• Yvonne Döbler, Sabine Holzknecht, Hanns-J. Neubert

Mission Innovation.

(Temps de lecture: 19 - 38 minutes)

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Des sauveurs du monde. Pour gagner la lutte contre le changement climatique, le monde a besoin de nouvelles idées. La scène des start-up est en plein essor, les investisseurs d'impact mettent des capitaux à disposition. Dix histoires d'entrepreneurs qui font la différence.

Si l'humanité veut avoir une chance d'atteindre les objectifs climatiques, elle doit faire confiance à l'inventivité des entrepreneurs. En effet, selon l'Agence internationale de l'énergie, près de la moitié des réductions d'émissions nécessaires d'ici 2050 devront être réalisées grâce à des technologies qui n'existent actuellement que sur le papier.

La mission climatique est une mission d'innovation. "Et là, ça bouge beaucoup en ce moment. De plus en plus de jeunes investisseurs financent de plus en plus de jeunes entrepreneurs aux idées innovantes", analyse Andreas Rickert, président du directoire de Phineo, co-directeur général de l'investisseur d'impact Nixdorf Kapital et membre des conseils de surveillance de plusieurs sociétés d'investissement d'impact : "Le marché de l'investissement d'impact décolle".

Le thème de l'impact combine un effet social - par exemple la réduction des émissions de CO2 - avec un rendement financier. Rickert attribue le fait que cette idée trouve de plus en plus d'adeptes à trois facteurs qui se renforcent mutuellement : "Premièrement, la météo générale de la société. De nombreuses personnes - consommateurs et investisseurs - s'inquiètent. Ils se demandent ce qu'ils peuvent faire eux-mêmes. Cela pousse les politiques à agir. Parallèlement, davantage d'investisseurs du secteur classique du capital-risque cherchent des entreprises qui ont un impact. Et trouvent des fondateurs innovants".

L'un de ces investisseurs d'impact est Thomas Festerling, directeur financier de GreenTec Capital Partners à Francfort. Il recherche depuis 2015 des investissements à impact et se concentre sur l'Afrique.

"La population y croît à une vitesse incroyable. Si nous n'implémentons pas maintenant un approvisionnement énergétique durable en Afrique, nous aurons le même problème qu'en Chine. Pour développer l'économie et la société, on brûle de plus en plus de matières fossiles", explique Festerling, qui conclut : "Chaque euro investi aujourd'hui dans la protection du climat en Afrique génère plus d'impact climatique qu'ailleurs. Car ici, il y a une chance de sauter complètement l'ère des énergies fossiles".

Justement, informe Festerling, les start-ups poussent aussi comme des champignons en Afrique. "Elles sont des moteurs d'innovation et des incubateurs. Leurs idées sont ensuite souvent reprises par de plus grandes entreprises". Les membres de la jeune génération africaine ont reçu leur formation aux États-Unis ou en Europe, reviennent maintenant et veulent faire la différence chez eux. "Ils soutiennent leurs idées de tout leur cœur".

Pour augmenter la probabilité de succès économique, GreenTec a développé une approche (spéciale) de venture building pour l'Afrique. "Nous soutenons les entreprises très tôt, avant même que l'argent ne coule à flot. Si le projet ne fonctionne pas, nous pouvons rapidement tirer sur la corde".

Le succès semble lui donner raison. "Notre premier produit financier a été lancé il y a deux ans et demi. Il contient sept entreprises. Sur la base des évaluations des tours de financement ultérieurs, nous sommes à un rendement (IRR) de plus de 30 pour cent. Bien sûr, ce sont des bénéfices non réalisés - mais cela montre que nous n'avons pas à nous cacher des autres fonds de capital-risque".

"C'est la clé - les investissements d'impact rivalisent déjà aujourd'hui avec les produits financiers classiques", précise Rickert. Et comme les idées qui permettent de réduire les émissions s'adressent à un marché gigantesque, cela ne devrait pas changer.

En entendant Rickert et Festerling parler, l'atmosphère de renouveau est palpable. Il n'est peut-être pas encore trop tard. Dans les pages suivantes, les auteurs de private wealth racontent les histoires passionnantes de dix fondateurs qui sont partis pour faire la différence. Ils transmettent de l'espoir. Car il y a encore beaucoup, beaucoup plus d'esprits innovants de ce genre dehors. 

            

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En finir avec le CO2.

Le progrès décisif sur la voie d'un monde climatiquement neutre a été réalisé dès 1999, lorsque Klaus Lackner, un physicien allemand travaillant aujourd'hui aux États-Unis, a proposé pour la première fois un procédé permettant d'éliminer le dioxyde de carbone de l'air, appelé "capture du carbone". L'idée : filtrer de grandes quantités de CO2 directement dans l'air et les stocker dans des gisements géologiques.

Dix ans plus tard, ce concept était tellement avancé dans la recherche qu'un collègue de Lackner, David W. Keith, a fondé l'entreprise Carbon Engineering en Colombie-Britannique, au Canada. En 2010, une autre entreprise s'est lancée avec une idée similaire : Global Thermostat. Sa cofondatrice et directrice est la mathématicienne Graciela Chichilnisky. Ses spécialités académiques sont l'économie de l'environnement et du bien-être ainsi que l'échange de droits d'émission. Elle a joué un rôle décisif dans la formulation de la section sur l'échange de quotas d'émission du protocole de Kyoto des Nations unies sur le changement climatique, qui est devenu le droit international en 2005. Elle est également l'un des principaux auteurs du rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) publié en 2007.

