux, la capacité de la société à limiter le réchauffement climatique à 1.5° Celsius serait limitée et des réductions beaucoup plus importantes et plus coûteuses des émissions de dioxyde de carbone et de méthane seraient nécessaires (section 4.1.2).
Une réduction ambitieuse des émissions d’oxyde nitreux pourrait éviter l’équivalent de 235 milliards de tonnes d’émissions de dioxyde de carbone d’ici 2100, soit environ 6 ans d’émissions actuelles de dioxyde de carbone provenant de la combustion de combustibles fossiles. (Section 4.1.2)
Une approche de gestion durable de l’azote dans les émissions d’oxyde nitreux agricole pourrait également réduire considérablement les émissions de composés azotés à courte durée de vie – autres oxydes d’azote et ammoniac – ce qui améliorerait rapidement la qualité de l’air mais provoquerait un réchauffement supplémentaire à court terme, principalement en raison de l’effet de refroidissement réduit des aérosols.
En raison de la longue durée de vie du protoxyde d'azote, l'effet net d'une approche de gestion durable de l'azote réduirait le réchauffement à long terme. Cela est bien justifié par les avantages pour la santé liés à l'amélioration de la qualité de l'air. En revanche, la réduction des émissions industrielles de protoxyde d'azote présente des avantages pour le climat à toutes les échelles de temps. (Section 4.1.2)
PROTECTION DE LA COUCHE D'OZONE
L'oxyde nitreux est actuellement la substance appauvrissant la couche d'ozone la plus importante émise dans l'atmosphère. La capacité destructrice des émissions actuelles d'oxyde nitreux est à peu près égale à la somme de toutes les autres émissions actuelles de substances appauvrissant la couche d'ozone.
D’ici 2050, une réduction ambitieuse des émissions d’oxyde nitreux pourrait avoir à peu près les mêmes effets bénéfiques sur la couche d’ozone que l’accord de Montréal de 2007 visant à accélérer l’élimination des hydrochlorofluorocarbures. D’ici 2100, les effets bénéfiques pourraient être plus de cinq fois supérieurs à ceux de l’élimination accélérée (sections 4.2.1, 4.2.3).
Une réduction ambitieuse des émissions de protoxyde d’azote pourrait éviter une augmentation de 0.2 à 0.8 % des cas de cataracte et de 2 à 10 % des cancers de la peau d’ici 2080-2090, selon la latitude. (Section 4.2.5)
Les niveaux d'ozone les plus bas de ce siècle et au-delà devraient être observés si les émissions d'oxyde nitrique se poursuivent sans interruption et si les émissions de dioxyde de carbone et de méthane sont réduites conformément aux objectifs climatiques. Dans un tel avenir, d'ici la fin du siècle, une grande partie de la population mondiale pourrait être exposée à des niveaux d'ultraviolets supérieurs au pic d'appauvrissement de l'ozone de 1995-2005. (Sections 4.2.4)
La réduction des émissions d’oxyde nitreux dans le cadre d’une gestion durable de l’azote permettrait d’améliorer considérablement la qualité de l’air grâce à la réduction simultanée des émissions d’ammoniac et d’oxyde d’azote qui forment des particules fines nocives et de l’ozone troposphérique. Cela aurait de multiples avantages pour la santé, en particulier pour les plus vulnérables de la société, et permettrait d’éviter environ 20 millions de décès prématurés dans le monde d’ici 2050, dont environ 4 millions seraient épargnés au cours de la prochaine décennie. (Section 4.1.3)
Une gestion durable de l’azote apporterait des bénéfices supplémentaires significatifs pour la qualité de l’eau, la santé des sols et la structure et le fonctionnement des écosystèmes. La réduction du ruissellement d’azote permettrait, par exemple, de réduire le risque d’eutrophisation des plans d’eau et de contamination des réserves d’eau potable, tout en réduisant les impacts associés sur la santé humaine, comme la diminution du risque de cancer du côlon.
Des mesures de réduction des émissions d’oxyde nitreux pourraient être mises en œuvre tout en répondant à la demande alimentaire future, conformément aux objectifs actuels de sécurité alimentaire. Pour y parvenir, il faudra déployer des efforts considérables pour accroître l’efficacité de l’utilisation de l’azote agricole et réduire l’application excessive d’azote dans de nombreuses régions du monde (section 4.1.4).
SOLUTIONS
Les mesures de réduction actuellement disponibles pourraient réduire les émissions mondiales d’oxyde nitrique d’origine anthropique de plus de 40 % par rapport aux niveaux actuels. Les émissions industrielles offrent la possibilité de réduire rapidement les émissions d’oxyde nitrique.
