Y-a-t-il un lien entre la baisse des émissions de SO2 des navires et les hausses de températures en Atlantique Nord ?
Le 3 juillet 2023 a été publié un article du site spécialisé Carbon Brief, repris par le World Economic Forum, écrit par les chercheurs Zeke Hausfather et Piers Forster, qui s’intéresse à l’impact des réductions d’émissions de SO2 des navires sur le réchauffement climatique. Le 1er août 2023, un communiqué de l’agence européenne Copernicus (programme de l’UE pour l’observation et la surveillance de la Terre) a aussi publié un communiqué sur cette question.
La mise en place par l’OMI de la limitation de la teneur en soufre des combustibles du maritime
Le 1er janvier 2020, une nouvelle limite de la teneur en soufre des combustibles à usage maritime (dits de soutes maritimes) est entrée en vigueur. Ainsi, depuis cette date, la limite de la teneur en soufre des combustibles utilisés à bord des navires exploités en dehors des zones de contrôle des émissions (ECA – voir encadré ci-dessous) est abaissée de 3,5% à 0,5% en masse (soit une réduction d’un facteur 7). Cette nouvelle limite, dite OMI 2020, est obligatoire au niveau mondial (lire notre article). Le principal type de combustible de soute utilisé par les navires est un fuel-oil lourd, obtenu à partir de résidus provenant de la distillation du pétrole brut. Le pétrole brut contient du soufre qui, après combustion dans le moteur, se retrouve dans les émissions du navire, majoritairement sous forme de SO2.
Contexte
L’annexe VI de la Convention MARPOL (Convention internationale pour la prévention de la pollution des navires 73/78, adoptée en 1997 sous l’égide de l’Organisation Maritime Internationale, OMI) établit notamment des limites pour les émissions de SOx et de NOx provenant des gaz d’échappement des navires.
Cette annexe VI a été révisée en 2008 (par des amendements adoptés par le Comité de protection du milieu marin (MEPC), organe technique de l’OMI, lors de sa 58e session en 2008, dite MEPC-58)(1) et est entrée en vigueur le 1er juillet 2010. Elle a introduit une réduction par palier de la teneur en soufre maximale mondiale, pour le combustible à usage maritime, de 4,5% en masse (45 000 parties par million ou ppm) à 3,5% (35 000 ppm) depuis le 1er janvier 2012, pour atteindre progressivement 0,5% (5 000 ppm) au 1er janvier 2020.
Cette révision prévoyait toutefois la réalisation, au plus tard en 2018, d’une étude de faisabilité afin de déterminer la disponibilité des combustibles à faible teneur en soufre nécessaires pour respecter ce plafond à l’échéance de 2020. En cas de conclusions négatives, cette échéance devait être reportée au 1er janvier 2025. Le réexamen a été effectué en 2016 et les résultats, soumis à la 70e session du MEPC (MEPC-70, 24-28 octobre 2016), ont montré que des quantités suffisantes de combustibles conformes seraient disponibles d’ici 2020 (voir fiche d’information de l’OMI). Par conséquent, les 171 Etats membres de l’OMI, réunis à la MEPC-70 (lire notre article sur ce sujet), sont parvenus à un consensus pour confirmer l’entrée en vigueur du plafonnement de la teneur en soufre des combustibles à usage maritime à 0,5% au 1er janvier 2020.
Par ailleurs, l’annexe VI de la Convention MARPOL 73/78 prévoit la création de zones spéciales de contrôle des émissions (zones ECA [Emissions Control Areas]) où la surveillance des émissions de SOx et/ou de NOx doit être plus rigoureuse et où des normes d’émission plus sévères sont imposées aux navires. Dans ces zones, la teneur en soufre du combustible utilisé par les navires ne devait pas dépasser 1% en masse (10 000 ppm) entre le 1er janvier 2010 (1,5% avant la révision de l’annexe VI en 2008) et le 31 décembre 2014. La valeur de 1% a été ramenée à 0,1% au 1er janvier 2015.
A défaut, les navires doivent s’équiper d’un dispositif de traitement des gaz d’échappement (laveur de fumées) pour limiter les émissions de SOx.
Quant aux NOx, dans les zones NECA, les navires neufs (ou remotorisés à neuf) doivent passer à la norme de motorisation Tier III (réduction de 80% des émissions de NOx par rapport au niveau de référence de 2000). En dehors des NECA, les navires construits après 2000 ou 2011 doivent répondre aux normes Tier I et II, respectivement.
A ce jour, quatre zones ECA (SOx et NOx) ont été désignées :
– la mer Baltique,
– la mer du Nord (dont la Manche),
– l’Amérique du Nord,
– la mer Caraïbe.
Par ailleurs, une stratégie régionale pour la prévention et la lutte contre la pollution maritime provenant des navires, adoptée par les pays méditerranéens (en février 2016 par la 19e réunion des Parties à la Convention de Barcelone sur la protection du littoral et de la Méditerranée) prévoyait notamment la possibilité de faire reconnaître la mer Méditerranée en tout ou partie comme une ECA (voir stratégie, section 4.15, p.302). Elle sera effective en 2025.