Deux entreprises, une seule pensée. Carbon Engineering planifie actuellement deux énormes installations qui devraient chacune extraire de l'atmosphère jusqu'à un million de tonnes de dioxyde de carbone par an à l'aide d'énergies renouvelables. L'installation au Texas, dont la construction commencera au début de l'année prochaine, devrait être terminée fin 2024. Une deuxième sera construite en collaboration avec l'entreprise Storegga Geotechnologies dans le nord-est de l'Écosse et devrait être opérationnelle d'ici 2026. Elle sera alors la plus grande installation de capture de carbone d'Europe.

Storegga Geotechnologies prévoit d'y produire de l'hydrogène à partir du gaz naturel extrait de la mer du Nord. Le CO2 ainsi produit sera capté dans l'installation d'ingénierie du carbone et injecté dans des cavernes de pétrole vides sous le fond de la mer du Nord via les oléoducs et gazoducs existants.

Le stockage géologique du dioxyde de carbone, connu sous le nom de séquestration du carbone, est déjà utilisé par l'industrie depuis des décennies. Plus de 200 millions de tonnes de CO2 ont été stockées avec succès dans des réservoirs géologiques à travers le monde. Toutefois, on ne sait pas encore combien de temps le gaz à effet de serre y restera isolé. Il devrait s'agir de plusieurs milliers d'années.

Au Texas, en revanche, la majeure partie du CO2 filtré est utilisée pour l'extraction de pétrole dite améliorée lors de la fracturation controversée. Ce procédé consiste à injecter du CO2 dans le sous-sol afin d'extraire du pétrole supplémentaire de puits stagnants. Le dioxyde de carbone reste dans le sol dans l'espoir qu'il se transforme en pierre dans les conditions géologiques qui y règnent. L'inconvénient de cette méthode est qu'elle permet tout au plus de rendre les carburants fossiles neutres pour le climat. Dans un premier temps, cela ne contribue pas beaucoup à la diminution nécessaire de la concentration du gaz climatique dans l'atmosphère.

Si le Carbon Engineering sépare deux millions de tonnes de CO2 par an, cela semble beaucoup, mais ce n'est qu'une goutte d'eau dans l'océan. En effet, les climatologues estiment que d'ici la fin du siècle, le monde devra éliminer chaque année au moins 40 milliards de tonnes de dioxyde de carbone de l'air pour faire face aux émissions résiduelles du transport aérien et maritime, de la production d'acier et de ciment ainsi que de l'agriculture, qui ne peuvent pas être facilement éliminées à moindre coût. Il s'agirait de plusieurs milliers d'aspirateurs d'air de l'ampleur de ceux prévus par Carbon Engineering. La rentabilité de telles installations dépend avant tout du coût de la tonne de CO2 capturée par rapport au prix mondial du CO2. Carbon Engineering ne s'exprime pas sur les coûts, même si l'entreprise est par ailleurs d'une transparence exemplaire dans ses informations. Mais dans une étude de 2018, le fondateur de Carbon Engineering et professeur à Harvard, David W. Keith, est arrivé à une fourchette de prix de 94 à 232 dollars US par tonne, une fois que la technologie aura atteint l'échelle commerciale. C'est encore un peu loin du prix que les entreprises paient aujourd'hui pour le dioxyde de carbone utilisé commercialement dans les processus industriels - entre 65 et 110 dollars US.

Global Thermostat est moins cher. Dans son installation de démonstration à Huntsville, en Alabama, elle semble pouvoir éliminer le CO2 pour seulement 120 dollars US par tonne. Ce serait vraiment révolutionnaire. Car le prix se situerait déjà dans la fourchette de ce que les entreprises paient aujourd'hui pour le gaz carbonique industriel. Contrairement à d'autres initiatives de capture du carbone, Global Thermostat n'a donc pas besoin de subventions gouvernementales ou de certificats de carbone issus du commerce du CO2 pour être rentable et viable.

La technique de Global Thermostat repose sur des liants organo-chimiques liés à des nids d'abeilles poreux en céramique qui agissent comme des éponges de carbone. Des matériaux et des procédés similaires sont utilisés depuis des décennies à d'autres fins et il a été démontré qu'ils peuvent être facilement mis à l'échelle.

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Les produits chimiques fixent le CO2, qui est aspiré par de grands ventilateurs, aussi bien directement de l'atmosphère que des cheminées de centrales électriques ou d'une combinaison des deux - ce qui est unique jusqu'à présent. À une température relativement basse de 85 à 100 degrés, le CO2 peut être lavé avec de la vapeur, qui peut idéalement être obtenue à partir de la chaleur de processus ou de la chaleur résiduelle d'autres entreprises. Les nids d'abeilles en céramique peuvent ensuite être à nouveau chargés de CO2. Ce processus ne nécessite que de la vapeur et de l'électricité, il n'y a pas d'émissions ni d'eaux usées.

Vu le prix avantageux, il n'est pas étonnant que des contrats aient déjà été conclus avec de grandes entreprises comme Coca-Cola. La multinationale des boissons veut utiliser le gaz pour ses boissons gazeuses. Le géant du pétrole et du gaz Exxon est également de la partie. Il souhaite lancer une activité "carbon-to-fuel" à l'aide du CO2, produire du pétrole à base de dioxyde de carbone.

