Finance bleue : La transition écologique du transport maritime

Le secteur du transport représente environ un quart des émissions mondiales de CO2. Au sein de ce secteur, le transport maritime, qui représente 90% du commerce mondial de marchandises, n’est pas le plus gros émetteur de gaz à effet de serre (GES). Il est quasiment à égalité avec le transport aérien (environ 10%) et loin derrière le transport routier qui représente près de trois quarts des émissions. Toutefois, du fait de l’augmentation constante du fret commercial et du transport de passagers qui devraient chacun tripler d’ici 2050, tous les types de transports sont touchés par une hausse croissante des émissions de GES. En sus des émissions carbonées mais aussi de soufre et d’azote engendrées par l’utilisation de fioul lourd, les rejets d’eaux de ballasts, les dégazages et nettoyages de cuves sauvages, les chutes accidentelles de conteneurs, les collisions avec des cétacés, les fréquences sonores élevées sont autant de facteurs polluants néfastes générés par le transport maritime.

Un engagement international pour lutter contre les pollutions maritimes

La Convention internationale pour la prévention de la pollution par les navires (MARPOL) adoptée en 1973 à l’Organisation Maritime Internationale (OMI) a permis de mettre en place des mesures pour réduire la pollution en milieu marin telles que la double-coque pour les pétroliers neufs, les critères applicables aux rejets de substances liquides nocives, d’eaux usées et d’ordures, les normes de transport des substances nuisibles. Par ailleurs, elle fixe des limites d’émissions de polluants atmosphériques (oxyde de soufre et d’azote) et intègre le calcul requis de l’indice nominal de rendement énergétique (EEDI) pour les navires neufs et un plan de gestion du rendement énergétique du navire (SEEMP) obligatoire.


Par ailleurs, l’OMI a adopté en 2018, en accord avec les objectifs de température fixés dans l’Accord de Paris de 2015, une Stratégie initiale visant l’élimination progressive des émissions de GES provenant du transport maritime international avec deux objectifs intermédiaires : le premier est la réduction des émissions par activité de transport d’au moins 40% d’ici 2030 et de 70% d’ici 2050 par rapport à 2008 ; le second est la réduction du volume total des émissions annuelles de GES d’au moins 50% en 2050 par rapport à 2008. Une révision de cette Stratégie est prévue en 2023 afin de prendre en compte les données en cours de collecte.
Selon une étude de l’UMAS (University Maritime Advisory Services), des investissements à hauteur de 1 000 milliards de dollars seraient nécessaires pour atteindre les objectifs internationaux de réduction des émissions de GES du transport maritime d’ici 2050.

En août 2020, l’OMI a publié son 4ème inventaire des émissions mondiales de GES provenant du transport maritime. L’étude, qui porte sur la période 2012-2018, met en évidence une augmentation des émissions de GES de 9,6% sur 7 ans (977 Mt CO2e en 2012 à 1 076 Mt CO2e en 2018). Par ailleurs en 2018, la part des émissions du seul CO2 représentait 98% du total de ces émissions GES et le transport maritime représentait 2,89% des émissions anthropiques totales mondiales de CO2 (2,76% en 2012).

Concernant le cas spécifique du transport maritime international (hors transport maritime domestique et pêche), cette édition intègre un nouvel indicateur d’intensité carbone correspondant aux émissions de CO2 par tonne de marchandises sur kilomètre transporté. Sur la période 2012-2018, on dénote une amélioration de l’intensité carbone du transport maritime international dans une fourchette de 21 à 29%. Pour autant, depuis 2014, le rythme d’amélioration s’avère plus lent que la croissance de la demande en transport maritime expliquant la hausse des émissions de GES. Du côté des carburants, le combustible privilégié par le secteur du transport maritime international reste le fioul lourd (79% en 2018) mais la part de gazole et du gaz naturel liquéfié (GNL) est en augmentation. Toutefois, l’augmentation de la part de GNL a également entraîné une augmentation d’environ 150% des émissions de méthane rejeté par la plupart des moteurs fonctionnant avec ce combustible.

Cette nouvelle édition de l’inventaire de l’OMI présente également une projection d’augmentation des émissions de GES de 90 à 130% entre 2008 et 2050. Bien que la crise sanitaire mondiale du Covid ait entraîné une réduction du transport maritime international sur les années 2020 et 2021, elle ne devrait impacter ces estimations que de quelques points de pourcentage.

