Better way story

Du GNL au e-méthane, une solution efficace dès aujourd’hui pour préparer l’avenir

Temps de lecture : 11 min

Limiter le réchauffement climatique et réduire les émissions du transport maritime. Une responsabilité XXL quand on sait que le transport maritime assure près de 90 % du transport international de marchandises. Alors, il faut agir maintenant et sans attendre. Agir en combinant les solutions opérationnelles existantes avec une stratégie ambitieuse à long terme pour penser et développer les technologies et les carburants propres de demain. Comment transformons-nous jour après jour notre industrie pour créer un commerce international plus responsable ? Réponses.

#1 Des solutions concrètes à court, moyen et long terme avec un objectif : la neutralité carbone

Pour développer à brève échéance les alternatives aux énergies fossiles dans l’industrie du transport maritime et de la logistique, la vision de Rodolphe Saadé, PDG du Groupe CMA CGM est claire :

« Face aux enjeux auxquels le monde est confronté, nous devons accélérer la transition énergétique et apporter des solutions concrètes à court, moyen et long terme ». 

Une feuille de route pragmatique et coordonnée

Une feuille de route pragmatique et coordonnée

Pour atteindre notre objectif de Net zéro carbone en 2050, l’ensemble des collaborateurs du Groupe suivent une feuille de route qui se décline sur 4 axes, avec une mise en œuvre pragmatique et coordonnée :

  • L’amélioration continue, à travers une politique ambitieuse de R&D, de l’efficacité énergétique de nos navires.
  • L’optimisation de nos opérations de transport et de logistique, notamment via l’exploitation des données et de l’intelligence artificielle ainsi que l’amélioration de l’hydrodynamisme des navires et l’optimisation des routes et des vitesses.
  • Le choix d’une solution opérationnelle vers la transition avec une flotte de navires propulsés au gaz.
  • Le développement d’une chaine d’approvisionnement pour les nouvelles énergies zéro carbone. Avec un objectif intermédiaire : que les carburants alternatifs représentent au moins 10 % de notre mix énergétique d’ici 2023.

Tirer parti du GNL aujourd’hui pour construire un avenir zéro carbone

L’impact environnemental du transport maritime ne représente aujourd’hui qu’entre 2 et 3% des rejets de gaz à effet de serre émis dans le monde, bien qu’il assure 90% des échanges de marchandises dans le monde. C’est aujourd’hui le mode de transport le moins émetteur de CO2 à la tonne de marchandise transportée, parmi tous les modes de transport de marchandises. Comment alors préserver notre capacité à fluidifier le commerce international en constante progression, tout en réduisant les externalités négatives de notre activité ?


Nous avons fait le choix d’opérer une transition avec le Gaz Naturel Liquéfié (GNL). Pourquoi ? Le GNL est la meilleure solution actuellement disponible pour réduire l’impact environnemental du transport maritime. Le GNL a un impact très positif sur la qualité de l’air : suppression de 91 % des émissions de particules fines et diminution de 99 % des émissions d’oxydes de soufre (allant au-delà des réglementations internationales en vigueur) et 92 % des émissions d’oxydes d’azote. C’est également une énergie disponible qui marque un premier virage concret en faveur de la transition énergétique. Ce combustible présente en effet une première étape dans la réduction des émissions de gaz à effet de serre, par rapport au VLSFO (Very Low Sulphur Fuel Oil) utilisée majoritairement par l’industrie du transport maritime pour réduire les émissions de d’oxydes de soufre.

Mais, se satisfaire de ces performances ne suffira pas à répondre aux enjeux climatiques. Grâce à de nouvelles technologies qui sont déjà à notre portée, nous sommes en mesure d’accroitre encore la performance environnementale du GNL à très court terme. Les avancées techniques que nous développons, comme, par exemple les systèmes de gestion de l’énergie intelligents embarqués, vont nous permettre des gains à court terme de l’ordre de 20% supplémentaires en matière d’émissions de gaz à effet de serre.

Par ailleurs, les navires du Groupe propulsés au GNL peuvent d’ores-et-déjà fonctionner au biométhane et au méthane de synthèse (e-methane) pour réduire encore plus fortement les émissions de gaz à effet de serre.