Les marchés de Global Thermostat se situent donc dans tous les secteurs de production qui ont déjà besoin de CO2 aujourd'hui. Outre l'industrie des boissons et des carburants, il s'agit de fabricants de matières plastiques et de matériaux de construction ainsi que de gaz industriels et d'installations de dessalement de l'eau, dans lesquelles l'eau propre doit être enrichie de carbonates pouvant être produits à partir de gaz CO2.

Les perspectives pour l'environnement - et les entreprises - sont donc gigantesques. Aujourd'hui, les investisseurs en capital-risque sont largement d'accord pour dire que le captage direct du CO2 pourrait devenir l'une des plus grandes industries du monde d'ici le milieu du siècle.       

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Un rendement double.

Photovoltaïque et agriculture - cela ne peut-il pas fonctionner sur les mêmes surfaces ? "Peut", informe Reiner Egner, directeur de Tubesolar AG : "Les légumes, les salades, les tomates, les piments - toutes ces plantes et bien d'autres encore ont parfois obtenu de meilleurs rendements sous nos installations pilotes agri-photovoltaïques que sur des terres agricoles sans installation solaire".

L'idée : produire de l'électricité avec des panneaux solaires en forme de tubes. Ils sont montés sur des échasses, par exemple à cinq mètres de hauteur, au-dessus des terres agricoles. Les avantages sont évidents : Perméabilité à la pluie et électricité propre ainsi qu'ombrage léger des surfaces agricoles, ce qui protège le sol en cas de soleil extrême. "En fin de compte, il est possible d'obtenir des rendements plus élevés dans l'agriculture tout en produisant de l'électricité propre", explique Egner. Selon lui, le monde connaît de plus en plus de journées chaudes et de longues périodes de sécheresse. Les tubes solaires aident à réduire l'assèchement du sol, ils sont perméables à la pluie, résistants aux intempéries et les tracteurs peuvent passer sous eux. A terme, selon sa vision, les tubes photovoltaïques à couche mince devraient atteindre une capacité de production annuelle de 250 mégawatts.

Les marchés visés par Egner sont, outre l'agri-photovoltaïque, les toits commerciaux industriels avec une végétalisation correspondante - "un marché avec un potentiel de gigawatts rien qu'en Bavière pour les bâtiments commerciaux existants et en projet. Grâce à l'utilisation de nos modules sur les toits industriels et commerciaux, nous contribuons considérablement, en combinaison avec la végétalisation des toits, à la protection de l'environnement et du climat tout en produisant de l'énergie". Selon lui, l'équipe a déjà résolu les principaux défis concernant la statique et la surface d'exposition à l'air.

Fin 2019, Tubesolar a été créé en tant que spin-off du laboratoire de fabrication d'Osram/Ledvance à Augsbourg. Outre Reiner Egner, le directeur technique Jürgen Gallina fait depuis partie du conseil d'administration, l'actionnaire majoritaire étant l'entrepreneur de Kulmbach Bernd Förtsch.

À l'époque, Osram/Ledvance fabriquait entre autres des tubes fluorescents qui servaient de base aux tubes photovoltaïques à couche mince. "Le produit avait besoin d'un investisseur, car les investisseurs chinois ne voulaient pas installer de production solaire en Allemagne", raconte Egner. Et ils ne s'intéressaient pas aux tubes solaires ni au savoir-faire des employés. Vesselinka Koch, qui avait apporté cette idée de tubes à couches minces à Osram, lui a demandé d'aller voir l'entreprise de plus près - ce qu'il a fait.

Egner a alors rencontré des développeurs et des constructeurs de machines motivés et dotés d'une très grande expérience sur un marché que le banquier de formation considérait comme porteur. "Nous avons ensuite trouvé des investisseurs stratégiques qui ont acquis des brevets pour la fabrication de tubes solaires et repris dix employés dans un premier temps".

Une coopération que Tubesolar a conclue avec la société américaine Ascent Solar (ASTI) offre un potentiel particulier. La start-up a pris une participation de 2,5 millions de dollars dans l'entreprise américaine et s'est ainsi assurée une deuxième source de livraison de gros volumes de films photovoltaïques à couches minces pour ses modules à tubes de verre. Il est en outre prévu de mettre en place un site de production commun en Allemagne et de développer des cellules solaires spéciales.

Ces cellules tandem CIGS-Pérovskite sont très efficaces et peu coûteuses à fabriquer. "Elles ont donc un potentiel disruptif dans l'industrie solaire, car les cellules en silicium monocristallin, leaders du marché, se rapprochent de plus en plus de leur maximum d'efficacité pratique", écrit l'analyste Karsten von Blumenthal de First Berlin Equity Research.

En 2020, Tubesolar a enregistré une perte nette de 2,3 millions d'euros. De même, aucun chiffre d'affaires n'a été réalisé au premier semestre 2021. La perte nette s'est élevée à 1,2 million d'euros. L'entreprise avait surtout besoin d'argent pour construire une installation de production entièrement automatisée. Pour ce faire, l'État libre de Bavière a promis une subvention de 10,8 millions d'euros, Tubesolar en assumant une autre partie grâce à deux augmentations de capital déjà placées. La dernière en date, d'un montant de 6,5 millions d'euros, s'est achevée avec succès en mars de cette année. "Avec notre installation de production automatisée, nous pouvons passer à l'échelle et proposer des prix compétitifs", explique Egner.