En complément de ces mesures, l’OMI a amendé l’article VI de la Convention MARPOL instaurant depuis le 1er janvier 2020 l’abaissement de 3,5 à 0,5% de la limitation de la teneur en soufre du fioul lourd. En effet, la combustion du soufre présent dans le fioul rejette dans l’atmosphère des oxydes de soufre à l’origine de pluies acides et de maladies respiratoires chez l’Homme.

En novembre 2020 s’est tenu le 75ème comité de protection de l’environnement du milieu marin (MEPC) de l’OMI. On notera plusieurs amendements à la Convention MARPOL en vue notamment de réhausser les objectifs de réduction de l’indice d’efficacité énergétique des navires neufs ou encore l’approbation d’un compromis sur l’interdiction d’utilisation du fuel lourd comme combustible en Arctique. Le sujet de la création d’un fonds pour la R&D maritime internationale, en vue d’appuyer le développement de technologies bas carbone, a été reporté au prochain comité du fait d’une absence de consensus. Le projet vise à faire payer 2 dollars par tonne de combustible acheté afin de générer 5 milliards de dollars sur dix ans au profit de la R&D technologique, la consommation mondiale de carburant étant évaluée à environ 250 millions de tonnes par an. 

Du côté de l’Union Européenne, la Commission, qui vise la réduction des émissions de GES de 55% d’ici 2030 et la neutralité climatique dans l’UE d’ici 2050, a défini en 2013 une stratégie en trois étapes afin de réduire les émissions de GES dans le secteur du transport maritime. La première étape est la surveillance, la déclaration et la vérification (dit règlement MRV) des émissions de CO2 des navires de gros tonnage faisant escale dans les ports de l’Espace Économique Européen dont les données sont collectées par un système de l’OMI mis en place en 2019. Les étapes suivantes sont la fixation d’objectifs de réduction ainsi que des mesures complémentaires pouvant comprendre des instruments de marché.

Le rapport de l’Union Européenne Sustainable and Smart Mobility Strategy – putting European transport on track for the future, publié en décembre dernier détaille une stratégie de mesures politiques en vue de réduire de 90% les émissions du secteur des transports d’ici 2050 et concentre notamment son effort sur le transport maritime. Un nouveau dispositif intitulé FuelEu Maritime est en cours de développement afin d’offrir au secteur un accès prioritaire à des carburants renouvelables à faible teneur en carbone. Par ailleurs, le rapport confirme la proposition du Parlement issue du Pacte Vert de 2019 d’intégrer les navires faisant escale dans les ports de l’UE dans le système communautaire d’échange de quotas d’émission (SCEQE) d’ici 2022. Cette « bourse du carbone » est l’instrument phare de l’Union Européenne pour réduire les GES. Le principe est simple : des quotas plafonnés d’émissions de GES sont fixés pour les entreprises ; une entreprise qui émet peu peut revendre sur ce marché ses quotas non utilisés ; une entreprise qui émet trop devra acheter des quotas supplémentaires sur le marché. Cela correspond donc à une sorte de taxe sur les entreprises polluantes reversée aux entreprises vertes et proportionnelle à leur niveau d’émission de GES. Le sujet fait évidemment débat auprès des nations disposant de grandes flottes qui pourraient être amenées à devoir débourser des millions d’euros en quotas d’émission.

Quels carburants pour soutenir la transition écologique du transport maritime ?

Bien qu’aucune solution de propulsion bas carbone ne rivalise encore avec l’usage de fuel lourd, les solutions de mix énergétique alliant différentes avancées technologiques sont au cœur de la stratégie de transition écologique du secteur du transport maritime.

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Le Gaz naturel liquéfié (GNL)

La principale alternative bas-carbone dans le domaine des carburants du transport maritime est actuellement la propulsion au Gaz naturel liquéfié (GNL) qui permet en théorie une réduction des émissions de GES de 20%, des émissions d’oxyde de soufre de 100% et d’oxyde d’azote de 80% par rapport à la propulsion au fioul lourd. Quelques armateurs ont déjà fait le choix d’équiper leur navire de moteurs propulsés au GNL. En 2019, l’entreprise française CMA CGM, pionnière dans le domaine, a inauguré le « Jacque Saadé », le plus grand porte-conteneurs au monde propulsé au GNL. Les croisiéristes tels que Costa Croisières, MSC Croisières, Britanny Ferries, Ponant ou Corsica Linea ont également pris le tournant du GNL. 