Le biométhane, produit à partir de méthanisation à la ferme ou de récupération direct des gaz de décharge, permet de réduire d’encore au moins 67% les émissions de gaz à effet de serre. Nous avons récemment lancé le 1er projet français de production de bio-GNL, porté au sein de la Coalition pour l’énergie de demain, et incorporons des quantités croissantes de biométhane dans notre mix énergétique.

Le e-méthane, produit à partir d’hydrogène décarboné et de CO2 capturé, permet des réductions d’émissions encore plus importantes (potentiellement neutre en carbone), et est déjà à portée de vue.

Cette flotte de navires « biométhane & e-méthane ready » est composée à ce jour de 20 navires déjà en service et comptera 44 navires d’ici 2024

Biomethane, the non-fossil energy for a carbon-neutral shipping

En 2020, la flotte de navires CMA CGM a réduit ses émissions de CO2 de 4 % par rapport à 2019. Cette performance confirme la tendance de l’année précédente (-6 % en 2019). Depuis 2008, le Groupe a réduit ses émissions de CO2 de 49 % (par EVP-KM), atteignant en avance l’objectif volontaire qu’il s’était fixé de -50 % à 2030. Les émissions de CO2 par conteneur transporté ont quant à elles diminué de 2,5 % par rapport à 2019, s’établissant à 1,12 tonne de CO2/ EVP transporté.

#2 Une nouvelle génération de navires propulsés au gaz pour accélérer la transition énergétique

Des recherches actives sont actuellement menées sur de nouvelles sources d'énergie pour alimenter les navires du futur, telles que le biométhane, l'hydrogène et le biocarburant. Bien qu'elles soient très prometteuses, et même déjà utilisées, ces sources d'énergie ne sont pas encore disponibles à une échelle suffisamment large.

C'est pourquoi nous avons décidé d'utiliser dès à présent le GNL, qui présente l'énorme avantage d'un déploiement immédiat, avec des bénéfices majeurs pour l'environnement : une démarche pionnière dans le monde du transport maritime ! En septembre 2020, nous avons lancé le CMA CGM JACQUES SAADE, le premier porte-conteneurs de 23 000 EVP (équivalent vingt pieds) au monde alimenté au GNL. D'ici 2024, la flotte du Groupe CMA CGM comptera 44 navires fonctionnant au GNL. A l'heure actuelle, 20 de ces navires GNL desservent déjà nos principaux marchés en Europe, aux Etats-Unis et en Asie.

  • 9 navires de 23 000 EVP, en service entre l’Asie et l’Europe ;
  • 6 navires de 1 400 EVP desservent la zone intraeuropéenne
  • 5 navires de 15 000 EVP affrétés par le Groupe. 


Il s’agit de la plus grande flotte de porte-conteneurs fonctionnant au GNL au monde. Et pour servir nos clients tout au long de la chaîne d'approvisionnement, nous exploitons aussi le GNL pour le transport terrestre comme carburants d’une flotte de camions utilisés par notre filiale Containerships.

Le GNL c’est quoi ?

Comme son nom l’indique, le Gaz Naturel Liquéfié (GNL) désigne le gaz naturel sous sa forme liquide. Cet état est atteint lorsque le gaz est refroidi à une température d’environ -161°C.

C’est un liquide inodore, sans couleur, non corrosif et non toxique. Saviez-vous qu’à l’état liquide, le gaz naturel prend 600 fois moins de place qu’à l’état gazeux ?

EN SAVOIR PLUS SUR LE GNL
#3 GNL, bio et e. méthane, des énergies de demain pour le transport maritime ?

#3 GNL, bio et e. méthane, des énergies de demain pour le transport maritime ?

La nouvelle génération de navires propulsés au GNL apporte une solution concrète et applicable immédiatement dans la réduction des émissions de CO2. Comment est née cette réflexion chez CMA CGM ? Comment conditionne-t-elle le développement des solutions futures ? Réponses avec Farid Trad, Vice President Bunkering and Energy Transition

 

Farid Trad : Le sujet du GNL démarre dès 2009. À l’origine, les choix techniques visaient à préserver la qualité de l’air en réduisant les émissions de particules fines, les émissions de soufre et des oxydes d’azote par les bateaux propulsés aux hydrocarbures.

Ce travail de Recherche & Innovation s’est ensuite concrétisé en réalité opérationnelle pour répondre aux nouvelles règles de l’OMI fixées pour 2020.