Le plus grand risque pour Tubesolar est l'attente de la certification des modules par le TÜV. Egner l'attend dans les prochains mois. Ce n'est qu'une fois la certification obtenue que la production pourra démarrer - "nous prévoyons le début de la commercialisation au cours du deuxième semestre 2022", informe Reiner Egner.

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Le bois au lieu du pétrole.

Lorsque Florent Héroguel ferme les yeux, il voit un monde dans lequel le pétrole ne joue plus aucun rôle. "Notre vision est que tout ce qui est produit aujourd'hui à partir du pétrole pourra être produit demain à partir de la biomasse, grâce à la technologie de notre start-up Bloom".

Comment y parvenir ? Bloom prend un carbone que l'on trouve déjà en grande quantité dans la nature, la lignine, et le transforme en une matière première chimique qui peut être utilisée partout où des matières premières fossiles ont été employées jusqu'à présent. "La lignine", explique Remy Buser, cofondateur et actuel CEO de Bloom, "est le deuxième biopolymère le plus répandu sur la planète. C'est le matériau de soutien dans le bois - un peu comme le béton armé dans une construction. Sa structure est très similaire à celle du pétrole. Il n'a juste pas encore été utilisé, car pendant très longtemps, il était tout simplement impossible de l'extraire".

Pendant longtemps, les chercheurs n'ont apparemment tout simplement pas compris sa structure et ses propriétés. Des réactions inattendues et indésirables ont toujours conduit à la destruction de la lignine pendant le processus d'extraction. C'est pourquoi son extraction n'a jamais été rentable jusqu'à présent. Bloom a désormais surmonté ce point faible.

L'entreprise est issue d'une spin-off de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne et a été fondée en 2019 par deux chimistes, Remy Buser et Florent Héroguel. Le siège de Bloom se trouve à Marly, dans la banlieue de Fribourg, en Suisse francophone. Bloom", explique Remy Buser, "a utilisé des outils d'analyse de pointe pour développer une "chimie de stabilisation" unique. Elle permet d'extraire la lignine dans sa structure naturelle et d'utiliser pleinement ses propriétés pour des applications dans l'industrie chimique".

Le potentiel de la lignine est en effet considérable. Le bois est par exemple composé de 40 à 50 % de cellulose, de 20 à 30 % d'hémicellulose et de 15 à 30 % de lignine. Avec la cellulose et la chitine, la lignine est le polymère le plus répandu dans la nature. Maintenant que l'extraction de la lignine est devenue rentable grâce à la technologie de Bloom, d'énormes possibilités s'ouvrent pour utiliser et exploiter les réserves déjà existantes de cette matière première.

Le marché des carbones et des composés carbonés est en effet énorme. Ils sont présents dans presque tous les objets de notre vie quotidienne - en principe partout où il y a du plastique : plastiques, voitures, médicaments, peinture, et même dans les aliments sous forme de substances aromatiques. En Allemagne, les composés carbonés proviennent à 87 pour cent de matières premières fossiles comme le pétrole, le gaz naturel ou le charbon. Pour l'instant. Car si l'on en croit les fondateurs de Bloom, cela va changer à l'avenir.

La matière première lignine ne manque pas. Rien que dans l'industrie du papier, environ 50 millions de tonnes de lignine sont produites chaque année dans le monde en tant que déchets - un déchet qui peut désormais être transformé en une matière première extrêmement précieuse et durable. "Si vous prenez une tonne de bois qui a une valeur de 100 dollars, ce bois contient des matières premières d'une valeur de 1000 dollars", calcule Remy Buser.

De plus, "la ressource bois est produite de manière durable et sa production n'est pas en concurrence directe avec la nourriture, il n'y a donc pas de problème éthique", sait le Dr Marcus Lingenfelder, spécialiste des forêts à l'université de Fribourg.

Bloom est encore en phase de développement. "La technologie a été validée à l'échelle pilote, il faut maintenant qu'elle devienne un procédé commercial", explique Remy Buser. "A plus long terme, nous souhaitons développer une nouvelle source de carbone durable, notamment pour l'industrie pétrochimique. Mais l'entrée sur le marché se fera d'abord par des marchés de faible volume et de grande valeur".

Les marchés dont parle Buser sont ceux des parfums, des arômes et des cosmétiques, des marchés où les marges sont traditionnellement très élevées. Un autre domaine très intéressant est le marché de la résine phénolique, qui a déjà dépassé les dix milliards de dollars il y a quelques années.

"Ces marchés peuvent être intégrés dans la stratégie de Bloom dans les 18 à 24 prochains mois", explique Sebastian Heitmann, partenaire de la société d'investissement d'impact allemande Extantia. Sebastian Heitmann accompagne Bloom depuis plus d'un an et est convaincu par le concept. "La technologie convient, l'équipe travaille avec une grande motivation - dans moins de deux ans, nous aurons les premiers résultats concrets".

"Le fait que tous ceux qui travaillent encore aujourd'hui avec des produits à base de combustibles fossiles doivent s'adapter à un monde décarbonisé joue en notre faveur", déclare Remy Buser, "les législateurs vont contribuer à favoriser cette transition".

Heitmann en est sûr : Bloom aura remboursé l'investissement nécessaire à son développement d'ici 2030 au plus tard. Si le modèle commercial fonctionne pleinement, Bloom deviendra un Gigacorn : une entreprise dont la technologie permet d'économiser plus d'un milliard de tonnes de CO2 par an. En perspective, les émissions de CO2 de l'UE pourraient ainsi être réduites de 33 pour cent. C'est à peu près l'équivalent des émissions de CO2 de 35 millions de voitures. Un impact positif énorme.            

