L’Académie canadienne du génie
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Le comité sur l’avenir de l’ingénierie

La conférence commémorative Douglas Ruth
Eddy Isaacs
13 juin 2022

Le comité sur l’avenir de l’ingénierie

Depuis la création du comité sur l’avenir de l’ingénierie (CAI), notre objectif primordial a été de rehausser le profil de l’ingénierie au Canada et d’amplifier la visibilité et la reconnaissance de l’ACG. L’accent a été mis sur l’analyse de la transition vers des émissions nettes nulles en reconnaissant la nécessité de combler le déficit de connaissances tout en fournissant des informations plus précises sur l’action urgente et décisive nécessaire.

Le CAI a entrepris d’organiser une série de webinaires, d’élaborer des exposés de position sur l’atténuation et l’adaptation, de soumettre un mémoire consultatif au conseil consultatif Net-Zéro et de créer un groupe de travail net zéro sous la direction de notre nouveau président, Soheil Asgarpour. Le CAI a également examiné les derniers rapports canadiens et internationaux sur le défi net zéro pour évaluer la probabilité de dé-carboniser les technologies de procédés actuelles et de remplacer les processus et produits à fortes émissions par des produits à faibles émissions à une échelle suffisamment grande pour avoir un impact sur les émissions nettes zéro en 2050.

Le travail du CIA peut être résumé en trois thèmes interdépendants, tels que détaillés dans l’excellent document d’Oskar Sigvaldason « Le défi du Canada ; Atténuation des émissions de GES », maintenant sur le site Web de l’ACG :

  • L’importance de l’ingénierie dans la prestation des principaux programmes d’infrastructure essentiels pour que le Canada atteigne le net zéro « d’une manière rentable, opportune, socialement acceptable et responsable sur le plan financier » ;
  • Une gestion de projet efficace et une planification intégrée qui sont essentielles pour que les projets d’infrastructure à grande échelle et de réduction des GES soient mis en œuvre en temps opportun et de manière rentable pour la transformation des systèmes énergétiques ; et
  • Transformer des objectifs ambitieux en réalité en comprenant la trajectoire future de technologies telles que les panneaux solaires, les éoliennes, les batteries, l’utilisation et le stockage du carbone (CCUS), la fission et la fusion nucléaire et l’hydrogène dans un scénario de transition énergétique rapide.

Net zéro d’ici quand ?

Les gouvernements et les entreprises du monde entier s’engagent à atteindre zéro émission nette de gaz à effet de serre d’ici 2050, conformément aux études du GIEC, pour limiter la hausse des températures mondiales à moins de 20 ° C et à près de 1,50 ° C. Le rapport du GIEC d’avril 2022 sur l’atténuation affirmait que les technologies et les politiques nécessaires pour limiter le réchauffement climatique à près de 1,50 °C existent déjà. Cependant, les émissions de GES doivent culminer presque immédiatement et diminuer d’environ 44 % d’ici 2030 pour atteindre net zéro d’ici 2050. Cela semble extrêmement improbable, d’autant plus que les émissions mondiales de GES ont augmenté de 6,5 % depuis 2010 (base utilisée dans le rapport du GIEC 2018). GtCO2eq atteignant 59 GtCO2eq en 2019. À cet égard, le GIEC a déclaré : « Les émissions mondiales nettes de GES anthropiques au cours de la décennie (2010-2019) ont été plus élevées que n’importe quelle autre période précédente de l’histoire humaine ». D’un point de vue technologique, le délai requis pour, par exemple, doubler le nombre de réacteurs nucléaires, plus que doubler l’énergie primaire issue de la biomasse et multiplier par 5 à 7 les énergies renouvelables d’ici 2050 par rapport à 2019 est irréaliste. Tout aussi irréaliste est la dépendance du GIEC à l’égard des processus pour éliminer le dioxyde de carbone directement de l’air ; processus coûteux, énergivores et extrêmement peu efficaces. Le professeur Arthur Petersen de l’Université de Londres, qui était observateur lors de la session d’approbation du GIEC, a déclaré sans ambages « il y a beaucoup de rêves chimériques dans ce rapport ».

Notre évaluation du « Plan de réduction des émissions de 2030 » du Canada publié en avril 2022 est ambitieux avec un objectif irréaliste de réduction des émissions de GES de 40 % en moins de 8 ans. L’objectif qu’au moins 20 % des ventes de véhicules légers neufs soient des véhicules zéro émission d’ici 2026, au moins 60 % d’ici 2030 et 100 % d’ici 2035 est ambitieux compte tenu du déficit de bornes de recharge par rapport à la vaste géographie du Canada. Le secteur pétrolier et gazier devrait atteindre des réductions d’émissions de 42 % par rapport aux niveaux de 2019 (réduction de 73 Mt d’éq. CO2). Il est irréaliste de dépendre en grande partie du CCUS pour atteindre les objectifs de réduction des émissions de pétrole et de gaz d’ici 2030. Le CCUS n’est pas une technologie prête à l’emploi rapide et prendra plusieurs années, y compris des travaux géologiques pour sélectionner les strates du réservoir afin de s’assurer que le CO2 une fois injecté ne reflue pas ; processus de test des taux d’injection pour estimer le nombre de puits à forer pour le projet et les besoins en énergie ; sélection d’une technologie de captage pour minimiser les pertes parasites ; et la délimitation du tracé du pipeline des sources aux puits. La mise en œuvre du CCUS se heurte à des obstacles géotechniques, économiques, institutionnels, environnementaux et réglementaires qui prennent plusieurs années à surmonter et il est peu probable qu’il ait un impact sur les niveaux de réduction du pétrole et du gaz d’ici 2030. Comparé au secteur du pétrole et du gaz, le CCUS est encore moins mature. dans le secteur de l’énergie, ainsi que dans la production de ciment et de produits chimiques, où il s’agit également d’une option d’atténuation essentielle. Le CCUS sera probablement une technologie importante pour la réduction des émissions à l’horizon 2040 et plus, et le crédit d’impôt CCUS offert par le Canada dans le budget 2022 est important pour lancer les applications « commerciales ».

