Le coût d'une aviation climatiquement neutre à l'avenir

L'aviation contribue actuellement à environ 4% du réchauffement climatique observé. La demande de vols étant susceptible de continuer à augmenter, les scientifiques et les gouvernements cherchent des solutions pour rendre l'aviation climatiquement neutre d'ici 2050 au plus tard. La majorité des expertes et experts s'accordent à dire que les prix des billets d'avion augmenteront en conséquence. Mais dans quelle mesure ? La question de savoir quelle est la meilleure technologie pour décarboniser l'aviation fait également l'objet d'un débat.

Selon une nouvelle étude réalisée par des chercheuses et chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Institut Paul Scherrer et publiée dans la revue Nature Communications, les tarifs aériens pourraient augmenter d'environ 50% par rapport aux prix actuels si les carburants synthétiques remplaçaient le kérosène, un combustible fossile, dans le monde entier d'ici à 2050.

«Lorsqu'on examine cette augmentation potentielle, il faut tenir compte du fait que les tarifs aériens ont baissé de plus de 40% au cours des 25 dernières années», explique Anthony Patt, professeur de politique climatique à l'ETH Zurich et co-auteur de l'étude. «Si cette tendance devait se poursuivre, un vol climatiquement neutre en 2050 coûterait à peu près le même prix qu'un vol actuel.»

Deux approches technologiques

Les auteurs et auteures de l'étude comparent deux approches visant à réduire les effets néfastes de l'aviation sur le climat. Dans la première, les avions continuent d'utiliser du kérosène à base de pétrole. Cependant, une quantité équivalente de CO₂ est extraite de l'atmosphère par rapport à celle émise par les moteurs à réaction, par exemple en la filtrant directement de l'air et en la stockant sous terre. Climeworks, une spin-off de l'ETH Zurich, a lancé cette technologie sur le marché il y a quelques années.

Dans la seconde approche, les compagnies aériennes remplacent une quantité croissante de kérosène par du carburant synthétique sans devoir modifier les turbines ou les avions. Ce carburant est produit à partir de CO₂ capturé combiné à de l'hydrogène produit de manière durable, ce dernier étant produit à partir d'eau en utilisant de l'électricité ou un réacteur solaire. Cette dernière technologie a été développée à l'ETH Zurich et mise sur le marché par Synhelion, une autre spin-off de l'ETH Zurich.

Les carburants synthétiques, une option moins coûteuse

Les scientifiques montrent que les carburants synthétiques seraient l'option la moins chère si le trafic aérien continue d'augmenter. En effet, l'impact de l'aviation sur le climat ne se limite pas aux émissions de CO₂. «En raison des traînées de condensation et d'autres effets non liés au CO₂, tels que ceux liés à la libération de particules de suie ou d'oxydes d'azote, l'impact global de l'aviation sur le climat peut être jusqu'à trois fois plus important que celui des seules émissions de CO₂», explique Nicoletta Brazzola, autrice principale de l'étude et chercheuse post-doctorale au sein de la chaire de politique climatique de l'ETH Zurich.

Contrairement au réchauffement dû aux émissions de CO₂, qui dure des siècles, les effets non liés au CO₂ sont de courte durée et réagissent donc immédiatement au volume de l'aviation. Avec l'augmentation du volume de l'aviation, ces effets à court terme peuvent augmenter très rapidement. Pour que l'aviation soit réellement neutre sur le plan climatique, il faut compenser ces effets non liés au CO₂ par une réduction supplémentaire du CO₂ dans l'air.

Les carburants synthétiques présentent un avantage significatif : ils brûlent plus proprement que le kérosène fossile et provoquent beaucoup moins d'effets non CO₂ dommageables. Cela signifie également qu'il y a moins de CO₂ supplémentaire à éliminer par rapport à un avion alimenté au kérosène fossile. Les scientifiques expliquent que cela revient moins cher. Dans le cas d'une approche d'émission et de compensation basée sur le kérosène, le prix des billets serait supérieur de 55 à 75% à ce qu'il est aujourd'hui. Avec les carburants synthétiques, ils n'augmenteraient que de 45 à 60%.

Un chemin semé d'embûches

Cependant, Nicoletta Brazzola, l'autrice de l'étude, pense que le chemin vers une aviation climatiquement neutre ne sera pas simple. «Pour parvenir à une aviation climatiquement neutre, nous devrons augmenter massivement l'offre de ces carburants, en produisant de grandes quantités d'hydrogène vert et en construisant des infrastructures de transport et de stockage du CO₂», explique le chercheuse l'ETH Zurich. «Il s'agit là d'un défi sans précédent.»

Le coût réel de la production d'un carburant synthétique dépend du prix de ses intrants énergétiques, le solaire et l'éolien offrant les coûts les plus bas. Ces sources d'énergie sont disponibles à bas prix et en quantités suffisantes pour le marché mondial, surtout en dehors de l'Europe.

«Nous nous attendons à ce que les chaînes de production de carburants synthétiques soient mondiales plutôt qu'européennes. Ce marché mondial rend les énergies renouvelables nécessaires à la production de ces carburants beaucoup moins chères», explique le professeur Anthony Patt de l'ETH Zurich. Par exemple, de grandes centrales solaires pourraient être installées dans les régions d'Afrique du Nord ou de la péninsule arabique qui bénéficient d'un fort ensoleillement. D'autres pays disposent également d'un potentiel important en matière d'énergies renouvelables, comme les États-Unis, l'Afrique du Sud, le Chili et l'Australie.

Le CO₂ et le kérosène doivent être plus chers

La question clé pour Anthony Patt est de savoir si le volume de kérosène durable augmentera assez rapidement, car le marché est encore très petit à l'heure actuelle. Le professeur de l'ETH Zurich estime que les conditions politiques adéquates joueront un rôle essentiel à cet égard. Par exemple, une loi est entrée en vigueur dans l'UE en 2025, qui exige que deux pour cent de carburant durable soient mélangés au kérosène fossile. Ce pourcentage doit être porté à 70% d'ici à 2050. Une réglementation similaire devrait entrer en vigueur en Suisse en 2026. «Ces mesures sont un pas dans la bonne direction, mais elles doivent être étendues davantage. Le prix du CO₂ devrait également augmenter pour rendre le kérosène fossile plus cher et donc moins attrayant», déclare Anthony Patt.