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Du carburant à base de CO2.

L'un des grands espoirs dans la lutte contre le changement climatique est la mobilité électrique. Mais même s'il y avait suffisamment de stations de recharge, de lignes électriques correspondantes et d'énormes quantités d'électricité verte, d'autres solutions sont nécessaires pour l'aviation, la navigation et le transport de marchandises lourdes.

Les e-fuels, des carburants à base d'électricité produits à partir de CO2 et d'eau, peuvent constituer une alternative : E-kérosène, E-diesel et E-essence. Ces carburants présentent les mêmes propriétés et qualités que les carburants fossiles et peuvent être introduits dans les moteurs et les entraînements existants. Il n'est pas nécessaire de modifier les moteurs ni de construire de nouvelles infrastructures. Et le plus intéressant, c'est que la production de ces carburants nécessite du CO2.

"Lorsque nous parlons de décarbonisation", explique Sebastian Heitmann, partenaire de la société d'investissement d'impact Extantia, "il y a essentiellement deux possibilités : Nous pouvons essayer d'éviter que plus de CO2 ne soit mis en circulation. C'est généralement laborieux et coûteux. Ou nous pouvons essayer de transformer le CO2 existant grâce à des technologies intelligentes de telle sorte que nous puissions ainsi couvrir nos besoins en carbone. Si nous parvenons à gérer le CO2 qui est là, sans en augmenter la quantité en soi, nous créons une économie circulaire".

Le projet P2X de Copernic montre à quoi ressemble un tel cycle. La première installation intégrée au monde y produit du carburant à partir d'air, d'eau et d'électricité renouvelable. Outre l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), trois entreprises participent à ce prototype : Climeworks, sunfire et Ineratec.

Le carburant est produit en quatre étapes. Dans la première étape, le CO2 est filtré de l'air. En principe, le dioxyde de carbone peut être prélevé là où il est de toute façon produit, c'est-à-dire dans les installations industrielles ou de biogaz. L'entreprise suisse Climeworks propose une solution très élégante à cet effet. Elle est leader mondial avec sa technologie et filtre le CO2 directement dans l'air ambiant (private wealth, édition 04/2017). "Nos installations", explique Louise Charles de Climeworks, "peuvent être placées n'importe où dans le monde. Elles sont modulables, évolutives et peuvent être produites en masse".

Dans un deuxième temps, c'est la technologie de sunfire qui est utilisée. L'entreprise a été fondée en 2010 et a son siège à Dresde. Aujourd'hui, sunfire est un leader mondial de l'électrolyse. Sa vision est "une vie sans combustibles fossiles".

Dans le processus dit Power-to-Liquid, sunfire transforme le CO2 et l'eau en un gaz de synthèse vert, un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone, au moyen d'électricité renouvelable.

L'étape suivante, la troisième, fait appel au savoir-faire de l'entreprise suisse Ineratec. "Au moyen de la synthèse dite de Fisher-Troops, le gaz de synthèse est transformé en hydrocarbures de différentes longueurs de chaîne", explique Roland Dittmeyer du KIT. "Ces molécules d'hydrocarbures sont ensuite les produits bruts pour les carburants synthétiques renouvelables - comparables au pétrole brut".

"Avec sa technologie, Ineratec a des années d'avance sur ses concurrents", explique Sebastian Heitmann. Selon lui, cette technologie innovante permettrait de réduire de près d'un tiers les émissions de CO2 à l'échelle de l'UE. Ineratec aurait donc également l'étoffe d'un Gigacorn, une entreprise capable d'économiser un milliard de tonnes de CO2 par an.

Enfin, lors de la dernière et quatrième étape - développée par les chercheurs du KIT - les produits bruts ainsi obtenus sont transformés en carburant liquide lors d'une nouvelle étape de réaction. Ils sont donc raffinés : en e-kérosène, e-diesel et e-essence.

Toute la technologie nécessaire tient dans un conteneur de neuf mètres de large. Le cycle fonctionne et est efficace. "Plus de 90 pour cent du carbone qui a été filtré de l'air lors de la première étape se retrouve dans le produit liquide", explique Roland Dittmeyer. Mieux encore : le kérosène synthétique brûle plus proprement que le combustible fossile. De plus, la chaleur dégagée par la synthèse à l'étape trois peut être récupérée et utilisée pour l'électrolyse à l'étape deux. 60 pour cent de l'électricité consommée est ainsi stockée dans le carburant liquide.

Les combustibles fossiles peuvent donc effectivement être remplacés par des e-fuels synthétiques renouvelables. L'utilisation de l'e-kérosène dans les avions rendrait les vols climatiquement neutres. L'utilisation de l'e-fioul dans le transport lourd pourrait réduire les émissions de CO2 - sans coûts d'investissement élevés pour le passage à de nouvelles technologies de propulsion ou à des installations de ravitaillement. Il en va de même pour la navigation. Là aussi, les e-fuels peuvent contribuer de manière significative à la décarbonisation.

En Norvège, une première installation industrielle de production d'e-fuel a déjà été construite. Les installations de filtrage de Climeworks extraient le CO2 de l'air. Les procédés d'électrolyse de sunfire le transforment en carburant renouvelable. L'installation est alimentée à 100 % par de l'électricité renouvelable provenant de Norvège. Au cours des trois prochaines années, dix millions de litres de carburant renouvelable seront ainsi fournis chaque année aux marchés norvégien et européen. L'installation pourra être étendue à 100 millions de litres par an.