Il existe un certain nombre de technologies rentables qui permettent d’éliminer efficacement les émissions d’oxyde nitreux industriel sans nécessiter de modifications importantes des procédés de production existants. Des mesures ambitieuses de réduction des émissions dans ces seuls secteurs pourraient permettre de réduire les émissions d’environ 2.5 milliards de tonnes d’équivalent dioxyde de carbone et de 160,000 11 tonnes d’équivalent CFC-XNUMX.
Figure 2.3 Sources et puits d'oxyde nitreux, mégatonnes d'oxyde nitreux par an. Les valeurs indiquées sont la moyenne pour la période 2010-2019. Source : Tian et al. 2024
Mesures actuellement disponibles (potentiel de réduction d’environ 40 %)
Production d'acide
Production d'acide adipique : réduction catalytique et destruction thermique
Production d'acide nitrique : réduction catalytique et destruction thermique
Traitement des déchets
- Améliorer le traitement des eaux usées pour augmenter la teneur en N2/N2Rapport O
- Réduire la combustion de biomasse et de combustibles fossiles.
Efficacité de la gestion agricole
- Analyse de l'azote : Analyse de l'azote du sol et des plantes
- Application d'azote : application fractionnée à l'aide d'engrais à libération contrôlée, d'inhibiteurs d'uréase et de nitrification, de taux d'application réduits et d'un recyclage accru du fumier
- Gestion des cultures : intégration de cultures fixatrices d'azote dans les rotations, travail réduit du sol et utilisation de cultures de couverture
- Alimentation animale : Optimiser l'apport en protéines
- Pâturage : Pâturage rotatif
- Stockage/traitement du fumier : séparation solide/lisier ; stockage dans des conditions sèches et séchage rapide ; digestion anaérobie
- Contrôle du drainage : Bandes tampons
- Planification : Intégration de la production végétale et animale
Éviter les compromis
Plusieurs mesures de décarbonisation émergentes pourraient entraîner une augmentation des émissions d’oxyde nitreux.
Il existe un risque considérable que l’utilisation croissante de l’ammoniac comme carburant pour le transport maritime et des biocarburants dérivés de cultures fertilisées puisse produire d’importantes émissions d’oxyde nitreux, annulant partiellement ou totalement les avantages climatiques escomptés.
Par exemple, des études récentes suggèrent que les émissions d’oxyde nitreux provenant de l’utilisation de l’ammoniac comme carburant pour le transport maritime pourraient, si elles ne sont pas gérées correctement, dépasser les émissions d’oxyde nitreux agricoles. (Section 6.3.3)
Il est nécessaire de mieux comprendre les compromis entre la réduction des émissions de dioxyde de carbone, de méthane et d’oxyde nitreux dans tous les secteurs afin que les technologies puissent être améliorées et que des politiques puissent être élaborées pour gérer les risques. (Section 6.3.3)
OPTIONS D’ACTION MULTILATÉRALES SUR LE PROTOXYDE D’AZOTE
Les effets de l’oxyde nitreux sur la couche d’ozone et le climat, associés à ses liens étroits avec d’autres composés azotés, signifient qu’il relève de la compétence de plusieurs accords environnementaux multilatéraux, notamment l’Accord de Paris sur le climat et la Convention de Vienne pour la protection de la couche d’ozone. (Section 6.4)
En outre, une approche intégrée reposant sur une gestion durable de l’azote, notamment une réduction ambitieuse des émissions d’oxyde nitrique, permettrait de réduire les émissions d’autres composés azotés et contribuerait à la réalisation de plusieurs autres objectifs internationaux.
Il s'agit notamment de:
- Objectif 7 du Cadre mondial pour la biodiversité : réduire de moitié au moins les pertes de nutriments dans l’environnement d’ici 2030 ;
- Les objectifs du Protocole de Göteborg concernant l’ammoniac et les oxydes d’azote dans le cadre de la Convention sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance ;
- Un certain nombre d’Objectifs de développement durable, notamment :
Objectif 2:Éliminer la faim, assurer la sécurité alimentaire, améliorer la nutrition et promouvoir l’agriculture durable ;
Objectif 6: Assurer la disponibilité et la gestion durable de l'eau et de l'assainissement pour tous ;
Objectif 12:Assurer des modes de consommation et de production durables ;
Objectif 13:Prendre des mesures urgentes pour lutter contre le changement climatique et ses conséquences en réglementant les émissions et en favorisant le développement des énergies renouvelables.
En fin de compte, la mise en œuvre réussie de tout effort multilatéral visant à réduire les émissions d’oxyde nitrique ou les pertes d’azote de manière plus générale nécessitera une action concertée à l’échelle nationale et infranationale.