Cet article fait partie des 112 cas de l’économie bleue.

Cet article fait partie d’une liste de 112 innovations qui façonnent l’économie bleue. Il s’inscrit dans le cadre d’un vaste effort de Gunter Pauli pour stimuler l’esprit d’entreprise, la compétitivité et l’emploi dans les logiciels libres. Pour plus d’informations sur l’origine de ZERI.

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Cas 87 : Le plastique et la pollution

Mar 8, 2013 | 100 Innovations, Autre

Le marché

Les marchés du carbone dans le monde ont été évalués à 98 milliards d’euros en 2011, en hausse de 4 % par rapport à 2010. Le système communautaire d’échange de quotas d’émission (SCEQE), le plus grand marché du carbone au monde, représente une valeur de 76 milliards d’euros. Le volume global des échanges de quotas de l’UE (EUA) a atteint 6 milliards de tonnes l’an dernier, soit une augmentation de 17 % par rapport à 2010. Les prix EUA sont tombés à 6,3 euros la tonne, soit la moitié de leur valeur un an plus tôt. Les réductions d’émissions certifiées (CER) délivrées par l’ONU ont été évaluées l’année dernière à 17,8 milliards d’euros, soit 2 % de moins que 12 mois auparavant. Le marché nord-américain du carbone a également baissé en valeur, passant de 367 millions d’euros à 221 millions d’euros pour 2011. S’il existe un prix pour le carbone dans le cadre des programmes de lutte contre le changement climatique, il existe également un marché pour le dioxyde de carbone purifié (CO2). Le marché du CO2 à usage hospitalier devrait atteindre 292 millions de dollars d’ici 2017. Le plus gros consommateur industriel de CO2 est l’industrie des boissons gazeuses. Le CO2 rend les boissons plus acides, plus savoureuses et le gaz carbonique sert également de conservateur. Comme les boissons contiennent plus de CO2 à basse température qu’à haute température, les fabricants de boissons suggèrent que leurs produits soient servis de préférence très froids, offrant ainsi au client un goût plus fort. Une entreprise comme Pepsi a vendu un milliard de caisses de cola pétillant l’an dernier, consommant environ 160 000 tonnes de CO2 pur. Dans le monde entier, plus d’un million de tonnes de CO2 sont pompées dans des boissons gazeuses qui sont toutes rejetées dans l’environnement. Le coût du CO2 pur livré liquéfié à l’usine peut atteindre 2€/kg. Les tentatives visant à relier le niveau élevé des émissions provenant de l’énergie et de l’industrie en brûlant des combustibles fossiles à cette demande industrielle ont d’abord été accueillies avec enthousiasme par toutes les parties, jusqu’à ce que des problèmes de contrôle de la qualité obligent l’industrie à se retirer du recyclage du CO2 à faible concentration provenant des procédés énergétiques, industriels et agricoles comme la fabrication du magnésium à partir de dolomite ou de la combustion de chaux pour le ciment. La disparition de cette opportunité d’acheminer un million de tonnes de CO2 de l’environnement vers l’industrie, a d’autre part offert de nouvelles opportunités de croissance aux entreprises gazières traditionnelles comme Air Liquide, le plus grand fournisseur du secteur avec près de 5 milliards d’euros de chiffre d’affaires.

