Comment le Canada peut relever le défi climatique de Net-Zero

Publié le: Décembre 2020Catégories: Grands Défis 2020, Revue de la politique scientifique CanadienneMots clés:
Photo d'un homme asiatique sur un ciel nocturne avec le texte : Comment le Canada peut relever le défi climatique de Net-Zero Phil De Luna Directeur, Conseil national de recherches

Auteurs):

Phil De Luna

Conseil national de recherches du Canada

Directeur

2020 restera à jamais gravée dans nos esprits comme l'année qui a semblé durer une décennie - une pandémie mondiale qui a stoppé les économies et fait beaucoup trop de victimes bien trop tôt, des troubles sociaux alors que les institutions étaient confrontées à un règlement du racisme systémique, peut-être l'élection américaine la plus conséquente de mémoire récente, alors que le monde continuait de brûler avec le ciel du nord de la Californie enveloppé d'une lueur orange sanguine. 

La pandémie est un choc mondial à court terme dont les impacts sont ressentis par tous. Il y a un étrange réconfort à savoir que nous sommes confrontés à des défis similaires et à une expérience partagée, bien que sombre. En revanche, le changement climatique est une brûlure à long terme avec des effets graduels et différés qui persisteront pour les générations à venir. Les impacts du changement climatique auxquels nous sommes confrontés aujourd'hui sont le résultat des décennies passées d'émissions de GES. En fait, des études montrent que les émissions continues des infrastructures dédiées aux énergies fossiles représentent plus que le budget carbone total qui reste si le réchauffement climatique doit être limité à 1.5 degrés Celsius. En d'autres termes, à moins que des investissements massifs en capital, le démantèlement de la production d'électricité à base de combustibles fossiles existante et une interdiction de nouvelles centrales à combustibles fossiles ne soient mis en œuvre - nous n'avons peut-être déjà pas atteint nos objectifs. 

Heureusement, au Canada, notre production d'électricité est relativement propre car nous avons la chance d'avoir une abondance d'hydroélectricité, de continuer à mettre en œuvre l'énergie solaire et éolienne et d'avoir développé un secteur nucléaire robuste. Au Canada, 52 % des émissions annuelles de GES proviennent de deux secteurs : pétrole et gaz et transport. Ces secteurs sont extrêmement difficiles à décarboner par la seule électrification. Nous ne pouvons pas éliminer efficacement ces émissions, nous avons besoin de technologies fondamentalement nouvelles pour aborder ces secteurs. 

L'Agence internationale de l'énergie (AIE) a récemment publié son rapport 2020 Energy Technology Perspectives qui analyse plus de 800 options technologiques pour examiner ce qui serait nécessaire pour atteindre zéro émission nette d'ici 2050 - un objectif que le gouvernement canadien a annoncé publiquement. Ils ont constaté que la seule transformation du secteur de l'électricité ne nous permettrait d'atteindre qu'un tiers du chemin vers des émissions nettes nulles. Quand les gens pensent aux technologies propres, ils pensent à la production d'électricité renouvelable comme le solaire et l'éolien - même si nous devions complètement faire passer l'économie mondiale à la production d'énergie renouvelable, cela ne nous rapporterait qu'1/3rd du chemin là-bas. L'électricité renouvelable ne peut à elle seule décarboner des économies entières. 

La prochaine génération de technologies propres doit combler ces lacunes – principalement l'industrie lourde et l'extraction des ressources. Pour le Canada, cela est particulièrement saillant pour l'ouest. Il y a des milliers d'ingénieurs chimistes, de techniciens, de tuyauteurs et de travailleurs du pétrole et du gaz en Alberta qui sont confrontés à des perturbations au milieu d'une demande croissante en raison de la pandémie. Ayant grandi à Windsor, je ne sais que trop bien ce qui se passe lorsqu'une collectivité dépend d'une industrie entière et lorsque cette industrie connaît un ralentissement. En 2008, mon père a été licencié de Ford car de nombreuses usines automobiles de la ville ont fermé. Il n'a jamais trouvé d'emploi avec un salaire ou des avantages comparables depuis. Il est irréaliste (et franchement un peu insultant) de supposer que nous pouvons diversifier et recycler une main-d'œuvre massive en leur apprenant à coder. Pour de nombreux travailleurs de l'industrie, ces emplois sont leur gagne-pain et leur identité. Je passe une grande partie de mon temps à réfléchir à la manière dont nous pouvons assurer une transition vers une économie à faibles émissions de carbone d'une manière digne et équitable - une manière qui permette aux gens d'être fiers de ce qu'ils font.

