Comment l’aviation peut-elle réduire ses émissions d’ici 2035 grâce au carburant durable et aux technologies existantes ?

En s’appuyant sur le carburant durable d’aviation et sur l’amélioration des moteurs à réaction actuels, l’aviation pourrait réduire drastiquement ses émissions d’ici 2035.

L’aviation doit s’attaquer à son problème d’émissions de gaz à effet de serre, mais les discussions et les investissements autour de la décarbonisation se concentrent trop souvent sur les mauvaises technologies et le mauvais horizon. L’industrie ne peut pas attendre 2050 pour s’attaquer sérieusement à la réduction des émissions, ce qui se produira si elle place trop d’espoirs dans les avions propulsés à l’hydrogène ou alimentés par des batteries. Ni l’un ni l’autre ne seront approuvés pour une utilisation sur les avions de ligne moyen et long-courriers avant 2050 et ce retard est important, car les avions de 100 sièges ou plus sont responsables de 96 % des émissions du secteur de l’aviation. Il faudra ensuite des décennies pour remplacer les milliers d’anciens avions à réaction conventionnels de la flotte mondiale, une action limitée par la capacité de production et l’économie.

Si ces technologies liées aux combustibles non fossiles finiront par jouer un rôle important dans la réduction des émissions du secteur de l’aviation, elles n’auront guère d’effet avant 2040, c’est-à-dire au début de leur incorporation dans la flotte mondiale de petits avions et d’avions de ligne court-courriers. D’ici là, dans l’hypothèse d’un statu quo et sur la base d’une trajectoire projetée par l’Association internationale du transport aérien (IATA) en 2021, les avions seraient responsables d’environ 1,4 gigatonne d’émissions par an, soit 40 % de plus que la gigatonne qu’ils émettent actuellement.

La clé de la réduction des émissions au cours des deux prochaines décennies réside dans l’investissement dans deux technologies existantes susceptibles de réduire l’empreinte carbone de l’aviation dès 2040 : le carburant durable d’aviation (CDA) les moteurs à réaction conventionnels fonctionnant au kérosène. En investissant dans la capacité de production de CDA à faible teneur en carbone et en repensant les moteurs à réaction actuels, l’industrie pourrait réduire de 80 % ses émissions d’ici 2050, faisant ainsi avancer l’aiguille dans la bonne direction de manière substantielle.

Toutefois, il existe un problème de taille : des investissements insuffisants et un manque d’urgence. Pour la seule production de CDA, l’investissement devra dépasser largement 1 000 milliards de dollars d’ici 2050 pour passer à l’échelle supérieure. À l’heure actuelle, l’investissement dans les CDA ne représente qu’un infime pourcentage de cette somme, les compagnies aériennes utilisant moins de 1 % de leur consommation de carburant.

Des solutions pour la prochaine décennie

Que peut donc faire l’industrie ? Tout d’abord, l’aviation doit prendre dès aujourd’hui des mesures décisives pour augmenter la consommation et la production de CDA. Un gallon de CDA émet entre 50 et 80 % de dioxyde de carbone en moins que le carburéacteur conventionnel. Pour maintenir les émissions à leur niveau de 2019, il faut construire suffisamment de capacités de production de CDA d’ici 2030 pour permettre aux compagnies aériennes de remplacer au moins 15 % de leur consommation totale de carburéacteur par des CDA. Or, d’après une série de calculs, la capacité de production ne représentera qu’un cinquième ou un tiers des 16 milliards de gallons nécessaires pour atteindre ces 15 %. Et ce, même en tenant compte des généreuses subventions accordées par les États-Unis dans le cadre de la loi sur la réduction de l’inflation (IRA) de l’année dernière et d’autres mesures d’incitation de l’Union européenne (UE) visant à accroître la capacité de production de CDA.