Cette règlementation nous a posé alors question : si nous parvenions à réduire les émissions en SOx (oxydes d’azote), le gain sur les émissions de CO2 restait encore trop faible. À la suite des travaux de l’UE sur les autoroutes de la mer, Rodolphe Saadé, PDG du Groupe CMA, a alors décidé de renforcer nos recherches sur la réduction de l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre, au-delà du cadre de la règlementation.

Pourquoi basculement vers le GNL et pas d’autres énergies ?

Farid TRAD:Tout d’abord, il faut savoir que nous regardons toutes les alternatives : hydrogène, ammoniac, vélique… Nous menons en permanence des partenariats, avec par exemple Energy Observer pour l’hydrogène ou la startup Syroco pour la propulsion à la voile, qui nous permettent d’enrichir nos réflexions et d’opérer les choix qui nous paraissent les plus pertinents à court comme à long terme. Nous avons une réflexion sur l’énergie dans son ensemble.

On s’intéresse bien sûr à l’hydrogène, pour deux raisons : c’est un vecteur énergétique permettant de produire des carburants de synthèse (comme le e-methane) et il peut aussi être utilisé directement pour la propulsion des navires.

Utiliser directement l’hydrogène sur un navire prend cependant énormément de place à bord, par rapport à la marchandise, ce qui rend compliquée cette utilisation pour le transport longue distance de conteneurs. Autre contrainte opérationnelle, la durée maximale de stockage de cette énergie est de 16 jours, alors qu’un navire GNL est capable de naviguer pendant plus de 90 jours avec un plein de GNL. Enfin, aujourd’hui plus de 90% de l’hydrogène mondial est carboné, car fabriqué à partir de gaz et de pétrole. Faire un navire à hydrogène aujourd’hui reviendrait à émettre 3 fois plus qu’un navire diesel.

L’hydrogène, s’il n’est pas actuellement retenu pour propulser les navires, reste clé car à l’origine du processus de fabrication de nombreux carburants de synthèse : e-methane, e-methanol ou encore e-ammoniac. Il est également à l’étude pour le reste de notre activité, comme pour alimenter les reefers (conteneurs réfrigérés) sur nos terminaux ou faire rouler nos camions, comme c’est actuellement le cas dans un projet que nous menons avec un de nos clients de la grande distribution.

L’e-ammoniac, produit à partir d’hydrogène et d’azote, est plus accessible en termes de technologies, moins volumineux à bord des navires, mais présente des risques en termes de sécurité très importants : la molécule est particulièrement toxique pour les hommes, la cargaison et l’environnement, et est corrosive. Il risque de se passer également longtemps avant que les navires à l’ammoniac résolvent leur problème d’émission de gaz à effet de serre. Par exemple, la combustion de l’ammoniac crée du N2O, un très puissant gaz à effet de serre, qui a un PRG (pouvoir de réchauffement global) de 300, alors que celui du méthane est de 30.

Le e-méthanol, produit à partir d’hydrogène et de CO2, est aussi une molécule intéressante. Elle cumule néanmoins plusieurs inconvénients : perte de volume (efficacité énergétique moindre), absence de réseau de distribution existant à grande échelle pour le moment, toxicité moyenne.

La motorisation dual-fuel au GNL est une voie industrielle pragmatique, avec une énergie immédiatement disponible, en quantité suffisante, avec une infrastructure de transport et de distribution existante. Le GNL permet de réduire dès à présent les émissions de CO2, avec une réduction renforcée grâce à l’incorporation de biométhane. C’est un avantage considérable dans la lutte contre le réchauffement climatique qui ne nécessite pas seulement d’atteindre la neutralité carbone en 2050 mais de réduire dès aujourd’hui les émissions afin d’avoir un total d’émissions d’ici 2050 le plus faible possible.  A terme, le GNL pourra être remplacé dans ces navires par du e-méthane, dans le but d’atteindre notre objectif de neutralité carbone d’ici 2050. Ce e-methane pourrait même être produit à partir du CO2 capté sur les navires.

 

Comment fonctionne cette valorisation du carbone émis ?

Farid TRAD: Tout l’enjeu du GNL est de décarboner la molécule. Un projet que nous étudions est de capter le carbone émis lors de la combustion du GNL, et grâce à un design ingénieux de former une boucle vertueuse dans la production de l’énergie. Si on capture le carbone que l’on fait réagir avec de l’hydrogène on peut refabriquer du méthane. Si l’hydrogène a été produit de manière décarboné, on appelle ce méthane du e-methane, neutre en carbone.

