Projet conjoint "Gestion des déchets pour soutenir la transition énergétique"

Les déchets sont une ressource à la fois matérielle et énergétique, susceptible de contribuer à la stratégie énergétique par le biais de la récupération directe d’énergie (systèmes de conversion des déchets en énergie) et des économies d’énergie indirectes (substitution de matières premières par des produits recyclés et suppression de la consommation d’énergie liée à la production des matières premières). L’optimisation des systèmes de gestion des déchets nécessite des connaissances sur les flux de masse, énergétiques et financiers, ainsi que des stratégies de transition robustes du point de vue social.

L’objectif majeur du projet conjoint était d’optimiser la contribution du système suisse de gestion des déchets à la transition énergétique, en tenant compte des économies d’énergie directes et indirectes, ainsi que d’élaborer des stratégies robustes du point de vue social. L’optimisation ciblait la dimension environnementale mais aussi économique.

L’analyse approfondie du potentiel énergétique annuel de la gestion des déchets en Suisse a mis en évidence l’importance énergétique des déchets ménagers solides, représentant un pouvoir calorifique inférieur de 64 PJ, ainsi que des déchets industriels issus des secteurs chimique et pharmaceutique avec 4 PJ. Dans un but de solidité de l’optimisation, des scénarios génériques ont été élaborés sur la base des scénarios énergétiques existants et complétés par des "schémas de gestion des déchets" décrivant différentes évolutions du volume et de la nature des déchets. Ces schémas de gestion des déchets ont été définis conjointement par les chercheurs du projet et des experts industriels et gouvernementaux. Les systèmes de gestion des déchets ménagers solides et des déchets industriels ont alors été optimisés en tenant compte d’une série de conditions-cadres, définies au sein des scénarios génériques. Dans l’ensemble des scénarios, la contribution des déchets ménagers solides à la transition énergétique peut être augmentée en maximisant les efforts de recyclage de la plupart des fractions de déchets. Dans certains cas, la contribution énergétique indirecte de la gestion des déchets ménagers solides pourrait même être doublée par rapport à 2012. Les économies d’énergie indirectes augmentent avec la qualité des matériaux collectés, en permettant la substitution des matières premières à fort impact. Ce constat a souligné l’importance d’un tri efficace à la source et de processus de recyclage perfectionnés. L’optimisation s’est traduite par des compromis financiers, dans la mesure où un recyclage accru peut impliquer des coûts accrus, qui doivent être couverts par une hausse des recettes issues de l’énergie et des matériaux récupérés, des frais ou des taxes. Selon les futurs prix du marché, des recettes énergétiques et matérielles supérieures pourraient permettre de compenser les coûts de recyclage, assurant ainsi l’auto-financement de ce secteur. Par ailleurs, l’optimisation énergétique de la gestion des déchets industriels en Suisse a révélé la possibilité d’un recours accru aux solvants et aux liqueurs mères en guise de combustibles alternatifs (+ 8 %). Le développement de l’exploitation thermique locale des déchets diminue également les transports de substances chimiques dangereuses. La contribution potentielle des systèmes de conversion des déchets en énergie à la transition énergétique s’est révélée être largement dépendante des volumes et de la nature des déchets qui seront à traiter à l’avenir.

Importance pour la recherche

La méthodologie d’élaboration des scénarios génériques peut s’appliquer à d’autres régions géographiques ou flux de matériaux. Par ailleurs, la palette d’outils associant l’analyse des flux de matériaux, l’évaluation du cycle de vie, le chiffrage et l’optimisation mathématique, en utilisant les scénarios génériques en tant que base pour façonner un ensemble de conditions-cadres, peut servir de prototype à l’analyse et à l’amélioration d’autres systèmes de gestion de ressources ou de déchets.

Importance pour la pratique

Ce projet conjoint a permis de développer des stratégies visant à optimiser la contribution du système de gestion des déchets à la transition énergétique, telles que l’augmentation du recyclage et du traitement thermique des déchets industriels liquides. En outre, il a permis d’estimer les coûts et les recettes des stratégies existantes et nouvelles. L’analyse de tous les acteurs du système guide par ailleurs le développement de mécanismes de mise en œuvre et informe les décideurs et les experts industriels.

Sustainable waste and resource management to support the energy turnaround (wastEturn)

Ce projet conjoint se compose de quatre projets de recherche

Optimising the energy recovery and the sustainability of Swiss municipal solid waste management

• Prof. Stefanie Hellweg, Institut für Umweltingenieurwissenschaften, ETH Zürich

Optimisation of industrial waste-to-energy (WtE) and resource recovery systems

• Prof. Konrad Hungerbühler, Institut für Chemie- und Bioingenieurwissenschaften, ETH Zürich; Dr. Stavros Papadokonstantakis, Dr. Elisabet Capon

Economic Assessment of Industrial and Municipal Waste Treatment Options and Waste-to-Energy (WtE) Systems

• Prof. Christoph Hugi, Institut für Ecopreneurship, Fachhochschule Nordwestschweiz, Muttenz

Initiating Transitions of Swiss Municipal Solid Waste Management (InTraWaste)

• Prof. Michael Stauffacher, Department of Environmental Systems Science, ETH Zürich