Il existe deux technologies qui peuvent à la fois faire la transition du Canada vers une économie à faibles émissions de carbone et utiliser les compétences et les atouts uniques de la main-d'œuvre industrielle du Canada. 

Le premier est l'hydrogène, qui s'est imposé ces dernières années comme le carburant du futur. Lorsqu'il est brûlé, la seule émission d'hydrogène est de l'eau. Le Canada est un chef de file des technologies de l'hydrogène depuis des décennies et le gouvernement fédéral devrait publier sa stratégie nationale sur l'hydrogène cet automne. Des économies avancées comme l'Allemagne et le Japon ont déjà signalé leur investissement dans l'hydrogène de manière significative, et ces deux pays auront probablement besoin d'importer de l'hydrogène pour alimenter leurs économies - ce qui représente une opportunité pour le Canada de devenir un exportateur mondial d'hydrogène. 

La deuxième technologie prometteuse est la capture, l'utilisation et le stockage du carbone (CCUS). En tant qu'espèce, nous nous sommes retrouvés dans ce gâchis en prenant des combustibles fossiles du sous-sol, en les brûlant pour extraire de l'énergie, puis en versant le carbone restant sous forme de CO2 dans l'atmosphère. La logique (et les bilans de masse) suggérerait que la seule façon de nous sortir de ce gâchis est de capturer le carbone dans l'atmosphère, puis de le stocker sous terre d'où il vient. Encore une fois, le Canada a un avantage stratégique ici avec des entreprises de renommée mondiale comme Carbon Engineering (captage direct de l'air) et Svante (captage des gaz de combustion) en tête. 

Ces deux technologies reposent sur les mêmes compétences que l'industrie pétrolière et gazière existante. Ils nécessitent des machines et des installations massives avec des tuyaux, des fluides, de la chaleur et des flux d'énergie contrôlés de manière complexe. Le destin de l'hydrogène et du CCUS est étroitement lié à plus d'un titre, car l'avenir de l'hydrogène sans émissions au Canada dépend en grande partie du CCUS. 

Pour résumer jusqu'à présent - la production d'électricité renouvelable n'est pas suffisante pour nous amener à zéro net, le transport et le pétrole et le gaz sont de loin les secteurs les plus importants et les plus difficiles à décarboner, l'hydrogène et le CCUS pourraient être une solution uniquement canadienne qui présente une opportunité énorme . Alors comment capitaliser ?  

Bien que ces technologies soient très prometteuses, la plupart d'entre elles sont précommerciales. Le rapport Energy Technology Perspectives de l'AIE a montré qu'environ la moitié des technologies nécessaires pour atteindre le zéro net se trouvent en laboratoire ou à l'échelle de prototypes/démonstrations, soulignant le rôle crucial de la recherche, du développement et de l'innovation. 

Au Conseil national de recherches du Canada, je dirige un programme de recherche collaborative de 57 millions de dollars appelé Programme du défi Matériaux pour carburants propres, axé sur les technologies perturbatrices pour réduire le coût de l'hydrogène et du CCUS. Mon programme comporte trois axes principaux, CO2 conversion, production d'hydrogène propre et intelligence artificielle pour la découverte de matériaux. Au cœur de ces technologies se trouvent des matériaux tels que des catalyseurs et des membranes qui permettent la transformation du CO2 ou la production d'hydrogène. Nous avons besoin de nouveaux matériaux pour perturber ces secteurs et nous n'avons pas le luxe du temps qu'exige la R&D traditionnelle (plus de 20 ans pour passer de la découverte au marché). C'est pourquoi nous construisons également des laboratoires robotiques autonomes alimentés par l'IA pour nous aider à accélérer cette découverte. En collaboration avec Ressources naturelles Canada, nous construisons une nouvelle installation à Mississauga axée sur ces plateformes autonomes d'accélération des matériaux (MAP). Nous ne pouvons pas le faire seuls, c'est pourquoi nous collaborons avec 20 groupes de recherche universitaires de renommée mondiale et des start-ups passionnantes au Canada, en Allemagne, au Royaume-Uni et aux États-Unis pour nous attaquer à cette mission. Ce modèle de recherche collaborative axée sur la mission est exactement ce dont le Canada et le monde ont besoin pour atteindre l'objectif net zéro. 

La pandémie a montré à quelle vitesse le monde peut se mobiliser pour faire face à une menace commune. Nous pouvons apprendre beaucoup de cette urgence pour faire face à la prochaine menace existentielle à laquelle nous sommes confrontés. Ce n'est qu'en travaillant ensemble que nous pourrons atteindre nos objectifs, et quel meilleur endroit pour commencer que la collaboration dans les domaines de la science, de la technologie et de l'innovation. Nous sommes, après tout, tous dans le même bateau.