Capturer du carbone sur un navire fonctionnant au fioul serait complexe car il faudrait apporter de l’énergie pour refroidir le carbone afin de le conserver à l’état liquide à -50°C. Il faudrait également nettoyer les fumées et donc créer des déchets supplémentaires.

Sur un navire au gaz, les fumées sont très propres car comportant peu de particules, et le refroidissement n’est pas un problème puisque le GNL est stocké à -161°C. D’un point de vue thermodynamique c’est un cercle vertueux car le moteur va nous permettre d’avoir la même quantité de méthane à réchauffer que de CO2 à refroidir, formant un cycle du carbone très efficace.

Pour produire de l’hydrogène décarboné, en grande quantité et à un prix compétitif, on peut se tourner vers les pays où la ressource d’énergie renouvelable est la plus importante (par exemple là où l’ensoleillement est le plus important). puis l’exporter sous forme de méthane. Finalement on se sert du CO2 comme vecteur de transport de l’hydrogène. L’hydrogène est utilisé sous la forme de méthane, on capte le CO2 émis, que l’on renvoie pour refaire à nouveau du méthane.

A l’échelle industrielle on gagne des dizaines d’années !

image explaining visually how is the carbon emitted recovered
Cette solution nécessite de bouleverser toute une filière ?

Cette solution nécessite de bouleverser toute une filière ?

Farid TRAD: Au contraire, faire le choix du e-méthane après celui du GNL et du biométhane, permet de ne pas avoir à recréer tout un nouvel outil industriel de production et de transport du carburant. En effet, nos investissements industriels pour la production et l’acheminement de e-méthane se situent sur des zones dans lesquelles du méthane était déjà exploité. Nous pouvons donc réutiliser ces infrastructures industrielles auxquelles il nous suffit d’ajouter un approvisionnement en CO2 (puisque le e-méthane est produit à partir de CO2). Cela repose sur des techniques plus simples et moins onéreuses.

Avec le captage du CO2 sur nos navires, nous rejoignons un mouvement industriel d’ampleur qui va largement au-delà du maritime puisque cela concerne la cimenterie, la sidérurgie, etc.

Le CO2 capté sous forme liquide peut être déchargé dans plusieurs ports, ce qui permet de décarboner les navires au fil de l’eau et correspond aux objectifs de l’OMI.

Nous tenons compte également de la problématique des fuites de méthane puisqu’aujourd’hui les designs de tous nos prochains navires sont faits pour les réduire très significativement voire les supprimer.
 

EN SAVOIR PLUS SUR COMMENT NOUS AGISSONS POUR LA PLANETE

#4 Mobiliser tous les acteurs : Le premier projet de production de bio méthane dans un port français soutenu par la Coalition pour l’énergie de demain

Towards Net Zero Carbon Shipping

Créée fin 2019 à l'initiative de Rodolphe Saadé, la Coalition pour l'énergie de demain met fin à une approche en silo, par filière et par métier pour agir ensemble sur l’accélération du développement des futures sources d’énergies et des technologies d’avenir pour un transport et une logistique moins carbonés et plus compétitifs.

17 entreprises internationales embarquées dans la Coalition

Autour de CMA CGM, on retrouve notamment Amazon Web Services, Engie, Faurecia, Michelin, Schneider Electric, Total, Wärtsilä, Carrefour, Crédit Agricole, Kuehne+Nagel Group, Rolls-Royce et Air liquide. En mettant en commun nos forces et nos R&D respectives, nous posons une vision commune à travers cette coalition sans frontières. Et nous nous donnons réellement les moyens d’atteindre une réduction massive des émissions de gaz à effet de serre d’ici à 2050.

 

La Coalition accélère son engagement à travers sept premiers projets concrets :

>Production d'énergie décarbonée :

- Hydrogène vert,  

-  Biocarburants,

- E-méthane,

- Electricité verte,

 

> Innovation : Véhicules zéro émission,

>Management énergétique du transport et de la logistique :

- Eco-calculateur de la chaine de transport

- Plateformes multimodales écologiques.
 

