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120 rue de Bercy - Télédoc 792 - 75572 Paris Cedex 12 TELEDOC 792

BATIMENT NECKER

120, RUE DE BERCY

75572 PARIS CEDEX 12

N° 2020/01/CGE/SG/TSFévrier 2021

La décarbonation des entreprises en France

Rapport à

Monsieur le Vice-président du Conseil gĠnĠral de l'Ġconomie

établi par Richard LAVERGNE, Benoît LEGAIT

Ingénieurs généraux des mines Emmanuel CLAUSE, Edouard de ROCCA

Ingénieurs en chef des mines

Vincent CHRIQUI

2 La décarbonation des entreprises françaises

La décarbonation des entreprises françaises 3

SOMMAIRE

SYNTHESE .................................................................................................................................... 5

TABLE DES RECOMMANDATIONS .................................................................................................. 7

INTRODUCTION ............................................................................................................................ 9

1 L'hydrogğne pour la dĠcarbonation de l'industrie ................................................................... 14

1.1 Introduction .............................................................................................................................. 14

1.1.2. L'hydrogğne comme moyen de rehausser les objectifs en Europe .......................................... 16

1.1.3. Les Etats-Unis sont Ġgalement trğs engagĠs sur l'hydrogğne .................................................. 17

1.2 Production d'hydrogğne ........................................................................................................... 18

1.2.1. Le reformage du gaz, principale source actuelle d'hydrogğne, peut ġtre dĠcarbonĠ grące au

CCUS .......................................................................................................................................... 19

1.2.2. Hydrogène décarboné produit par électrolyse .......................................................................... 20

1.3 Usages de l'hydrogğne dans l'industrie .................................................................................... 22

1.4 Recommandations sectorielles ................................................................................................ 24

2.1 Des perspectiǀes de captage, de stockage et d'utilisation du CO2 ambitieuses dans le monde,

plus modestes en France .......................................................................................................... 26

2.2 Des technologies de captage aux maturités différentes, et à adapter à chaque filière

industrielle ................................................................................................................................ 27

2.3 Le transport de CO2 : des technologies bien maîtrisées pour un nouveau concept de " hub »

29

2.4 Le stockage géologique : peu de sites exploités, mais une technologie connue ....................... 30

2.4.1 Les structures géologiques de stockage ...................................................................................... 30

2.4.2 Les enjeux économiques et fiscaux ............................................................................................. 34

2.4.3 Les projets français ...................................................................................................................... 35

2.5 La valorisation du CO2 comme complément, mais pas comme alternative au stockage de CO2

.................................................................................................................................................. 36

2.6 La bioénergie avec captage et stockage de CO2 ......................................................................... 38

2.7 Conclusions et recommandations sectorielles ........................................................................... 39

3 Utilisation de la biomasse comme énergie pour la décarbonation ........................................... 41

3.1 Les cultures énergétiques ......................................................................................................... 41

3.2 L'usage de la biomasse bois dans l'industrie. ........................................................................... 41

3.3 La chaleur issue de déchets de bois ........................................................................................... 47

4 Combustibles solides de récupération et électrification .......................................................... 49

4.1 Combustibles Solides de Récupération ...................................................................................... 49

4 La décarbonation des entreprises françaises

4.1.1 Proǀenance et intĠrġt des CSR pour dĠcarboner l'industrie ....................................................... 49

4.1.2 Les volumes de CSR disponibles en 2020 et pour les années à venir ......................................... 49

4.1.3 Les volumes de CSR consommés en 2020, la projection en 2030 ............................................... 50

4.2 Electrification ............................................................................................................................ 52

4.2.1. Pourquoi peut-on dĠcarboner ǀia l'Ġlectrification ? .................................................................. 52

4.2.2. Le potentiel de dĠcarbonation de l'Industrie en France par l'Ġlectrification ............................. 52

4.2.4. Comment augmenter le rythme de mise en place de l'Ġlectrification ? .................................... 53

5 Les recommandations ............................................................................................................ 55

ANNEXES ................................................................................................................................... 65

Annexe 1 : Lettre de mission ............................................................................................................ 66

Annexe 2 : Liste des acronymes utilisés ........................................................................................... 68

Annexe 3 : Liste des personnes rencontrées ................................................................................... 69

Annexe 4 : Chimie............................................................................................................................. 71

Annexe 5 : Ciment ............................................................................................................................ 77

Annexe 6 : Métallurgie ..................................................................................................................... 93

Annexe 7 : Agroalimentaire............................................................................................................ 108

Annexe 8 : Bibliographie ................................................................................................................ 114

