Les émissions d’oxyde Nitreux, un Super-polluant climatique, Augmentent Rapidement sur une Trajectoire du Pire scénario

Les émissions d’oxyde nitreux, un super-polluant climatique des centaines de fois plus puissant que le dioxyde de carbone, augmentent plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant – à un rythme qui menace non seulement les objectifs internationaux de limitation du réchauffement climatique, mais qui est compatible avec une trajectoire du pire scénario pour le changement climatique, suggère une nouvelle étude.

Les résultats, rapportés mercredi dans la revue Nature, soulignent la nécessité de politiques climatiques fortes qui ne se concentrent pas uniquement sur le dioxyde de carbone, le gaz à effet de serre dominant.

L’étude, sans doute l’évaluation la plus complète du cycle mondial de l’azote jamais réalisée, a révélé que les émissions d’oxyde nitreux (N2O) causées par les activités humaines ont augmenté de 30% depuis 1980. Ces émissions, dont plus des deux tiers proviennent de l’agriculture, représentent près de la moitié de tous les rejets d’oxyde nitreux au cours de la dernière décennie, le reste provenant des écosystèmes naturels.

L’oxyde nitreux est le troisième gaz à effet de serre le plus important après le dioxyde de carbone et le méthane, et est responsable d’environ 7% du réchauffement climatique depuis l’ère préindustrielle. Il est près de 300 fois plus puissant pour réchauffer la planète que le dioxyde de carbone, ce qui signifie que même de petites sources d’émissions peuvent avoir un impact démesuré sur le climat.

L’oxyde nitreux est également le principal contributeur à l’appauvrissement de la couche d’ozone atmosphérique qui n’est pas contrôlé par le Protocole de Montréal, un accord international élaboré dans les années 1980 pour éliminer progressivement les produits chimiques appauvrissant la couche d’ozone par des réductions obligatoires des émissions. Certains experts politiques affirment que l’accord devrait maintenant être étendu à l’oxyde nitreux.

Les émissions rapportées dans la présente étude sont conformes, ou légèrement supérieures, à un scénario d’émissions du  » pire des scénarios  » établi par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat des Nations Unies.

Un tel scénario suppose que la croissance de la production d’énergie à base de combustibles fossiles et l’utilisation d’engrais à base d’azote, le moteur des émissions d’oxyde nitreux d’origine humaine, se poursuivent sans relâche.

Dans le pire des scénarios, la température moyenne mondiale augmenterait d’environ 4,3 degrés Celsius au-dessus de l’ère préindustrielle, bien au-delà de la limite de réchauffement de 1,5 à 2 degrés Celsius visée par l’accord de Paris sur le climat.

« Les émissions actuelles d’oxyde nitreux ne sont pas tenables », a déclaré Hanqin Tian, directeur du Centre international de recherche sur le climat et le changement mondial de l’Université d’Auburn et auteur principal de l’étude. « Les chiffres sont très importants et les augmentations sont très rapides. »

L’étude a examiné les sources d’émissions d’oxyde nitreux d’origine naturelle et humaine, ou « anthropiques », ainsi que les « puits » naturels, processus biochimiques qui décomposent l’oxyde nitreux. L’étude a combiné des inventaires « ascendants », des estimations des émissions connues d’oxyde nitreux, avec des évaluations « descendantes » basées sur des mesures des concentrations d’oxyde nitreux dans l’atmosphère, de 1980 à 2016. Chacune des quatre dernières décennies a enregistré des émissions de N2O plus élevées que la décennie précédente, avec une croissance parmi les plus élevées observée au Brésil, en Chine et en Inde, où la production végétale et le bétail ont connu une forte augmentation.

Il est difficile de réduire les émissions d’oxyde nitreux car la grande majorité des émissions anthropiques sont dues à l’utilisation d’engrais à base d’azote, qui émet de l’oxyde nitreux lorsqu’il se décompose dans le sol s’il n’est pas absorbé par les plantes. Les agriculteurs du monde entier dépendent des engrais azotés pour augmenter la production végétale.

Cependant, une utilisation plus efficace des engrais peut réduire les émissions d’oxyde nitreux. Les émissions de N2O provenant de l’agriculture en Europe ont diminué de 21% entre 1990 et 2010 en réponse à une politique agricole qui favorise l’optimisation et la réduction de l’utilisation des engrais, selon l’étude. La politique, connue sous le nom de « Directive nitrates », a été développée pour protéger les eaux européennes de la pollution à l’azote, qui provoque des proliférations d’algues et des « zones mortes » dans les environnements d’eau douce et marins et se produit lorsque trop d’engrais azoté ou de fumier est utilisé.

Tian dit que la politique peut servir de modèle pour d’autres régions.

« Les gens pensent que la production alimentaire et les émissions d’oxyde nitreux sont en conflit, mais l’expérience européenne offre l’espoir que nous pourrons augmenter la production alimentaire mais aussi réduire les émissions de N2O », a déclaré Tian.

David Kanter, professeur d’études environnementales à l’Université de New York, a déclaré que la pollution par l’azote est toujours un problème majeur dans les eaux européennes et que les politiques réglementaires de l’Union seraient difficiles à reproduire ailleurs.