The Coalition for the Energy of the Future launches the feasibility study of its first major project and welcomes three new members

Une unité française de production de biométhane liquéfié

Parmi ces projets, le Grand Port de Marseille-Fos se prépare à accueillir une unité de production de bio-GNL. Le Bio-GNL correspond à du biométhane liquéfié. La différence avec le GNL classique ? La provenance du méthane issue de la valorisation de la portion biodégradable des déchets ménagers du territoire Marseille Provence. Le projet forme un système circulaire et permet de réduire les polluants atmosphériques locaux (oxydes d'azote, oxydes de soufre et particules fines), d'améliorer la qualité de l'air et la qualité de vie des habitants de la région, et d'accompagner la transition énergétique du transport maritime. Un exemple vertueux d’économie circulaire où les déchets des uns peuvent devenir les solutions des autres.

L’étude de faisabilité est lancée, autour du groupe CMA CGM, EveRé, la station de traitement des déchets ménagers multi-procédés de la métropole Aix-Marseille-Provence, Elengy, filiale d'Engie, exploitant des terminaux de gaz naturel liquéfié (GNL) à Fos-sur-Mer et Total Énergies, entreprise mondiale multi-énergies.

L’usage massif de ce carburant alternatif constituerait une étape importante vers la décarbonation des services maritimes au départ du Port marseillais et s’intègre parfaitement dans l'écosystème local. En effet, il bénéficie des infrastructures du Grand Port Maritime déjà existantes : l'unité de méthanisation des déchets d'EveRé, les terminaux méthaniers d'Elengy, qui serviront au stockage et livraison du BioLNG, le navire avitailleur de Total Énergies qui sera implanté au port de Marseille dès janvier 2022. L’utilisation du BioGNL sur nos navires déployés sur notre flotte, pourra réduire d’au moins 67 % les émissions de gaz à effet de serre dans la chaîne de valeur complète « well-to-wake » (du puits à l’hélice). Et jusqu'à 88 % à l'échelle du navire « tank-to-wake » (du réservoir à l’hélice), par rapport au VLSFO, carburant le plus largement utilisé aujourd’hui par l’industrie du transport maritime de marchandises.

Atteindre la neutralité carbone, ce sera donc pour le Groupe d’agir avec une large palette de partenaires au développement d’une filière capable de répondre aux besoins de notre industrie, mais aussi probablement aux besoins de nos économies dans leur globalité.

Le Groupe CMA CGM et ENGIE ont annoncé un partenariat stratégique et industriel pour la décarbonation du transport maritime.

En novembre 2021, nos deux groupes se sont engagés autour de projets concrets visant à accélérer la transition énergétique du transport maritime :

L'ambition est d'assurer le développement d'une filière de production et de distribution de méthanes de synthèse et de BioGNL à grande échelle dont le transport maritime pourra bénéficier.

Un premier projet de production de biométhane liquéfié (BioGNL) dédié au transport maritime, a déjà été lancé au sein du Grand Port Maritime de Marseille par les deux groupes en partenariat avec la Métropole Aix-Marseille-Provence et TotalEnergies.

D’autres projets industriels de production de méthanes de synthèse, portés par ENGIE et pour lesquels CMA CGM pourra investir notamment sous la forme d’engagements d’achat pluriannuels, sont en préparation à partir de différentes technologies (pyrogazéification et méthanation à partir d’hydrogène vert et de CO2 capté).

Ce partenariat permet la mise en commun d’expertises en matière de R&D afin de développer les énergies de demain pour la décarbonation du secteur maritime. Il comprends également un axe d’étude autour de la réglementation ainsi qu’un travail commun de pédagogie sur les avantages du bioGNL et des méthanes de synthèse pour la décarbonation du transport maritime.

Bien plus qu’un partenariat, il s’agit d’un engagement concret pour la transition énergétique.

Comment ? La technologie dual fuel de moteur au gaz développée par CMA CGM est déjà en capacité d'utiliser du bioGNL ainsi que des méthanes de synthèse. L'enjeu consiste à produire et distribuer cette énergie renouvelable en grande quantité afin d'accompagner la croissance de la flotte du Groupe qui comptera 44 navires propulsés au Gaz en 2024.

Le biométhane permet de réduire d'au moins 67% les émissions de gaz à effet de serre (incluant le CO₂) par rapport au VLSFO en well-to-wake (la chaine de valeur complète). Le méthane de synthèse permettra quant à lui de supprimer jusqu'à 100% des émissions de CO2.

Cette coopération est une étape supplémentaire vers la neutralité carbone.

En savoir plus
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