À Werlte, dans le nord de l'Allemagne, la plus grande installation Power-to-Liquid au monde à ce jour a été construite pour la production d'e-kérosène avec la technologie d'Ineratec. L'installation produira plus de 350 tonnes d'e-kérosène neutre en CO2 et approvisionnera les compagnies aériennes allemandes. Et ce n'est qu'un début.

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"En 2022, Ineratec prévoit de mettre en service à Francfort-sur-le-Main une autre installation industrielle pionnière pour la production de carburants synthétiques durables", explique Philipp Engelkamp, cofondateur et directeur d'Ineratec. Le site est stratégiquement bien choisi, car le parc industriel de Höchst garantit un accès peu coûteux à l'hydrogène renouvelable ainsi qu'au CO2 provenant d'une installation de biogaz.

"Nous voulons produire ici", dit Philipp Engelkamp, "jusqu'à 3500 tonnes ou 4,6 millions de litres d'e-fuel par an à partir de jusqu'à 10000 tonnes de dioxyde de carbone biogène et d'électricité renouvelable. Cette installation pionnière sera la plus grande jamais construite par Ineratec et servira de précurseur à d'autres projets Power-to-Liquid dans le monde".

Chaque litre d'E-Fuel remplacera alors un litre de carburant d'origine fossile. Le cycle a commencé. Il ne reste plus qu'à la politique de veiller à ce que l'on fasse effectivement le plein de carburant renouvelable en augmentant progressivement les quotas de mélange pour les e-fuels dans le transport aérien comme dans le transport routier. La technologie a prouvé qu'elle fonctionne.

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De l'électricité pour l'Afrique.

L'énergie est la clé de tout. Or, en Afrique subsaharienne, plus de 600 millions de personnes n'ont pas accès à l'électricité. Et donc à l'éducation, à la santé et, en fin de compte, à l'autodétermination. "Si nous voulons que l'Afrique se développe tout en étant neutre en carbone, nous devons donner au continent la possibilité de produire de l'électricité avec un bilan carbone neutre", affirment Torsten et Aida Schreiber.

Ils ont fondé Africa GreenTec en 2016. L'entreprise apporte de l'électricité solaire dans les villages souvent très éloignés. Pour ce faire, elle assemble ce qu'elle appelle un "Solartainer" - un conteneur standard de douze mètres de long contenant des panneaux solaires et l'électronique correspondante.

Sur place, les panneaux de la centrale solaire peuvent être montés et mis en service en quelques heures avec la main-d'œuvre locale. Un "mini-réseau", c'est-à-dire un réseau électrique autonome, distribue l'électricité dans les ateliers et les magasins des petits entrepreneurs ainsi que dans les habitations des habitants. Les villageois peuvent payer l'électricité grâce à un système tarifaire prépayé adapté à leurs moyens financiers. L'exploitant reste Africa Greentec, qui peut également mettre à disposition d'autres services, comme des réfrigérateurs ou des installations de traitement de l'eau, qui peuvent également être installés et entretenus par les collaborateurs locaux.

Comme Aida Schreiber est originaire du Mali, son entreprise a pu s'appuyer sur un vaste réseau informel dans ce pays. C'est pourquoi Africa GreenTec a commencé ici aussi à chercher des ImpactSites, c'est-à-dire des lieux qui ont de bonnes chances de se développer, même par leurs propres moyens, et dont les habitants sont motivés pour faire bouger les choses.

Actuellement, il s'agit surtout de localités de 3000 à 5000 habitants qui disposent déjà d'une sorte de classe moyenne, d'une école et d'un dispensaire, dans lesquels les écrivains installent leurs conteneurs solaires et leurs mini-réseaux. La classe moyenne en africain signifie : des artisans comme des menuisiers, des ébénistes, des forgerons, des selliers, mais aussi des commerçantes sur le marché ou avec de petites boutiques et des restaurants. L'électricité leur donne les moyens de se développer économiquement et d'améliorer leur niveau de vie.

Ce faisant, Africa GreenTec se considère comme une entreprise sociale. "Tout ce qui dépasse le seuil de rentabilité est réinvesti", a déclaré Schreiber lors d'une interview radio. Aujourd'hui, 15 de ces ImpactSites se sont déjà établis au Mali autour de Solartainer, un autre se trouve au Niger. La vision est de transformer d'ici 2030 trois millions de personnes dans 1000 villages africains en ImpactSites qui s'autofinancent et fonctionnent de manière durable.

Une première campagne de crowdinvestment a permis de récolter plus de quatre millions d'euros. Le prochain tour est en cours de planification. Dans un autre projet, Africa GreenTec veut soutenir le Haut Commissariat des Nations Unies pour les réfugiés (HCR) au lac Tchad avec son infrastructure solaire. Pour cela, elle proposera des prêts subordonnés à taux d'intérêt fixe. Plus à l'ouest, au Sénégal, des pompes à eau en mauvais état, fonctionnant au diesel, seront remplacées par 100 pompes fonctionnant à l'énergie solaire. Cela coûtera un demi-million d'euros. Pour cela aussi, l'entreprise proposera prochainement des prêts subordonnés à un taux d'intérêt fixe de 4,25 pour cent.