A noter enfin que le Citepa a participé à la réalisation d’une étude de faisabilité technique de la mise en place d’une zone de réduction des émissions de NOX et/ou de SOX des navires (ECA) en Méditerranée. Cette zone géographique a été choisie puisque le trafic maritime y est important et que les pays riverains présentent une densité de population forte et en hausse. Les enjeux de santé et d’environnement y sont donc importants (lire notre article sur ce sujet).
D’après les estimations de l’OMI de 2020, la mise en œuvre de la nouvelle limite de 0,5% devrait conduire à une baisse de 77% des émissions mondiales de SOX provenant des navires sur la période 2020-2025, soit l’équivalent d’une réduction annuelle d’environ 8,5 Mt SOX.
A noter que des objectifs sur les teneurs en soufre des navires ont aussi été fixés au niveau de l’UE par la Directive n° 2016/802/UE. Lire notre brève.
La baisse des émissions de SO2 associée à cette mesure
Les émissions de SOX, ou oxydes de soufre, rassemblent les émissions de SO2 et de SO3 et sont exprimées en équivalent SO2. D’après les données estimées par l’European Maritime Safety Agency (EMSA), et disponibles sur la plateforme de l’Agence européenne pour l’environnement (AEE), les émissions de SOX des navires dans l’UE et les mers adjacentes ont connu une très forte diminution en 2020, au moment de l’application de cette limite de l’OMI. Les émissions mensuelles moyennes sont ainsi passées, dans l’UE, d’environ 130 kg SOX/mois entre 2014 et 2019 à moins de 30 kg SOX/mois en 2020, soit une réduction d’environ 77%, comme le prévoyait l’OMI en 2020.
Emissions mensuelles de NOX dans l’UE et certaines zones maritimes. EEA, 2022.
L’effet refroidissant des émissions de SO2
Les oxydes de soufre ont indirectement une action de refroidissement climatique car ils servent de noyaux de nucléation à des aérosols dont l’albédo est assez élevé. Les aérosols, en diffusant, réfléchissant ou absorbant la lumière du soleil, réduisent la quantité de rayonnement solaire atteignant les couches inférieures de l’atmosphère. Le SO2 peut donc avoir un effet indirect refroidissant. Le Giec considère qu’il y a certes « des preuves solides indiquant un effet négatif significatif des aérosols sur le forçage radiatif » [autrement dit un effet refroidissant] mais qu’il reste « des incertitudes considérables » (source : Giec, AR6, WG1, Ch.7, section 7.3.3.4). Il est donc possible que, pendant des années, les aérosols soufrés engendrés par les émissions de SO2 des navires aient atténué une partie du réchauffement climatique induit par les émissions de gaz à effet de serre par ailleurs. La réduction drastique des émissions de SO2 associée à la mesure dite OMI-2020 aurait alors pu réduire cet effet de refroidissement et donc donner un effet d’accélération au réchauffement, en particulier en Atlantique Nord.
La chute des émissions de SO2 a-t-elle entraîné une accélération du réchauffement de l’Atlantique Nord ?
Durant l’été 2023, des records de température ont été mesurés dans toute l’Europe de l’Ouest et du Nord. Les températures à la surface des océans ont aussi connu un record dès mai 2023, en particulier dans l’Atlantique Nord-Est, au large de l’Europe (lire notre article).
Dans l’article du Carbon Brief, les chercheurs Zeke Hausfather et Piers Forster font le lien entre cette hausse rapide des températures de surface de l’océan au niveau de l’Atlantique Nord-Est et la réduction rapide des émissions de SO2 qui avaient un effet refroidissant. Selon leurs estimations, l’effet de la mise en œuvre de la mesure OMI-2020 pourrait entraîner un réchauffement supplémentaire des températures moyennes mondiales de +0,05°C d’ici 2050.
Selon le communiqué de Copernicus, émanant des services Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) et Copernicus Climate Change Service (C3S), il est encore trop tôt pour attribuer ce réchauffement exceptionnel à cette réduction des émissions de SO2. En effet, selon leur analyse, plusieurs autres facteurs ont probablement aussi pu contribuer à ce phénomène, et notamment :
- une baisse inhabituelle de la présence de sables du Sahara dans l’atmosphère et une hausse des aérosols issus des feux de forêts canadiens. Ces deux phénomènes ont entraîné des anomalies dans les niveaux habituels d’aérosols d’une ampleur plus importante encore que les changements de niveaux de SO2 liés aux émissions des navires ;
- l’affaiblissement de l’anticyclone des Açores ;
- le phénomène « El Niño» ;
- l’éruption massive d’un volcan sous-marin dans le Pacifique Sud.
Les experts de Copernicus indiquent que le rôle du SO2 dans le changement climatique fait l’objet de débats depuis longtemps, et qu’il n’y a pas encore de consensus clair. Ils rappellent cependant que, d’après les travaux de chercheurs chinois publiés en 2022, le transport maritime international ne serait responsable que d’environ 3,5% des émissions mondiales de SO2.