La décarbonation des entreprises françaises 5

SYNTHESE

Comme d'autres pays, notamment europĠens, la France s'est dotĠe d'une ambitieuse " Stratégie Na-

tionale Bas Carbone ͩ (SNBC) dans le but d'atteindre la neutralitĠ carbone en 2050, en se fidžant des

objectifs intermédiaires pour 2030. Le gouvernement a demandé, dans le cadre du Conseil National de

l'Industrie (CNI), audž comitĠs des filiğres les plus émettrices de gaz à effet de serre (GES) de proposer

des feuilles de route pour respecter la trajectoire fixée par la SNBC (-33% de réduction des émissions

de GES entre 2015 et 2030, soit -22 MtCO2eq, sur les 458 MtCO2eq émises par la France en 2015, et -81%

entre 2015 et 2050). Ces objectifs de dĠcarbonation sont un nouǀeau dĠfi pour l'industrie manufactu-

de se stabiliser récemment. La décarbonation de l'industrie peut être considérée à la fois comme un

effort et une opportunité pour moderniser l'industrie française. Dans le cadre du Pacte productif an-

noncé par le gouvernement en 2019, les entreprises ont bien compris leur intĠrġt d'ġtre moins dépen-

fices de cette transition et éviter les fuites de carbone.

Les leviers proposés par les filières industrielles les plus émettrices de GES (chimie, ciment, métallurgie,

agroalimentaire, voir annexes 4 à 7) pour respecter les objectifs 2030 de la SNBC font appel à des

technologies matures aux coûts maîtrisés : efficacité énergétique, substitution de combustibles fos-

siles par de la biomasse ou des combustibles solides de récupération, utilisation de la chaleur fatale,

augmentation du taudž de recyclage, rĠduction de l'utilisation et des Ġmissions d'HFC etc. Cependant,

la disponibilité des ressources en amont peut limiter le déploiement de certaines de ces voies comme

la biomasse, les combustibles solides de récupération.

teurs, pour en réduire les coûts, et pour en assurer la fiabilité industrielle ͗ c'est le cas de l'hydrogğne,

et le captage-stockage-utilisation du CO2 (CCUS).

pays comme les Etats-Unis et le Japon. L'hydrogğne est aujourd'hui essentiellement produit par ǀapo-

drogène soit " décarboné », il faut soit capter-stocker ou utiliser le CO2 émis (hydrogène bleu, entre 2

8 Φͬtonne de dihydrogğne). L'hydrogğne bas carbone (bleu ou ǀert) deǀrait se dĠǀelopper ă l'horizon

d'acier brut franĕais produits par la filière fonte étaient produits avec de l'hydrogğne ǀert, et non plus

réaliser dès que possible une étude prospective des nouǀelles technologies utilisant de l'hydrogğne

ainsi que des entreprises les plus pertinentes pour les utiliser, puis de lancer des appels à projets per-

mettant aux industriels de se les approprier dès lors que leur coût à la tonne de CO2 évitée ne sera pas

6 La décarbonation des entreprises françaises

les avantages qui lui sont concédés, devraient être élargis ă l'ensemble des technologies bas-carbone

ou nucléaire) ou par reformage avec CCUS.

Les filières françaises de la métallurgie et du ciment comptent capter-stocker-utiliser (CCUS) (§2) en-

viron 8 Mt de CO2 ă l'horizon 2050, pour atteindre les objectifs de la SNBC. Les technologies de captage

et de stockage de CO2 doivent être améliorées pour en réduire le coût (entre 50 et 200Φ ͬtonne de CO2

selon l'IFPEN). Les capacités de stockage en Europe (essentiellement en Mer du Nord, au large de la

Grande-Bretagne et de la Norvège) sont encore très insuffisantes, environ quelques millions de tonnes

de CO2 par an d'ici deux ou trois ans, même pour les seuls besoins français à horizon 2050 estimés à

15 Mtͬan par l'ADEME (y compris 10 Mt de CO2 issus de la combustion de la biomasse, qui peuvent

générer des émissions " négatives » de gaz à effet de serre, par CCUS). Pour favoriser cette industrie

du stockage, où la France dispose de solides atouts grâce aux compétences acquises par les membres

du Club CO2, notamment par Total, de l'IFPEN et du BRGM, des sites de stockage, soit dans le domaine

maritime français, soit par reconversion de sites de stockage de gaz naturel, doivent être recherchés

pour limiter le coût de transport de CO2 ; des mécanismes financiers de soutien public à la tonne de

CO2 captée, stockée ou utilisée doivent être envisagés, tout en soutenant des projets de R&D et les

démonstrateurs.

Les besoins supplémentaires de l'industrie ((ciment, chimie, métallurgie, agroalimentaire) en bois-

énergie (environ 1,5 Mt en 2030, et 3 Mt en 2050) sont limités par la capacité d'augmentation de la

production de bois-énergie en France. Le soutien aux projets de production d'Ġnergie ă partir du bois

pour l'industrie nécessite donc de façon concomitante une action sur l'offre de bois énergie en France.