« Le système de l’UE a connu un succès partiel, mais pas une réussite complète », a déclaré Kanter, vice-président de l’Initiative internationale sur l’azote, un effort visant à optimiser les avantages de l’utilisation de l’azote dans la production alimentaire tout en minimisant ses impacts environnementaux négatifs. « Cela dépendra vraiment du statut réglementaire des autres pays. Le lobby agricole, qui est l’une des forces politiques les plus puissantes, en particulier dans les pays en développement, rend la réglementation très difficile. »

Kanter a noté que le protoxyde d’azote est la principale cause restante de l’appauvrissement de la couche d’ozone et a averti que si les émissions continuent d’augmenter, elles pourraient saper les efforts déployés depuis des décennies pour restaurer le soi-disant « trou d’ozone » dans le cadre du Protocole de Montréal.

« Il y a quelques réussites, mais dans l’ensemble, ce n’est pas une image rose », a déclaré Kanter. « C’est un réveil. »

Les émissions anthropiques d’oxyde nitreux peuvent en fait être légèrement supérieures à celles rapportées dans la présente étude. Onze usines d’acide adipique en Chine, des usines chimiques qui font un ingrédient clé du nylon et du polyuréthane, émettent probablement des centaines de milliers de tonnes métriques d’oxyde nitreux par an malgré une technologie de réduction éprouvée et peu coûteuse qui pourrait réduire 95% ou plus des émissions totales, selon une récente enquête InsideClimate News.

L’enquête a révélé que les émissions d’oxyde nitreux des usines d’acide adipique en Chine peuvent être égales aux émissions de gaz à effet de serre d’environ 25 millions d’automobiles, soit plus que toutes les voitures de Californie, Pékin et Shanghai réunies.

La nouvelle étude dans Nature utilise des inventaires d’émissions qui supposent que la plupart des émissions des usines sont réduites. Cependant, des entrevues avec des exploitants d’usines, des représentants du gouvernement et des experts externes suggèrent que la technologie de réduction qui était auparavant installée dans le cadre d’un programme international d’échange de droits d’émission pourrait avoir cessé de fonctionner lorsque le financement du programme s’est tari.

Si la grande majorité des émissions des usines ne sont pas réduites, les émissions anthropiques mondiales d’oxyde nitreux pourraient être environ deux pour cent plus élevées que celles indiquées dans l’étude.

Wilfried Winiwarter, chercheur principal sur les gaz à effet de serre à l’Institut international d’Analyse des systèmes appliqués, basé à Laxenburg, en Autriche et co-auteur, a déclaré qu’une certaine incertitude restait liée aux émissions des usines chinoises et que le chiffre plus élevé « ne peut être exclu. »

Winiwarter a déclaré que l’augmentation ne modifierait pas de manière significative les conclusions de l’évaluation actuelle, mais pourrait offrir une opportunité de relancer les réductions d’émissions.

« Nous devrions commencer là où c’est le plus facilement possible, et c’est là que c’est le plus facilement possible », a déclaré Winiwarter à propos de toute réduction potentielle des émissions dans les usines d’acide adipique. « Vous avez une douzaine d’usines ou moins qui doivent être équipées. C’est facile à faire. »

Les défenseurs des politiques climatiques ont déclaré que la présente étude fournit une plus grande clarté sur l’énormité des émissions mondiales d’oxyde nitreux et souligne la nécessité d’une action décisive pour réduire les émissions.

« L’étude aide à jeter les bases d’un plan mondial visant à réduire les émissions de N2O à des niveaux durables », a déclaré David Doniger, directeur stratégique principal du Conseil de défense des ressources naturelles.

Doniger et d’autres ont déclaré que le meilleur moyen de réduire les émissions d’oxyde nitreux est le Protocole de Montréal, un accord international contraignant qui s’est avéré très efficace pour réduire d’autres polluants qui appauvrissent l’ozone atmosphérique et réchauffent la planète.

L’ajout d’oxyde nitreux continuerait d’élargir considérablement la portée du Protocole, qui a récemment été modifié pour inclure les hydrofluorocarbures (HFC), les réfrigérants chimiques qui sont à la fois des appauvrisseurs d’ozone et des gaz à effet de serre puissants.

L’ajout d’oxyde nitreux nécessiterait un large soutien international, mais, s’il était approuvé, fournirait un cadre réglementaire plus solide pour la réduction des émissions que l’accord de Paris sur le climat, qui est volontaire.

Durwood Zaelke, président de l’Institute for Governance & Sustainable Development, a déclaré que le taux élevé d’émissions rapporté dans l’étude et « l’urgence climatique » à laquelle est confrontée la planète justifient davantage le Protocole de Montréal pour commencer à réglementer le protoxyde d’azote.

« Il est capable de se déplacer rapidement et il a été efficace avec près de 100 produits chimiques qu’il a contrôlés dans le passé », a déclaré Zaelke. « Vous devez mettre vos meilleurs joueurs dans le jeu, et si nous essayons de résoudre le changement climatique, le meilleur joueur est le Protocole de Montréal. »