La pollution des navires de croisière // The pollution of cruise ships

Dans un article qui vient de paraître dans la presse locale, l’Islande se demande si elle va devenir la première destination des navires de croisière en 2019. A mon avis, le pays ne devrait pas se réjouir trop vite quand on sait à quel point ces navires polluent l’air que nous respirons. Les passagers de ces paquebots pensent souvent respirer un air marin frais et pur, mais ils inhalent en réalité une grande quantité de particules très fines.

Le niveau de pollution sur le pont de certains bateaux est parfois pire que celui des mégalopoles les plus polluées du monde. Un seul paquebot peut émettre autant de particules qu’un million de voitures. Des études ont montré que trente bateaux de croisières produisent autant de pollution que toutes les voitures en service au Royaume-Uni.

A l’aide d’un outil de mesure de la pollution placé sur un navire pouvant transporter plus de 2000 passagers, on a pu déterminer que le volume de particules fines sur le pont du bateau s’élevait à 84 000 par cm³. Ces mêmes mesures ont établi que le taux de particules fines atteignait les 144 000 par cm³ près des cheminées, avec un pic à 226 000 ! Cela correspond aux volumes relevés dans les villes les plus polluées du monde comme Shanghai ou New Delhi. Une exposition de courte durée peut causer des problèmes respiratoires, notamment chez les personnes asthmatiques ou celles souffrant de maladies cardiovasculaires.

En Europe, la pollution de l’air du transport maritime est responsable de 50 000 à 60 000 morts par an, soit l’équivalent de la totalité des habitants de Valence, Troyes ou encore de la ville de Chambéry. On est donc bien loin de l’image de transport propre véhiculée par les armateurs. En France, aucune mesure visant cette pollution n’est rendue publique.

Le terme « particules ultra-fines » englobe l’ensemble des composants solides de taille microscopique transportés par l’air. Elles mesurent moins de 100 nanomètres soit 0,01 microns ou encore 0.0001 millimètres. C’est environ la largeur d’un cheveu découpée en mille. Et plus la taille de ces particules est petite, plus elles s’infiltrent profondément dans les organismes et sont donc susceptibles de causer d’importants troubles de la santé.

Le lien entre les gaz d’échappement des cargos et plusieurs maladies cardiovasculaires et respiratoires a été établi par les recherches de l’université de Rostock et le centre de recherche sur l’environnement allemand Helmholzzentrum Munich.

La raison majeure pour laquelle les navires polluent autant est l’utilisation du fuel lourd comme carburant. Même à quai, le transport maritime brûle ce déchet non raffiné, particulièrement polluant, afin d’alimenter en énergie les navires. Les systèmes d’alimentation électrique à quai permettraient d’éteindre leurs moteurs auxiliaires et ainsi d’utiliser le réseau électrique auquel le port est raccordé. Seuls les navires adaptés peuvent utiliser un tel système, qui est actuellement très peu répandu dans le monde.

Pour répondre aux exigences de réduction des pollutions, le gaz naturel liquéfié est une alternative intéressante. Sa combustion réduit de 100% les émissions d’oxydes de soufre et des particules fines, de 80% des oxydes d’azote et de 20% du CO2 par rapport au fuel lourd traditionnel. Aujourd’hui, c’est le carburant carboné le plus efficace d’un point de vue environnemental. Certains armateurs ont déjà équipé leurs navires, un choix qui devrait être pérennisé et généralisé.

De nombreuses études suggèrent qu’une réduction de plus de 90% des émissions d’oxydes de soufre serait possible grâce à l’utilisation d’épurateurs. Ce procédé neutralise une grande part des pollutions des gaz d’échappement à l’aide d’un fluide qui absorbe des oxydes de soufre. Les déchets produits sont stockés à bord et ensuite débarqués dans une installation de réception à terre. Cette mesure permettrait ainsi de mieux préserver les poumons des croisiéristes, du personnel de bord mais aussi des riverains et travailleurs du port.

Source : Presse environnementale britannique et française.

