S'attaquer aux complexités de la décarbonisation industrielle à l'aide de systèmes souples

S'attaquer aux complexités de la décarbonisation industrielle à l'aide de systèmes souples

Le 12 octobre, j'ai animé une table ronde sur la décarbonisation industrielle lors de la conférence Carbon Forward London. N'étant pas un spécialiste des marchés du carbone, je sortais de ma zone de confort, ce qui est toujours un bon moyen d'apprendre de nouvelles choses et de rencontrer de nouvelles personnes. Bien que je ne sois pas directement impliqué dans le commerce du carbone, il est évident que mon travail l'a touché. La première fois que j'ai fait un rapport sur les réductions d'émissions de carbone et les économies d'énergie, c'était en 1993 pour le conseil régional de Strathclyde, qui comptait plusieurs milliers de bâtiments. Je viens de retrouver ce rapport dans mes archives l'autre jour. Puis, en 2005, j'ai effectué une transaction très précoce sur le système d'échange de quotas d'émission lorsque notre client de RWE Solutions, Guinness, a fermé la brasserie Park Royal, ce qui était bien sûr le mauvais type de décarbonisation.

Lesmembres de mon panel à Carbon Forward étaient Andrew McDermott, directeur général adjoint de la British Ceramic Confederation, David Phillips, responsable des marchés de capitaux et de la stratégie des nouveaux marchés chez Aker Carbon Capture, et Trevor Sikorski, responsable de la recherche sur le gaz naturel et le carbone chez Energy Aspects . Leurs contributions d'experts m'ont fait réfléchir sur le sujet et m'ont également beaucoup appris sur les derniers développements en matière de captage et de stockage du carbone (CSC).

Au cours de ma longue carrière dans le domaine de l'efficacité énergétique, l'intérêt pour ce sujet a connu des hauts et des bas, mais nous sommes actuellement dans une phase ascendante en raison de certains facteurs évidents, notamment l'augmentation des prix de l'énergie et l'attention accrue portée à la sécurité énergétique, ainsi que des facteurs moins évidents tels que l'intérêt croissant des investisseurs institutionnels pour ce sujet. Malgré cet intérêt croissant, l'efficacité énergétique reste la Cendrillon des options énergétiques et le potentiel d'améliorations rentables reste élevé. L'AIE estime que 40 % des réductions d'émissions nécessaires pourraient être obtenues grâce à l'amélioration de l'efficacité énergétique. Dans le cadre de notre travail sur l'efficacité énergétique, notamment par le biais de notre modèle commercial ESCO-in-a-box®, nous constatons qu'il est nécessaire d'améliorer les aspects économiques de nombreux projets d'efficacité énergétique, en particulier les rénovations profondes, ce qui nécessite d'empiler différentes sources de revenus. Cela peut inclure l'ajout de crédits de carbone, de biodiversité et même de crédits sociaux, dans le cadre de projets de rénovation.

Andrew a décrit la voie de la décarbonisation pour l'industrie de la céramique, une industrie à forte intensité énergétique qui est géographiquement dispersée et qui comprend une forte proportion de PME. En outre, ses émissions de carbone sont principalement dues à la chaleur, et en particulier aux procédés thermiques à haute température, généralement entre 1200 et ^1300oC, mais avec certains procédés spécialisés fonctionnant à une température incroyable de ^2800oC. Le chemin vers le zéro net pour la céramique comprend un mélange de technologies : efficacité énergétique (14 % de réduction du carbone) ; production sur site (1 %) ; décarbonisation du réseau (3 %) ; hydrogène (36 %) ; électrification (11 %) ; bioénergie (3 %) ; capture du carbone (15 %) ; et adoption de produits (4 %), ce qui laisse un solde de 4 %. La combustion d'hydrogène est testée sur certains sites, mais il y a bien sûr des problèmes d'approvisionnement et de stockage. L'électrification peut sembler une option facile, mais les différentes voies de transfert de chaleur, avec moins d'importance accordée à la convection et plus au rayonnement, signifient qu'il peut être nécessaire de modifier les schémas d'empilage pour assurer un chauffage uniforme. L'électrification n'est pas un simple changement de source de chaleur.

