Carbone noir et transport maritime : le long chemin vers la régulation d'un polluant climatique à courte durée de vie

Cet article est paru dans le numéro d'avril 2019 d'EM Magazine, une publication du Association de gestion de l'air et des déchets

S'il s'agissait d'un pays, le secteur du transport maritime international serait le sixième plus grand émetteur de gaz à effet de serre (GES), produisant plus d'émissions que l'Allemagne. En avril 2018, les Nations Unies Organisation maritime internationale (OMI) a convenu d'un stratégie climatique initiale qui vise à réduire les émissions de GES d'au moins 50 % en dessous des niveaux de 2008 d'ici 2050. Mais, comme il est écrit, la stratégie ignore un polluant qui vient juste après le dioxyde de carbone (CO₂) responsable du réchauffement climatique : le noir de carbone.

Carbone noir est une petite particule sombre qui est émise lorsque le carburant brûle de manière incomplète. Il est environ 100 fois plus petit que la largeur d'un cheveu humain, suffisamment petit pour pouvoir pénétrer profondément dans les poumons où il contribue aux maladies pulmonaires et cardiaques et à la mort prématurée.

En plus de ses effets sur la santé, le carbone noir est un puissant forceur climatique. Bien qu'en tant que «polluant climatique à courte durée de vie», il ne reste dans l'atmosphère que quelques jours ou semaines, pendant ce court laps de temps, il peut avoir un impact dramatique sur le climat. Le noir de carbone absorbe fortement la lumière du soleil, chauffant directement l'atmosphère. Lorsqu'il tombe sur la neige et la glace, il accélère la fonte, révélant des terres ou des eaux plus sombres en dessous, y compris dans des régions reculées du monde, comme l'Arctique.

Bien qu'il existe d'autres sources de carbone noir, notamment le transport terrestre, le chauffage résidentiel et la consommation d'énergie industrielle, le transport maritime dans l'Arctique et à proximité émet du carbone noir qui peut se déposer directement sur la glace de mer, et les brise-glaces sont la seule source qui peut émettent du noir de carbone dans la banquise elle-même.

Si le carbone noir est un si gros problème, pourquoi n'est-il pas inclus dans la stratégie GES de l'OMI ? Il y avait deux arguments pour l'omettre. Tout d'abord, lors des négociations, plusieurs pays producteurs de pétrole ont fait valoir que le carbone noir n'est pas un « gaz » et qu'il ne devrait donc pas être inclus dans une stratégie GES. Vraisemblablement, le but d'une stratégie GES est de réduire la pollution climatique sous toutes ses formes, qu'il s'agisse ou non d'un gaz ou d'une particule. Le carbone noir est le deuxième plus grand contributeur aux impacts climatiques du transport maritime, représentant 7 à 21 % de CO₂-émissions équivalentes du secteur mondial du transport maritime sur une période de 100 ans et 20 ans, respectivement. Le deuxième argument en faveur de l'exclusion du carbone noir de la stratégie climatique était que l'OMI travaille déjà (lentement) pour décider si elle doit réglementer les émissions de carbone noir des navires.

En 2011, l'OMI a commencé à réfléchir à la façon dont elle pourrait réduire les impacts de la navigation sur l'Arctique. À l'époque, l'idée était que le noir de carbone étant un polluant climatique à courte durée de vie, la réduction des émissions apporterait un bénéfice climatique immédiat. Mais le processus a traîné en longueur. Le plan de travail sur le noir de carbone de l'OMI comprenait trois étapes initiales : (1) définir le noir de carbone ; (2) identifier les moyens appropriés pour mesurer le noir de carbone des moteurs de navires ; et (3) identifier les moyens appropriés pour contrôler le carbone noir des navires. L'OMI a convenu d'une définition du carbone noir en 2015, même si le carbone noir avait déjà été défini dans un article de 2013 revu par des pairs rédigé par 31 scientifiques de premier plan ;¹ finalement, l'OMI a adopté cette définition. Il a fallu encore trois ans à l'OMI pour convenir de moyens appropriés de mesurer le carbone noir, ce qu'elle a fait en 2018. Heureusement, l'identification de mesures appropriées de contrôle du carbone noir n'a pris qu'un an, car l'OMI vient de convenir qu'il existe jusqu'à 41 moyens appropriés de contrôler carbone noir des navires, notamment en utilisant des carburants plus propres et en capturant le carbone noir dans les filtres à particules diesel, similaires à ceux déjà utilisés sur presque tous les camions diesel du monde développé.

Une grande partie des progrès réalisés ces dernières années sur le noir de carbone peut être attribuée aux recherches spécialisées des fabricants de moteurs marins, ainsi qu'aux gouvernements du Canada, du Danemark, de la Finlande, de l'Allemagne, du Japon, de la République de Corée et des États-Unis. Les chercheurs ont présenté leurs résultats à ateliers techniques annuels convoquée par mon organisation, la Conseil international pour le transport propre (TICC). Ces ateliers rassemblent des chercheurs, des scientifiques, des responsables gouvernementaux, des constructeurs navals, des fabricants de moteurs et la société civile pour établir un consensus entre les parties prenantes sur la définition, la mesure et le contrôle du carbone noir afin que des progrès plus rapides puissent être réalisés à l'OMI.