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In an article that has just appeared in the local press, Iceland is wondering whether it will become the first destination of cruise ships in 2019. In my opinion, the country should not rejoice too quickly when we know how much these ships pollute the air we breathe. The passengers of these ships often think they breathe pure sea air, but they actually inhale a large amount of very fine particles.
The level of pollution on the deck of some boats is sometimes worse than that of the most polluted megacities in the world. A single ship can emit as many particles as a million cars. Studies have shown that thirty cruise ships produce as much pollution as all cars in service in the UK.
Using a pollution measurement tool placed on a vessel capable of carrying more than 2,000 passengers, it was determined that the volume of fines on the deck of the vessel was 84,000 per cm³. These same measurements established that the fine particle rate reached 144,000 per cm³ near the funnels, with a peak at 226,000! This corresponds to the volumes found in the most polluted cities of the world, such as Shanghai or New Delhi. Short-term exposure can cause respiratory problems, especially in people with asthma or those with cardiovascular disease.
In Europe, shipping air pollution is responsible for 50,000 to 60,000 deaths per year, the equivalent of the total population of Valence, Troyes or the city of Chambéry. We are therefore far from the image of clean transport conveyed by ship owners. In France, no measure of this pollution is made public.
The term « ultra-fine particles » encompasses all microscopically sized solid components transported by air. They measure less than 100 nanometres, ie 0.01 microns or even 0.0001 millimetres. It’s about the width of your hair cut in a thousand parts. And the smaller the size of these particles, the deeper they get into organisms and are therefore likely to cause major health problems.
The link between cargos exhaust and several cardiovascular and respiratory diseases has been established by research from the University of Rostock and the German Environmental Research Center Helmholzentrum Munich.
The major reason why ships pollute so much is the use of heavy fuel oil. Even at the quayside, maritime transport burns this unrefined waste in order to supply energy to the ships. Shore power systems would shut down their auxiliary engines and thus utilize the power grid to which the port is connected. Only adapted ships can use such a system, which is currently very little developed in the world.
To meet the requirements of pollution reduction, liquefied natural gas is an interesting alternative. Its combustion reduces emissions of sulphur oxides and fine particles by 100%, 80% of nitrogen oxides and 20% of CO2 compared to traditional heavy fuel oil. Today, it is the most environmentally efficient carbon fuel. Some ship owners have already equipped their vessels, a choice that should be sustained and generalized.
Many studies suggest that a reduction of more than 90% in sulphur oxide emissions would be possible through the use of filters. This process neutralizes much of the pollution of the exhaust gas with a fluid that absorbs sulphur oxides. The waste produced is stored on board and then landed in a shore facility. This measure would thus better preserve the lungs of cruise passengers, shipboard staff, but also residents and workers of the port.
Source: British and French environmental press.

Navire de croisière à quai dans le port de Juneau (Alaska) [Photo : C. Grandpey]

Les voitures électriques sont-elles écologiques? (2) // Are electric cars environment-friendly? (2)

Dans ma note du 21 novembre, je mettais l’accent sur les problèmes environnementaux posés par l’extraction du lithium, l’un des composants essentiels des batteries de véhicules électriques.

Au vu des problèmes environnementaux qu’elle occasionne, on peut se demander si  la voiture électrique est réellement le moyen idéal de faire la transition vers un transport écologique. Est-elle toujours plus écologique qu’une voiture thermique essence ou diesel ?

On reproche souvent au diesel d’émettre des particules fines. Comme elle n’utilise pas d’énergie fossile, on pourrait penser que la voiture électrique n’en produit pas. Ce type de raisonnement est en partie erroné. En effet, une bonne partie des particules fines émises par les voitures ne l’est pas par le moteur, mais par l’abrasion des pneus, de la route et des plaquettes de frein. Donc, même avec un véhicule électrique, il y aura toujours la présence de particules fines à cause du roulage, des frottements sur la route et du freinage.

Une autre idée fausse concerne l’électricité utilisée pour faire fonctionner ces voitures. En effet, pour produire de l’électricité on utilise différentes sources d’énergie qui diffèrent d’un pays à l’autre. Par exemple, en France, l’énergie nucléaire est majoritaire. 69% de l’électricité est produite par les centrales, mais elle est également générée par le gaz (8%), le charbon (2%) et le fioul (1%). La France importe aussi une partie de son électricité de pays voisins comme l’Allemagne, la Suisse et l’Italie, et une partie de cette électricité importée est produite à partir d’énergies fossiles. Par exemple, l’électricité achetée en Allemagne est largement produite à partir du charbon. On consomme donc de l’électricité provenant indirectement des énergies fossiles. Aux Etats-Unis, où 40% de l’électricité est produite à partir du charbon, l’utilisation des voitures électriques reste donc polluante. En résumé, dans tous les pays qui n’ont pas mis en place une vraie transition énergétique vers des énergies non-fossiles, rouler en voiture électrique revient à rouler au charbon au lieu de rouler au pétrole. En France, rouler avec un véhicule électrique permet de réduire nos émissions de CO2. En revanche, comme notre électricité est produite à partir du nucléaire, nous produisons des déchets radioactifs.

L’autre gros problème des voitures électriques est qu’elles sont plus complexes à produire que les voitures à moteurs à combustion. Ainsi, lorsqu’une voiture électrique sort de l’usine, elle a beaucoup plus contribué à la pollution globale qu’une voiture conventionnelle. C’est notamment dû à la production de la batterie et au développement de composés électroniques complexes du moteur.