Les avances technologiques incitent à l’optimisme

Le monde a fait de réels progrès dans le ralentissement des émissions de GES ces dernières années, les gouvernements et les entreprises injectant des milliards de dollars dans l’énergie propre. L’énergie éolienne et solaire a généré 10 % des besoins mondiaux en électricité en 2021 et depuis 2015, date de la signature de l’Accord de Paris, la part de l’énergie éolienne et solaire dans la production mondiale d’électricité a plus que doublé. L’électrification des services de transport public est désormais réalisable, évolutive et une option d’atténuation abordable pour dé-carboner les transports de masse. Les véhicules électriques sont également le segment de l’industrie automobile qui connaît la croissance la plus rapide, ayant atteint une part de marché à deux chiffres d’ici 2020 dans de nombreux pays. La viabilité de l’électricité à faible émission de carbone, de l’hydrogène et des technologies CCUS pour dé-carboner la plupart des processus industriels et le secteur de l’électricité a été démontrée et comble l’écart de coût.

Le monde accorde également une importance considérable à la réduction des émissions de méthane. Le Canada a reconnu qu’il s’agit d’un fruit à portée de main qui est nécessaire pour aider à atteindre les objectifs de 2030 et s’est engagé à réduire les émissions de méthane dans l’ensemble de l’économie canadienne et les émissions de méthane du pétrole et du gaz d’au moins 75 % par rapport aux niveaux de 2012 d’ici 2030.

Un exemple de plan pratique de production d’hydrogène est le complexe de produits « Air Products » d’hydrogène net zéro à l’échelle mondiale à Edmonton. Il utilise une technologie de reformage thermique automatique (ATR) au lieu du reformage du méthane à la vapeur avec l’avantage que la capture de CO2 peut être proche de 100 %. Cependant, ATR nécessite une usine d’oxygène qui s’ajoute aux coûts d’investissement. Ce projet bénéficie du marché déjà existant dans le secteur du raffinage et des engrais qui peut être élargi pour inclure le transport de camions de marchandises, de trains routiers et d’autobus de passagers.

Il y a un regain d’espoir pour le nucléaire avec un changement d’accent sur les petits réacteurs nucléaires modulaires plus petits et plus sûrs ou SMNR. Deux projets de démonstration d’un macro-SMNR (300 Mwe) à Darlington sont conçus pour des applications à l’échelle du réseau desservant des charges de taille urbaine et un micro-SMNR (5 Mwe) à Chalk River est conçu pour des applications industrielles – potentiellement pour la production de vapeur des sables bitumineux. Récemment, il a été annoncé que la Chine avait mis en service commercial son réacteur à lit de galets refroidi au gaz à haute température dans la province du Shandong. Il s’agit de la première unité de deux avec une capacité de production d’environ 200 MW. La relance des réacteurs à fission et des SMNR commencent à voir le jour sur le marché et, avec l’énergie de fusion, seront importantes des sources d’énergie sans carbone proches de zéro après 2040.

Attention à l’adaptation

Dans le dossier d’adaptation sur le site Web de l’ACG, Heather Kennedy et Eddy Isaacs ont fait valoir qu’il est temps de mettre autant l’accent sur l’adaptation que sur l’atténuation pour protéger les collectivités des phénomènes météorologiques extrêmes. Le réchauffement au Canada est, en moyenne, environ le double de la magnitude moyenne du réchauffement planétaire, ce qui peut entraîner des phénomènes météorologiques extrêmes généralisés qui sont devenus évidents dans de nombreuses régions du Canada. La conception d’infrastructures capables de résister et de se remettre rapidement des perturbations climatiques et de s’adapter aux conditions changeantes est essentielle. Lorsque cela est possible, des infrastructures doivent être construites pour répondre aux besoins d’adaptation et d’atténuation.

En reconnaissance

Doug Ruth était professeur de thermodynamique, de dynamique des fluides et d’écoulement dans les milieux poreux. Il était président du comité de recherche, le prédécesseur de la FEC et aurait aimé faire partie de la FEC revitalisée. Doug nous manque.

Mes remerciements aux membres de la FEC pour leur enthousiasme et leurs efforts constants – Soheil Asgarpour, Ray Gosine, Anne-Marie Huynh, Axel Meisen, Emmanuel Nkwo, Nicole Poirier et Oskar Sigvaldason. Merci également à Robert Crawhall et Heather Kennedy pour leurs idées et leurs contributions.

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