Maintenant que le travail technique est fait, le travail politique commence. Nous savons que les navires sont une source importante et croissante d'émissions de carbone noir et qu'ils sont la seule source qui peut naviguer vers l'Arctique et déposer du carbone noir exactement là où vous ne le voulez pas : sur la neige et la glace.

De plus, dans une récente rapport spécial, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) déclare que les émissions de carbone noir doivent chuter dans tous les secteurs d'au moins 35 % par rapport aux niveaux de 2010 d'ici 2050 si nous voulons avoir une chance de limiter le réchauffement climatique à 1.5 °C.

Compte tenu du besoin urgent de réduire la pollution climatique de tous les secteurs, l'OMI réglementera-t-elle réellement le carbone noir ?

Cela reste à voir. Nous nous attendons à ce que les délégués de l'OMI commencent à discuter des politiques potentielles de contrôle du carbone noir en 2020. Le type de politique que les États membres et les organisations de l'OMI proposeront n'est pas clair. Si nous regardons vers le passé, l'OMI a réglementé la qualité du carburant pour tous les navires, fixé des exigences d'efficacité pour les nouveaux navires et limité les émissions des nouveaux navires. Examinons quelques options politiques.

En ce qui concerne la qualité du carburant, le moyen le plus rapide de réduire immédiatement les émissions de carbone noir est de passer des carburants résiduels, tels que le fioul lourd (HFO), aux carburants distillés, qui réduit le carbone noir de 33%, en moyenne. L'utilisation de carburants distillés permet également l'utilisation de filtres à particules diesel, qui éliminent plus de 90% de carbone noir de l'échappement. D'autres carburants marins, tels que le gaz naturel liquéfié (GNL), n'émettent presque pas de carbone noir, mais nécessitent des moteurs GNL spécialisés et les problèmes de fuite de méthane tout au long du cycle de vie signifient que le GNL peut résoudre un problème (carbone noir) mais en exacerber un autre (méthane). D'autres carburants alternatifs, tels que le méthanol, les bio-huiles et l'hydrogène, émettent peu ou pas de carbone noir, mais ces carburants ne sont pas largement utilisés dans le secteur car les carburants marins traditionnels sont beaucoup moins chers ; qui peuvent changer à mesure que les politiques climatiques émergent.

Les réglementations en matière d'efficacité énergétique des nouveaux navires dans le cadre de l'indice d'efficacité énergétique (EEDI) de l'OMI devraient continuer à devenir plus strictes et, par conséquent, les nouveaux navires consommeront moins de carburant et émettront moins de carbone noir que leurs prédécesseurs. Finalement, les nouvelles normes d'efficacité des navires pourraient être si strictes que les navires utiliseront des carburants à faible émission de carbone et sans carbone qui réduiront considérablement tous les types d'émissions, y compris le carbone noir. Mais le rythme des améliorations de l'efficacité des nouveaux navires et du renouvellement de la flotte est trop lent pour réduire rapidement le carbone noir du secteur.

Une norme d'émission de carbone noir est une autre option. L'OMI pourrait établir une norme de carbone noir pour les navires internationaux lorsqu'ils opèrent dans des zones particulièrement sensibles telles que l'Arctique ou, étant donné que les émissions de carbone noir en dehors de l'Arctique peuvent affecter l'environnement arctique, la norme pourrait s'appliquer à tous les navires. Les navires pourraient s'y conformer en utilisant des carburants à faible teneur en carbone noir ou des technologies de post-traitement telles que les filtres à particules diesel. Dans le passé, l'OMI a réglementé les émissions d'oxyde d'azote des nouveaux moteurs marins. Aucune norme d'émission ne s'applique rétroactivement aux navires existants. S'il serait politiquement plus acceptable de réglementer les moteurs des nouveaux navires, l'idée même de réglementer le carbone noir est de réduire immédiatement ce polluant climatique à courte durée de vie. Une norme d'émission devrait donc s'appliquer à au moins une partie de la flotte existante pour être efficace dans la réduction des impacts climatiques de la navigation et de ses impacts sur l'Arctique.

Quelle qu'en soit l'issue, il faudra plusieurs années avant qu'une politique de contrôle du noir de carbone ne prenne effet. De nouvelles réglementations nécessitent la modification d'un traité international appelé Convention internationale pour la prévention de la pollution par les navires (MARPOL), et le délai le plus rapide entre la proposition d'un amendement et l'entrée en vigueur d'un nouveau règlement est de près de deux ans. Si l'OMI peut agir rapidement, je pense qu'une réglementation sur le carbone noir sera en vigueur d'ici 2023, 12 ans après que l'OMI a lancé ce processus. Mieux vaut tard que jamais, mais nous aurions pu agir beaucoup plus tôt. Il ne peut plus y avoir de délai. Nous avons défini le carbone noir, nous nous sommes mis d'accord sur les moyens appropriés de le mesurer et nous avons identifié plusieurs bonnes manières de le contrôler. La dernière étape consiste à agir. Espérons que tout va bien.

1. Bond, TC ; Doherty; SJ; Fahey, DW; Zender CS Limiter le rôle du carbone noir dans le système climatique : une évaluation scientifique ; J. Geophys. Rés. Atmos. 2013, 118, 5380-5552.