Je ne reviendrai pas sur les problèmes liés à l’extraction du lithium à laquelle il faudrait ajouter la question des réserves de lithium disponibles. Sommes-nous certains d’avoir suffisamment de lithium sur notre planète pour assurer la transition énergétique ? Le recyclage des batteries pose également problème car il est relativement coûteux en énergie et en termes d’impacts environnementaux.

Au final, on estime que la fabrication d’un véhicule électrique serait en moyenne 5 fois plus polluante que la fabrication d’un véhicule conventionnel. Il faut toutefois noter qu’en théorie cet écart se réduit au fur et à mesure que l’on utilise le véhicule. En effet, puisque l’utilisation d’un véhicule électrique est moins polluante, plus on l’utilise, plus on rentabilise la pollution initiale. Des chercheurs ont calculé qu’avec une utilisation longue, sur au moins 200 000 km, le véhicule électrique aura un impact 27 à 29% plus positif sur le réchauffement climatique par rapport aux véhicules essence. Si le véhicule est utilisé sur 100 000 km, cet impact tombera à 9 à 14%.  .

En résumé, la problématique de l’impact écologique des véhicules électriques est extrêmement complexe. Elle dépend des pays et de leur production énergétique, ainsi que de l’utilisation des véhicules. Elle dépend donc aussi des choix énergétiques et des évolutions technologiques qui auront lieu dans le futur. Ainsi, les technologies des batteries évoluent rapidement et leur production deviendra de plus en plus facile, ce qui pourrait améliorer l’impact des véhicules électriques dans le futur.

Source : Différents articles dans la presse nationale et internationale.

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In my note of November 21st, I shed light on the environmental issues raised by the extraction of lithium, one of the essential components in the batteries of  electric vehicles.
In view of the environmental problems it causes, one may wonder if the electric car is the ideal solution to make the transition to an ecological transport. Is it really more environmentally friendly than a petrol or diesel fuel car?
Diesel is often criticized for emitting fine particles. Since it does not use fossil energy, one might think that the electric car does not produce them. This type of reasoning is partly wrong. Indeed, a good part of the fine particles emitted by cars is not by the engine, but by the abrasion of the tires, the road and the brake pads. So, even with an electric vehicle, there will always be fine particles because of rolling, friction on the road and braking.
Another misconception concerns the electricity used to run these cars. Indeed, to produce electricity we use different energy sources that differ from one country to another. For example, in France, priority has been given to nuclear energy. 69% of our electricity is generated by nukes, but it is also generated by gas (8%), coal (2%) and fuel oil (1%). France also imports some of its electricity from neighbouring countries such as Germany, Switzerland and Italy, and some of this imported electricity is produced from fossil fuels. For example, electricity purchased in Germany is largely produced from coal. We therefore consume electricity indirectly from fossil fuels. In the United States, where 40% of electricity is produced from coal, the use of electric cars is polluting. To put it in a nutshell, in all countries that have not implemented a real energy transition to non-fossil energies, driving an electric car is like driving with coal instead of driving with oil. In France, driving with an electric vehicle reduces our CO2 emissions. On the other hand, since our electricity is produced from nuclear power, we have to deal with radioactive waste.
The other big problem with electric cars is that they are more complex to produce than conventional cars. Thus, when an electric car leaves the factory, it has contributed much more to global pollution than a conventional car. This is due in particular to the production of the battery and the development of complex electronic compounds in the engine.
I will not come back to the problems of lithium extraction, to which should be added the question of the availability of lithium reserves. Are we sure we will have enough lithium on our planet to make the energy transition? Battery recycling is also a problem because it is relatively expensive in terms of energy and environmental impacts.
In the end, it has been estimated that the manufacture of an electric vehicle would be on average 5 times more polluting than the manufacture of a conventional vehicle. It should be noted however that in theory this difference is reduced as and when the vehicle is used. Indeed, since the use of an electric vehicle is less polluting, the more we use it, the more we reduce the initial pollution. Researchers have calculated that with long-term use – at least 200,000 km – the electric vehicle will have a 27 to 29% more positive impact on global warming compared to petrol vehicles. If the vehicle is used on 100,000 km, this impact will fall to 9 to 14%. .
In summary, the problem of the environmental impact of electric vehicles is extremely complex. It depends on the countries and their energy production, as well as the use of the vehicles. It also depends on energy choices and technological developments that will take place in the future. Thus, battery technologies are evolving rapidly and their production will become easier and easier, which could improve the impact of electric vehicles in the future.
Source: Various articles in the national and international press.

Les bornes de recharge pour voitures électriques remplaceront-elles un jour les pompes à essence? (Crédit photo : Wikipedia)