Cependant, la capacité de production n’est qu’une partie du dilemme. Les CDA sont également coûteux (environ deux à trois fois le coût du carburant Jet A-1 conventionnel), ce qui limite jusqu’à présent les engagements contractuels des compagnies aériennes en faveur des CDA. Fabriqués principalement à partir d’huiles de cuisson usagées, de graisses animales résiduelles et d’autres matières premières durables à faible teneur en carbone, les CDA coûtent plus cher à produire que le carburéacteur à base de kérosène. La poignée de producteurs de CDA dans le monde doit également rivaliser pour les matières premières avec le diesel renouvelable (DR), un carburant à faible teneur en carbone qui peut être utilisé dans les camions, les navires, les équipements agricoles et de construction, ainsi que dans les autobus. Le RD est légèrement moins cher à produire et son marché mondial est plus mature.

L’expansion de l’offre (peut-être en réponse à des mandats réglementaires ou à des incitations telles que l’IRA) réduirait probablement l’écart de prix, bien que l’on ne s’attende pas à ce qu’il atteigne la parité avec le carburéacteur traditionnel à court terme. Si l’adoption des CDA présente des obstacles, ceux-ci sont surmontables moyennant des investissements adéquats, dont certains deviendront nécessaires avec le mandat de l’UE exigeant que tous les vols au départ des aéroports européens utilisent 2 % de CDA d’ici 2025 et au moins 5 % d’ici 2030. Ce pourcentage augmentera périodiquement jusqu’à atteindre 65 % en 2050.

En juin, le Forum économique mondial, le Conseil international des aéroports et plus de 50 dirigeants d’entreprises liées à l’aviation ont donné le coup d’envoi de l’initiative « Aéroports de demain », dont l’un des principaux piliers est un appel à la construction de 300 usines de CDA d’ici 2030.

Une nouvelle ère pour les moteurs à réaction

La deuxième option pour l’aviation est de faire ce que l’industrie fait le mieux depuis un siècle : innover. Au cours du siècle dernier, l’aviation est passée des avions à hélice aux jets, aux avions supersoniques et aux fusées qui voyagent au-delà de l’atmosphère terrestre, avec des efforts constants pour améliorer le rendement énergétique. Selon l’IATA, chaque nouvelle génération d’avion a permis de réduire les émissions de 15 à 20 %, l’efficacité énergétique globale étant de 80 % supérieure à ce qu’elle était il y a 50 ans. Cependant, cela n’est pas suffisant, compte tenu de l’augmentation des émissions. Par exemple, alors que l’aviation a réussi à réduire de 24 % la quantité de carburant consommée par passager entre 2005 et 2017, le nombre de voyages aériens a augmenté dans le même temps de manière beaucoup plus importante.

Pour réaliser de nouveaux gains d’efficacité, les fabricants de l’aérospatiale doivent procéder à des révisions plus radicales des technologies actuelles. Par exemple, General Electric Aerospace et Safran Aircraft Engines, par l’intermédiaire de sa coentreprise CFM International, développent un nouveau système de moteur appelé RISE, abréviation de Revolutionary Innovation for Sustainable Engines (Innovation Révolutionnaire pour des Moteurs Durables). Ce système est basé sur ce que l’on appelle une architecture de soufflante ouverte qui pourrait réduire la consommation de carburant et les émissions de CO₂ de plus de 20 % par rapport aux moteurs les plus efficaces d’aujourd’hui. CFM espère que le moteur sera prêt mi-2030. L’autorité américaine de l’aviation accorde également des subventions dans le cadre de son programme CLEEN (Continuous Lower Energy, Emissions, and Noise) pour des recherches similaires. Outre GE, Pratt & Whitney, Honeywell Aerospace et Boeing ont également bénéficié de subventions pour réduire les émissions.

Bien que l’industrie se projette souvent en 2050, ce sont probablement les actions menées au cours de la prochaine décennie qui détermineront le succès ou l’échec de l’aviation dans sa quête du « zéro émission ». Si cet avenir n’inclut pas une offre substantielle de CDA et davantage de recherche pour améliorer les moteurs actuels, l’industrie risque de voir les émissions augmenter ou d’être confrontée à une solution réglementaire restrictive.

Article traduit de Forbes US – Auteurs : Oliver Wyman, Jerome Bouchard et David Kaplan

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