David a parlé de la technologie modulaire de capture du carbone d'Aker, qui est maintenant appliquée en Norvège et dans d'autres pays pour des applications onshore et offshore. Avec des installations allant de 40 000 tonnes par an à plus de 400 000 tonnes par an, la technologie est désormais éprouvée et les coûts baissent, alors que les prix du carbone augmentent. Aker propose également le captage du carbone en tant que service, en fournissant une solution complète comprenant le captage, le transport et le stockage sur la base d'un prix à la tonne. Je dois admettre que cette technologie est plus avancée que je ne l'avais imaginé et qu'avec l'augmentation du prix du carbone, elle deviendra plus viable pour les grands émetteurs ponctuels ou les centres de CSC.

Trevor a parlé des risques liés à la technologie et de la manière dont les entreprises pourraient être incitées à prendre ces risques. Compte tenu de la rapidité nécessaire pour faire face à la crise climatique, les nouvelles technologies devront être développées et adoptées rapidement, ce qui est intrinsèquement risqué. Les entreprises manufacturières hésitent naturellement à adopter de nouvelles technologies qui n'ont pas fait leurs preuves, en particulier celles qui ont un impact direct sur le processus. Se tromper dans ce genre de décision peut être fatal.

Cette discussion m'a rappelé un article que j'ai rédigé en ¹⁹⁸⁷¹ sur la base de certaines parties de mon travail de doctorat, dans lequel je présentais une approche des systèmes souples.²de la fonction de gestion de l'énergie au sein des entreprises. J'y indiquais que, lorsqu'elles envisageaient des options pour des projets d'efficacité énergétique, les entreprises devaient prendre une décision explicite sur le niveau de recherche, de conception et de développement, c'est-à-dire le risque technologique, qu'elles étaient prêtes à assumer. Le modèle présenté divise la gestion de l'énergie en quatre niveaux : le bon entretien, la modernisation, les projets de remplacement des installations et la reconception des processus. Ces niveaux s'appliquent également à la décarbonisation. L'expression "bonne gestion" est un peu désuète, mais elle signifie en réalité que l'on gère mieux ce que l'on a déjà, en veillant à ce que le système existant fonctionne avec une efficacité maximale et un minimum de gaspillage. Dans les systèmes énergétiques industriels, cela signifie qu'il faut s'assurer que les systèmes de contrôle fonctionnent bien, que les brûleurs sont efficaces et que les purgeurs de vapeur fonctionnent tous. Il s'agit du niveau de base de la gestion de l'énergie et, dans de nombreuses industries à forte consommation d'énergie, il est généralement assez bien géré. Dans les industries moins intensives et dans les bâtiments, elle a tendance à s'affaiblir avec le temps, et c'est là que des processus comme ISO50001 peuvent être utiles, car ils systématisent les processus de gestion plutôt que de laisser les choses au hasard. Même dans les entreprises les mieux gérées, il existe probablement encore des possibilités d'économiser de l'énergie et du carbone de cette manière. En effet, lors de la crise des prix de l'énergie, il est apparu que la quasi-totalité des millions de chaudières à gaz à condensation, vendues pour leurs économies d'énergie, étaient réglées pour fonctionner à des températures de débit élevées, ce qui signifie qu'elles ne condensaient pas et que les foyers gaspillaient environ 6 à 8 % de leur consommation de gaz. L'ajustement des températures d'écoulement réduit la consommation d'énergie sans affecter le confort thermique - un meilleur entretien ménager ou une meilleure gestion de l'énergie.

Le niveau de modernisation consiste à ajouter quelque chose à une installation ou à un bâtiment pour en améliorer l'efficacité, par exemple l'isolation, un système de contrôle ou de nouveaux brûleurs plus efficaces. Le niveau de remplacement de l'usine consiste à remplacer une ligne de production en utilisant essentiellement la même technologie de traitement. Une nouvelle usine, ou un nouveau bâtiment, aura tendance à être plus efficace qu'une usine existante, même avec la même technologie de base, en raison des améliorations progressives de l'efficacité des composants tels que les moteurs et les entraînements, etc.