L’innovation

L’utilisation du CO2 comme sous-produit des procédés industriels et agricoles nécessite une percée majeure puisque la découverte de gaz carbonique contaminé dans les boissons Coca-Cola en Belgique a provoqué une remise en cause du contrôle qualité des grandes entreprises. Considérant que de nombreuses entreprises sont prêtes à entreprendre la concentration et la purification de CO2 de qualité alimentaire, la gestion de la chaîne d’approvisionnement des multinationales préfère opter pour l’extraction du gaz issu de la production d’hydrogène ou d’ammoniac à partir du gaz naturel ou du charbon, et récemment de la fermentation de la canne à sucre en éthanol. Le maïs à l’éthanol libère également d’importants volumes de CO2, le récupérant de plus en plus pour une utilisation industrielle. Malheureusement, le maïs comme combustible et source de gaz carbonique entre en concurrence avec les aliments. Par conséquent, même lorsque les matières premières proviennent d’une source biologique, elles ne peuvent être considérées comme durables. Geoffrey Coates est né à Evansville, en Indiana. Il a obtenu un diplôme en chimie du Wabash College (Indiana) et un diplôme en chimie inorganique de l’Université Stanford (Californie) en 1994. Il a entrepris un post-doctorat au California Institute of Technology. Depuis 1997, Geoff est membre de la faculté de l’Université Cornell. Il s’est construit une carrière académique en tant que leader dans le domaine de la synthèse des polymères avec un accent particulier sur les transformations catalytiques. Il a observé que la source prédominante de carbone pour environ 30 000 composés chimiques est produite dans le monde entier à partir d’un ensemble de base d’environ 300 intermédiaires chimiques. Au bout du compte, presque toutes ces molécules intermédiaires proviennent de combustibles fossiles. Geoff était intéressé à trouver de nouvelles voies pour transformer les ressources bio-renouvelables en polymères. Il s’est rendu compte que la clé du succès n’est pas la disponibilité des matières premières, mais plutôt l’identification des catalyseurs qui présentent la réactivité nécessaire à la polymérisation du CO2. Le dioxyde de carbone est une matière première idéale car il est abondant, peu coûteux, peu toxique et ininflammable. Geoff a observé que la nature utilise le CO2 pour produire plus de 200 milliards de tonnes de glucose par photosynthèse chaque année, mais les chimistes n’avaient jusqu’à récemment guère réussi à développer un procédé qui exploite cette matière première attrayante. Geoff et son équipe ont mis au point des catalyseurs à base de zinc et de cobalt qui transforment le CO2 dans des conditions douces en une matière première intermédiaire pour les produits chimiques. La possibilité de récupérer les catalyseurs à base de zinc et de cobalt est un défi qu’il reste encore à relever pour en faire une exploitation en circuit fermé qui n’augmente pas notre dépendance déjà excessive à l’exploitation minière. Geoff a mis sur pied une solide équipe de recherche à l’Université de Cornell. Toutefois, la portée et la profondeur de ces catalyseurs, ainsi que la nécessité d’adopter cette approche novatrice pour les polymères, depuis les gaz à effet de serre jusqu’à leur commercialisation, exigeaient une attention particulière. Il a ensuite créé Novomer (nouveaux polymères) sur la base d’une licence exclusive des brevets de catalyseurs de Cornell, et a mobilisé 6,6 millions de dollars d’investissements, y compris de DSM, le groupe chimique néerlandais. C’était un partenaire idéal dans la recherche d’innovations puisque la direction a décidé que 50 % de toutes ses ventes totales proviendront des écoproduits d’ici 2015. Physics Ventures, le fonds dérivé d’Unilever, a égalé l’investissement du groupe DSM.

Le premier flux de trésorerie

L’équipe Novomer a transféré avec succès la technologie des catalyseurs du laboratoire à l’échelle de démonstration et développe actuellement la capacité de production commerciale par lots et en continu à grande échelle. Le portefeuille d’opportunités est si vaste que les développeurs de produits testent les polymères à base de CO2 dans un large éventail d’applications, notamment les thermoplastiques, les liants, l’électronique, les revêtements, les surfactants et les mousses. La possibilité de remplacer les bouteilles moulées par soufflage a non seulement attiré l’attention de DSM, mais aussi celle d’Unilever, l’un des plus grands consommateurs mondiaux de plastiques. Les essais effectués par Unilever et sa déclaration d’intérêt pour cette nouvelle façon de transformer la pollution en plastique ont permis à Novomer d’obtenir une subvention de 18,4 millions de dollars du département de l’Énergie des États-Unis pour poursuivre cette voie de commercialisation. La production d’essai de films minces extrudés a constitué un autre élément de l’effort global pour que les emballages soient produits à partir de la pollution. Geoff et son équipe ont eu la marge de manœuvre financière nécessaire pour que les produits et les processus de production se déroulent correctement.

L’opportunité

Unilever voit un grand avantage à produire des emballages dont les coûts sont compétitifs sans subventions, taxes sur le carbone ou système de plafonnement et d’échange. Ce n’est pas parce que l’entreprise est contre, que l’avenir de ces décisions politiques est incertain et que les entreprises ne peuvent donc pas compter sur l’innovation comme option stratégique lorsque sa foi finale est déterminée par la politique et les accords internationaux. Le Novomer possède une technologie de plate-forme qui va au-delà de l’emballage. Il pourrait redéfinir des centaines de produits aussi divers que les couches ou les peintures. Aujourd’hui, nous voyons les possibilités de combiner des grappes de technologies sur cette plateforme innovatrice, stimulées par cette nouvelle compréhension des catalyseurs. La concurrence sur le marché sans subventions, la transformation des déchets en ressource, et peut-être même être payé pour les sortir de l’air, sont des caractéristiques typiques qui renforcent la proposition de l’économie bleue.

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