Toutefois, les investissements nécessaires pour la fabrication d’un porte-conteneurs propulsé au GNL génèrent un surcoût estimé de 10 à 20% en comparaison d’une propulsion classique. De plus, toutes les infrastructures maritimes sont encore loin de disposer des équipements nécessaires au ravitaillement en GNL. Encore une fois pionnier dans le domaine, CMA CGM a inauguré en avril dernier à Dunkerque avec le Jacque Saadé le premier ravitaillement en GNL d’un porte-conteneur en France. CMA-CGM a également développé avec Total le premier site de soutage au GNL en France, au port de Marseille-Fos.

Par ailleurs, bien que les stocks naturels de GNL soient importants et l’énergie peu coûteuse, ce combustible n’en demeure pas moins un combustible fossile aux réserves limitées ; et bien que la combustion du GNL produise moins d’émissions de GES que le fioul, son extraction engendre des émissions de méthane.  Dans le cas du gaz de schiste, l’extraction réalisée par fracturation hydraulique des roches génère en complément des risques de pollution des nappes phréatiques. Ainsi, le GNL est une alternative au fioul pour réduire l’impact du transport maritime sur l’environnement mais ne peut se concevoir comme une solution durable. 

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Les biocarburants

Le développement de biocarburants dans le domaine du transport maritime est encore à ses prémices mais plusieurs projets d’intérêt sont à noter. Le groupe CMA CGM est devenu en 2019 le premier armateur au monde à tester l’utilisation d’un biocarburant marin de deuxième génération pour le soutage de deux de ses porte-conteneurs. Produit par GoodFuels, ce biocarburant est composé à 100% de résidus forestiers et d’huiles usagées et permet une réduction de 80 à 90% des émissions de GES en comparaison d’une propulsion classique. Fin 2019, CMA CGM a également développé un partenariat avec Shell pour l’approvisionnement de sa flotte en carburant composé à 20% de biofuel à base d’huiles de cuisson recyclées et 80% de carburant à faible teneur en soufre.

Autre exemple d’innovation dans le domaine des biocarburants, ExxonMobil et Synthetic Genomics développent depuis 2019 un biocarburant de troisième génération à base d’algues en vue d’un développement commercial au profit du transport routier, aérien et maritime.

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L’ammoniac

L’ammoniac, composé d’azote et d’hydrogène, est connu pour être utilisé dans le secteur de l’agriculture et des réfrigérants. Toutefois, sous sa forme liquide obtenue sous -33°C, il peut également servir de carburant. Sa combustion n’entraîne aucune émission de CO2 mais émet toutefois des oxydes d’azote. Par ailleurs, le procédé de production de l’ammoniac est énergivore et génère des émissions de CO2. En comparaison des autres carburants privilégiés dans le domaine de la transition énergétique du secteur maritime, l’ammoniac génère moins de risque que l’hydrogène lors des opérations de stockage et émet moins de GES que le GNL. Toutefois, l’ammoniac étant peu inflammable, il est nécessaire de le mélanger à un autre carburant fossile (notamment le diesel) pour améliorer son efficacité. 

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L’électricité

La propulsion électrique des navires est également un enjeu d’avenir. Deux types de motorisation font l’objet de développements : le 100% électrique conçu pour les courtes distances en eaux calmes et la motorisation hybride pour les longues distances en courants forts. Tout comme l’hydrogène, l’utilisation de l’électricité ne génère aucun polluant mais sa production, si elle n’est pas issue de sources d’énergies renouvelables ou du nucléaire, peut générer d’énormes quantités de CO2. 