Ledernier niveau, celui de la reconception des procédés, est clairement celui qui exige le plus de capitaux, de recherche et de développement, et qui est le plus risqué. Dans le cadre de la décarbonisation, il s'agit par exemple de passer de la production d'acier à partir de minerai de fer dans des hauts fourneaux à la réduction directe à l'aide d'hydrogène. Elle comprend également des changements dans les intrants matériels et les processus, comme le passage de la production de ciment du clinker fabriqué à partir de calcaire à des matières premières alternatives.

Un aspect important du modèle de gestion de l'énergie fondé sur des systèmes souples, qui s'applique également à la décarbonisation, est la nécessité d'une "évaluation contextuelle", c'est-à-dire la manière dont la mesure proposée s'inscrit dans d'autres politiques, développements et décisions au sein de l'organisation. Il peut s'agir de questions telles que : existe-t-il un plan - ou même une proposition - de relocalisation ; où en est-on en termes de cycle normal de remplacement des installations ; ce changement proposé s'inscrit-il dans la stratégie de produit ? L'interaction entre l'évaluation technique, l'évaluation financière et l'évaluation contextuelle peut être un processus itératif qui peut lui-même déboucher sur de nouvelles idées. En 1987, j'ai déclaré que "pour bien mener ces analyses, il faut être capable de penser en dehors des limites normalement acceptées de la gestion de l'énergie et avoir un haut niveau de communication au sein de l'organisation". Cela vaut également pour la décarbonisation - en fin de compte, l'entreprise est là pour remplir sa fonction principale et la décarbonisation en soi n'est pas son objectif, mais plutôt une contrainte qui pousse au changement. Les interactions entre les solutions proposées, ainsi que les interactions avec d'autres aspects de l'organisation, doivent être pleinement évaluées.

Il est relativement facile d'identifier une voie générique de décarbonisation pour une industrie. Il est beaucoup plus complexe de traduire cette voie en un plan d'action spécifique pour une organisation donnée, car les évaluations techniques, financières et contextuelles propres à cette organisation - avec toutes les contraintes spécifiques - doivent être effectuées, et les interactions entre les mesures et d'autres facteurs doivent être prises en compte. Les risques technologiques encourus doivent être examinés et une décision explicite sur le niveau de risque à prendre doit être prise. Cette décision doit elle-même être comparée aux risques de l'inaction - financiers, commerciaux et environnementaux.

Le résultat devrait être un plan à long terme avec des programmes définis et des projets d'investissement avec des calendriers probables, des risques identifiés et une évaluation de l'impact sur les émissions et d'autres avantages. Il s'agira d'un plan vivant qui évoluera en fonction des changements technologiques et économiques. Ce type d'analyse approfondie est difficile à réaliser dans toutes les organisations, mais plus particulièrement dans les PME, où la capacité à effectuer ce type d'évaluations et à prendre des décisions est plus limitée et où une aide extérieure sera probablement nécessaire. Si vous avez besoin d'aide pour élaborer un plan de décarbonisation, n'hésitez pas à me contacter ou à contacter l'équipe de consultants de l'EP.

1. A soft systems model of energy management and checklists for energy managers. Applied Energy 27 (1987) 229-241
2. ^La méthodologie des systèmes souples est un mode de pensée organisé applicable aux situations sociales problématiques et à la gestion du changement par l'action. Elle a été développée à l'Université de Lancaster, principalement par Peter Checkland. Ces situations complexes sont connues sous le nom de "soft problems". Il s'agit généralement de problèmes du monde réel dont les objectifs et les buts sont eux-mêmes problématiques. Voici quelques exemples de ces problèmes Comment améliorer la prestation des services de santé ? et Comment gérer le sans-abrisme chez les jeunes ? Les approches douces considèrent comme tacite le fait que la vision du monde qu'ont les gens évolue en permanence et que leurs préférences en la matière évoluent également. Voir : Pensée systémique, Pratique systémique. 1981. Wiley. ISBN 978-0-471-98606-5

Source : https://www.onlyelevenpercent.com/applying-soft-systems-to-the-complexities-of-industrial-decarbonisation/