Les Schreiber ont peut-être raison de penser que les investissements privés peuvent être un contre-modèle à l'aide au développement traditionnelle. Ils pensent qu'avec un soutien adéquat, le continent africain parviendra à se diriger seul vers une économie énergétique efficace et renouvelable.

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Un réchaud très cool.

Faire la cuisine est un vrai problème en Afrique. Au Nigeria, par exemple, 96 pour cent des ménages utilisent des fours à charbon de bois ou à kérosène. Non seulement ces combustibles sont souvent exorbitants, mais ils sont surtout dangereux pour les femmes et les enfants : chaque année, quatre millions de personnes meurent à cause de la fumée. Enfin, l'environnement et le climat en pâtissent également.

"J'ai grandi dans un village et j'ai vu les gens contracter des maladies pulmonaires chroniques à cause des fumées des feux de cuisson ouverts", raconte Okey Esse. "J'ai quitté le village pour étudier la physique - heureusement. Dans les laboratoires de l'université, j'ai fait des expériences sur la manière d'optimiser le processus de combustion dans les fours".

Dans la capitale du Nigeria, à Abuja, Esse produit depuis 2018 dans son entreprise le PowerStove , des petits fours de cuisson qui peuvent être alimentés par des granulés de bois et des restes de récolte. Cela peut paraître low-tech, mais il s'agit en fait d'un système extrêmement sophistiqué permettant de brûler des combustibles renouvelables sans laisser de résidus - et accessoirement de produire et de stocker de l'électricité. Mieux encore : les cuisinières disposent même d'une connexion Internet.

Grâce à une ingénieuse alimentation en air par 85 buses, le matériau brûle jusqu'à 1000 degrés, totalement sans fumée et sans résidus. Ainsi, la nourriture est cuite en un cinquième du temps, comparé aux foyers au charbon de bois ou au kérosène utilisés habituellement en Afrique. Ils sont donc très économiques, d'autant plus que les pellets sont moins chers pour le même rendement énergétique.

En outre, la cuisinière produit de l'électricité, une solution élégante dans de nombreux villages éloignés de toute ligne électrique. Stockée dans une batterie, elle est également disponible en dehors des heures de repas pour l'éclairage et la recharge des téléphones. "Nous proposons onze modèles différents, dont le prix varie entre dix et 110 dollars selon la taille", explique Esse.

Mais comme 42 pour cent des clients de PowerStove n'ont pas plus de deux dollars par jour pour vivre, l'entreprise d'Esse propose la solution "Buy as you Cook", dans laquelle les utilisateurs paient la cuisinière par petites sommes en fonction des heures de cuisson. Pour ce faire, la connexion Internet permet de prélever les coûts au centime près, en fonction des heures d'utilisation. Au bout de deux mois et demi, la plupart des clients ont déjà amorti leur cuisinière, surtout s'ils passent des fours à charbon de bois ou à kérosène utilisés en Afrique.

L'appareil high-tech d'Okey Ese résout ainsi l'un des problèmes les plus urgents du continent. Les gaz d'échappement du PowerStove sont aussi faibles que ceux d'une cuisinière à gaz et émettent donc peu de dioxyde de carbone.

L'année dernière, la société de capital-risque GreenTec Capital Partners a investi dans PowerStove. Cela a permis à l'entreprise d'installer une deuxième production à Abuja et d'augmenter la capacité de production à 25000 fours par mois.

Mais Esse voit encore plus grand. PowerStove doit devenir une véritable entreprise panafricaine. La prochaine étape qu'il envisage est d'installer une unité d'assemblage final au Zimbabwe. Comme le pays est situé au centre de l'Afrique australe, il est possible de desservir plus rapidement le marché en pleine croissance des pays voisins. 

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Une deuxième vie pour les batteries.

L'e-mobilité peut apporter une contribution importante à l'atténuation du changement climatique. Mais elle pose un nouveau problème : que faire des batteries usagées, qui sont généralement retirées des voitures dès qu'elles ne fonctionnent plus qu'à 80 % de leur capacité ?

D'ici 2025, environ sept millions de batteries usagées seront libérées par l'e-mobilité - elles contiennent encore suffisamment d'énergie pour alimenter une ville comme Berlin en courant de batterie pendant environ 50 jours. Même si la batterie est recyclée, c'est un pur gaspillage d'énergie. "C'est un tsunami de batteries usagées qui nous attend. Je me suis donc demandé si nous ne pouvions pas prolonger leur vie et leur donner une seconde vie. Avec mon entreprise betteries, j'ai alors développé une solution qui a le potentiel d'économiser 0,5 gigatonne de CO2 d'ici 2030", raconte le fondateur Rainer Hönig.

L'idée est simple - la technique ne l'est pas : Hönig a développé un procédé qui lui permet de démonter le cœur des batteries électriques, les modules lithium-ion, et de les assembler en de nouvelles batteries mobiles performantes. "Nous prolongeons ainsi la vie productive des modules lithium-ion de cinq à dix ans. De plus, nous garantissons que les parties valorisables des batteries seront ensuite recyclées", raconte-t-il.