La Norvège est pionnière dans le domaine de la propulsion 100% électrique avec l’inauguration du MF Ampere, premier ferry 100% électrique au monde mise en service en 2015 et l’inauguration début 2021 du plus grand navire 100% électrique au monde, le Basto Electric, un ferry norvégien de 139 mètres doté d’une batterie de 4,3 MWh fournie par Siemens Energy. Selon une étude de Siemens Energy, 7 années sont nécessaires pour compenser l’empreinte carbone générée par la fabrication de ce type de batteries et la conversion des bateaux à la motorisation électrique. Le Japon est également présent sur le spectre de la propulsion électrique avec la mise à l’eau prévue en 2022 du premier navire pétrolier 100% électrique et sera suivi par un deuxième tanker en 2023. 

Le développement de l’électrification généralisée des quais représente par ailleurs une avancée indispensable pour réduire les émissions de GES. La consommation énergétique de carburant carboné est importante en mer mais elle l’est également lors des stationnements des navires en zones portuaires. En moyenne, un paquebot consomme 2000 litres de carburant par heure en navigation et 700 litres par heure à quai. Les navires qui disposent des technologies adaptées peuvent ainsi se raccorder au système électrique et éteindre leurs moteurs auxiliaires. La transition écologique des ports est au cœur du Plan français de relance économique avec un financement à hauteur de 200 millions d’euros.  Le plan régional « Escales zéro fumée » en Côte d’Azur prévoit quant à lui à l’électrification des paquebots à quai dans les ports de Marseille, Toulon et Nice. Plusieurs autres projets sont en cours sur le territoire national.

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L’hydrogène

L’hydrogène est souvent présenté comme une énergie totalement décarbonée et une solution durable pour la transition écologique du secteur des transports. Sa combustion n’entraîne en effet aucune émission de polluant puisqu’elle ne rejette que de l’eau. Toutefois, pour produire de l’hydrogène, il existe deux méthodes : le reformage d’hydrocarbures pour séparer les atomes de carbone et d’hydrogène, et l’électrolyse de l’eau pour séparer l’oxygène et l’hydrogène. Ces deux méthodes sont très gourmandes en énergie. Par ailleurs, la première méthode nécessite l’extraction d’hydrocarbures qui entraîne elle-même des émissions de CO2. L’appellation « hydrogène vert » ne s’applique en fait qu’à l’hydrogène issu de l’électrolyse et généré avec de l’électricité produite elle-même par des sources d’énergie renouvelables ou par le nucléaire.

L’hydrogène vert peut ainsi représenter une solution d’avenir pour la transition écologique du transport maritime. Toutefois, les défis technologiques de transport et de stockage sont pour l’heure très contraignants. En effet, un volume conséquent est nécessaire pour assurer un trajet de longue distance et dans le cas de l’hydrogène liquéfié, le stockage à -250° est nécessaire. Malgré ces défis, plusieurs projets sont en cours de développement basés notamment sur les nouvelles technologies de piles à hydrogène. En 2020, le groupe ABB et Hydrogène de France ont signé un accord pour fabriquer des systèmes de piles à combustible alimentés en hydrogène à l’échelle du mégawatt capables d’alimenter des navires de haute mer en s’appuyant sur une collaboration préexistante avec Ballard Power Systems, premier fournisseur mondial de solutions de piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM). La start-up française NepTech développe également des navires zéro émission propulsés par piles à combustible hydrogène ou un système hybride électrique-hydrogène et va notamment concevoir avec EODev des navires à hydrogène pour les Jeux Olympiques 2024.

A noter que les piles à combustible sont également exploitées dans le domaine du GNL. Le premier paquebot de MSC Croisières propulsé au GNL prévoit ainsi démonstrateur de pile à combustible à oxyde solide alimentée au GNL permettant de réduire de 30% les émissions de GES en comparaison d’un moteur propulsé uniquement au GNL.

Quelles solutions pour l’optimisation énergétique des navires ?

Selon une étude de l’économiste maritime Pierre Cariou, une réduction de la vitesse des navires de 10 à 15% soit 2 nœuds diminuerait de 20 à 30% les émissions de CO2. La navigation à vitesse réduite ou « slow steaming » apparaît aujourd’hui comme la solution la plus simple, efficace et rentable pour réduire la pollution émise par les navires. Toutefois, elle ne peut s’appliquer aux ferries et conteneurs (environ 30% de la flotte mondiale) qui sont soumis à des impératifs horaires mais reste valable pour le restant de la flotte du marché de vrac. Cette solution, défendue par l’armateur français Philippe Louis-Dreyfus, a été soutenue par le président Emmanuel Macron en amont du G7 de Biarritz en 2019 annonçant une coalition avec les transporteurs maritimes pour réduire la vitesse. Elle a été soumise par la France à l’OMI lors du Comité de Protection de l’Environnement Marin (MEPC) 74 de 2019. 