Le potentiel de dĠcarbonation de l'industrie par Ġlectrification (§4) est de l'ordre de 41 TWh d'Ġnergie

française), en raison du meilleur rendement permis par l'ĠlectricitĠ, en comparaison aǀec des combus-

accéléré grâce à des aides financières pour réduire les temps de retour sur investissement, et grâce à

une garantie d'accğs ă des pridž garantis d'une ĠlectricitĠ dĠcarbonĠe sur de trğs longues durĠes.

Celles-ci visent à prioriser les financements publics (recommandations 1 et 2), à mettre en place des

dispositifs d'aides en faǀeur des projets industriels et de leurs financements (recommandations 4 et

5), à accroître la robustesse des analyses des cycles de vie (recommandation 6), afin de préparer la

commande publique (recommandation 8), et enfin à assurer un suivi des actions ADEME et Bpifrance en matière de décarbonation des entreprises (recommandation 7). La décarbonation des entreprises françaises 7

TABLE DES RECOMMANDATIONS

Recommandation 1 : Les financements publics dédiés à la décarbonation doivent être priorisés sur les

technologies dont le ratio " coût/émissions de CO2 évitées » est le plus faible et sur celles dont le potentiel de rĠduction d'Ġmissions de GES

est le plus élevé. ................................................................................. 55

Recommandation 2 : Cibler les programmes de soutien ă l'innoǀation et la RΘD selon la maturitĠ des

technologies de décarbonation des entreprises, notamment dans le cadre des futurs AAP de " France Relance ». La communication sur les résultats technico-économiques des projets doit être améliorée. ... 56

Recommandation 3 : Mettre à jour une feuille de route de déploiement des infrastructures de

aux industriels et aux pouvoirs publics pour les futurs accès aux ressources d'H2, compte-tenu de la stratégie nationale pour le dĠǀeloppement de l'hydrogğne dĠcarbonĠ en France. CrĠer les conditions pour élaborer une feuille de route similaire pour les infrastructures de logistique et de stockage de CO2 notamment en identifiant des stockages souterrains possibles sur le territoire national, y compris maritime. ............................................................ 57

Recommandation 4 : Expérimenter un fonds de co-Investissement de décarbonation industrielle doté

dans un premier temps de 200 MΦ de financements publics en capital et dette afin de faciliter la réalisation de tours de table pour certains projets industriels sobres énergétiquement mais risqués, ce qui est souvent le point de blocage pour les financeurs privés. Ainsi un plus grand nombre de projets industriels sobres énergétiquement pourront se réaliser plus rapidement en France. .............................................. 58

Recommandation 5 : Mettre en place des dispositifs d'aides incitatiǀes en faǀeur des projets industriels

favorables à la décarbonation des entreprises, en complément aux à une production plus décarbonée, ou à une fabrication de produits moins carbonĠs (2) la prĠfiguration d'une agence d'innoǀation de rupture civile pour les transitions numérique et environnementale. 60

Recommandation 6 : Dans le cadre des négociations avec nos partenaires européens, afin de mettre

en place un mĠcanisme d'ajustement carbone audž frontiğres (MACF) des évaluations ACV, par exemple par labellisation. ......................... 61

8 La décarbonation des entreprises françaises

Recommandation 7 : La preuǀe par l'edžemple est un ĠlĠment important pour ǀaincre les rĠticences des

Recommandation 8 : Faǀoriser l'usage de matĠriaudž dĠcarbonĠs dans la commande public (bois,

en place de nouǀeaudž cahiers des charges d'appels d'offres et en fidžant des critères de choix adaptés. ........................................................... 64 La décarbonation des entreprises françaises 9

INTRODUCTION

L'industrie franĕaise est confrontĠe ă deudž défis majeurs :

1) Regagner le terrain perdu, notamment depuis la crise financière mondiale de 2007-2010 qui a

suscitĠ en France le Grenelle de l'enǀironnement mais a conduit notre pays ă dĠcrocher par

rapport à ses voisins en termes de production de biens industriels et agricoles. Source : INSEE Première, n° 1637, mars 2017. Source : INSEE Première, n° 1764, juillet 2019.

affaiblissement du poids de l'industrie dans l'Ġconomie franĕaise. Notre industrie manufacturiğre a dĠ-

1 Faire de la France une économie de rupture technologique - Soutenir les marchés émergents à forts enjeux de compétitivité, rapport aux

2020.

10 La décarbonation des entreprises françaises

internationale et de montée en puissance de certains pays émergents comme la Chine. La part de mar-

ché de la France dans les exportations manufacturières mondiales a diminué de 5% en 2005 à 3% en

solde des Ġchanges edžtĠrieurs en produits manufacturĠs de la France s'est fortement dégradé pour

en 2000 à 10% en 2018, quand il s'est maintenu ă plus de 20% en Allemagne et à 15% en Italie ».

2) Contribuer ă l'effort national de rĠduction des Ġmissions de GES pour permettre ă la France,

conformĠment ă la StratĠgie nationale bas carbone (SNBC), d'atteindre la neutralitĠ carbone

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