Face à la limite de vitesse se confronte une autre proposition, celle de la limitation de puissance portée par le Japon lors de ce même MEPC 74 qui vise à brider les moteurs des navires de gros tonnage. Cette solution est soutenue par les organisations professionnelles Bimco (Baltic and International Maritime Council qui représente environ 60% du tonnage marchand mondial) et la Chambre internationale de la marine marchande (ICS, qui représente environ 80% du tonnage mondial). Le leader danois du transport conteneurisé Maersk milite également pour cette solution et assimile la limitation de vitesse à une demi-mesure portant atteinte aux développements nécessaires dans le domaine de la propulsion pour générer une rupture technologique.

La force vélique représente également une solution technologique pour l’optimisation énergétique des navires. Plusieurs projets ont émergé tel le porte-conteneur de Neoline équipé de 4200 m2 de voiles offrant une réduction de 80 à 90% des émissions de C02. L’entreprise Airseas, spin-off d’Airbus, a développé un système de propulsion par voile géante automatique sur le système du kitesurf, la Seawing d’une superficie envisagée de 1000m2, et permettant d’économiser 20 à 45 % de carburant par rapport à un système de propulsion classique. Le navire baptisé « Canopée » d’Ariane Group est quant à lui équipé de 4 voiles de 375 m2 chacune et d’un moteur au gaz liquéfié qui permettent une réduction de 30% des émissions de CO2. La force vélique reste pour autant considérée comme une technologie d’appoint en complément d’autres modes de propulsion et adaptée à des navires de taille modeste, bien que de nouveaux projets soient lancés sur des navires de grande taille.

Dans la catégorie des technologies novatrices, l’Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer (Ifremer) en collaboration avec la start-up Blue fins ont développé une nouvelle génération de foil qui utilise l’énergie de la houle pour appuyer la propulsion du navire. Ce système, en forme de nageoire de baleine, permet de réduire jusqu’à 30% la consommation des paquebots et pourrait être commercialisé à partir de 2023.

Les développements technologiques de conception des navires en vue d’améliorer leur efficacité énergétique sont également indispensables pour limiter l’impact de l’industrie maritime sur le climat. Les principales avancées résident dans le perfectionnement des coques pour optimiser la pénétration dans l’eau ou encore des hélices pour maximiser la puissance des moteurs.

Un engagement soutenu des armateurs et des pouvoirs publics français

L’engagement des professionnels de l’industrie du shipping français dans le domaine de la transition écologique est marqué, comme nous avons pu le voir, par des innovations technologiques pionnières dans le domaine de la propulsion ou de l’optimisation énergétique des navires et d’une volonté de coopération ambitieuse.

La charte SAILS (Sustainable Actions for Innovative and Low Impact Shipping) initiée par le Ministère de la Transition écologique et signée par 14 compagnies maritimes françaises en est la démonstration. Elle a pour objectif d’encourager les démarches volontaires des armateurs pour réduire leur impact environnemental en allant au-delà des mesures réglementaires internationales.

Armateurs et pouvoirs publics sont également engagés dans la Coalition pour la Transition Ecologique et Energétique du Maritime (T2EM) créée par le Cluster Maritime Français et lancée en 2019 en partenariat avec l’ADEME et le Ministère de la Mer. Elle vise à définir au sein de la filière maritime des solutions permettant d’atteindre collectivement les objectifs environnementaux en maitrisant les impacts économiques associés. Une plateforme d’aide à la décision pour rapprocher les porteurs de projets de transition écologique et l’offre de financement publique et privée est en cours de déploiement. La mutualisation des efforts de R&D dans le domaine des technologies bas-carbone est également un sujet fondamental. La coalition privée Transition énergétique lancée la CMA CGM représente à ce titre un projet précurseur dans le domaine.

Pour en savoir plus sur la politique française de transition écologique vers l’économie bleue, retrouvez notre article dédié à l’analyse du rapport sur la finance bleue.

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