Rainer Hönig a eu sa première impulsion pour participer à la définition des défis sociaux dès 2009 : "J'étais alors manager chez Rolls-Royce plc en Angleterre et j'ai participé à une formation continue inhabituelle d'un an". Il s'agissait de mettre en relation de grandes entreprises prospères avec des entrepreneurs sociaux. "Dans ce cadre, je me suis également rendu au Bangladesh chez Yunus, le prix Nobel de la paix qui a inventé le microcrédit. Nous avons observé ses activités. Ça a changé ma façon de penser, de voir les choses - ça m'a fait quelque chose". Après la formation continue, Hönig initie plusieurs choses dans le sens de la durabilité chez son employeur. Mais cela n'a pas l'impact qu'il aurait souhaité. En 2016, l'ingénieur aérospatial quitte Rolls-Royce. Il veut apporter sa contribution à la protection de la planète, "dans le domaine que je connais bien : l'énergie et la mobilité. Je voulais donner au plus grand nombre de personnes un accès abordable à une énergie mobile propre produite par des batteries". Comme il conduit lui-même des voitures électriques, il a eu l'idée de démonter et de réassembler des batteries de voiture dans son garage avec quelques étudiants - "c'est ainsi que betteries est né en 2018".

Il raconte que les défis à relever lors de la mise en place de betteries étaient immenses. "Il n'y avait encore rien - aucun processus efficace pour le démontage des modules lithium-ion, aucune expérience et peu de partenaires. Car à l'époque, si beaucoup pensaient à la vente de voitures électriques, presque personne ne pensait à ce que deviendraient les batteries après leur utilisation". Il trouve une oreille attentive chez Renault Mobilize. "L'équipe dirigeante y voulait déjà à l'époque aborder le thème de l'économie circulaire de manière progressive". Avec Renault, betteries travaille désormais en coopération, ce qui assure surtout à la start-up l'accès aux batteries usagées et aux capacités de production industrielle. À partir de 2022, les batteries de seconde vie devraient être assemblées dans l'usine Renault.

Selon lui, les acheteurs potentiels sont plus que nombreux. "La distribution qui vend aujourd'hui des petits générateurs et qui devra demain proposer des systèmes d'énergie durable. Les entreprises qui louent des parcs de machines pour l'industrie du bâtiment, les événements, les fêtes, le cinéma et la télévision. Les entreprises qui intègrent des batteries de seconde vie dans d'autres systèmes, comme les petits véhicules Piaggio ou les tuk-tuks dans l'espace asiatique, qui sont actuellement convertis à la propulsion électrique. Ou l'ensemble des projets. C'est par exemple quelqu'un qui veut convertir 50 petits dispensaires en Afrique à l'énergie solaire et qui a besoin d'un stockage stationnaire et mobile, d'une alimentation en énergie décentralisée qui doit être respectueuse du climat".

La concurrence est toutefois intense. "Nos concurrents sont en effet des produits neufs dont le prix baisse chaque année. Nous devons donc convaincre les acheteurs que la deuxième utilisation des batteries n'entraîne pas de perte de performance. Nous sommes encore moins chers que les produits neufs - le maintien de cette situation dépend fortement de l'efficacité de nos processus et de notre capacité d'innovation. Et la seule chose qui nous protège est de courir au moins aussi vite que la concurrence et d'innover en permanence pour créer de la valeur ajoutée pour le client".

Au début, Hönig n'a investi que son propre argent, puis des amis de son réseau l'ont rejoint en tant qu'investisseurs providentiels. Lors du premier tour d'amorçage officiel, il attache une grande importance à l'alignement de la mission de ses donateurs. "Nous voulons des personnes qui partagent nos objectifs et qui tendent vers la même direction. Ils doivent en outre apporter une valeur ajoutée - par leur réseau, leurs débouchés, leur expérience". Il a trouvé des investisseurs d'impact - un fonds financé par la fondation Shell et un fonds Pledge de personnes fortunées qui poursuivent des objectifs climatiques. Tous deux veulent un retour social en plus du retour financier.

Aujourd'hui, la start-up réalise déjà "quelques 100000 euros de chiffre d'affaires", comme le dit Hönig. Officiellement, l'entreprise en est toutefois encore à la phase de pré-revenu. "Nous sommes en train d'apprendre comment fonctionne la mise sur le marché. Nos batteries sont déjà utilisées au Sénégal, au Portugal et au Belize, en Amérique centrale, ainsi qu'en Allemagne. Mais la vraie vague viendra avec l'homologation du produit l'année prochaine".

C'est pourquoi il se remet actuellement à la recherche d'investisseurs avec un plan concret. Les prochaines étapes sont les suivantes : Homologuer le produit d'ici début 2022, lancer le produit, générer les premiers chiffres d'affaires, conclure le tour de financement qui assurera la croissance pour les 24 prochains mois et établir la prochaine catégorie de produits, une plus grande. "Si nous réussissons, nous aurons évité au moins 0,5 gigatonne de CO2 d'ici 2030, fourni de l'électricité propre à des millions de personnes et donné un coup de pouce à l'économie circulaire".

Dans cinq ans, dit cet homme aujourd'hui âgé de 58 ans, il sera sorti et aura transmis l'entreprise à de jeunes collègues. "Ils la feront alors vraiment grandir. Je regarderai cela et serai fier d'avoir mis cela en place".   

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Les sauveurs de la forêt.

Lors du sommet mondial sur le climat à Glasgow, plus de 100 pays se sont engagés à stopper la destruction des forêts d'ici 2030. Les forêts sont en effet importantes, car elles absorbent environ un tiers des émissions de CO2 émises chaque année par l'homme.

Mais actuellement, les surfaces forestières diminuent de manière inquiétante. Chaque minute, selon les chercheurs présents au sommet sur le climat, une surface équivalente à 27 terrains de football disparaît en raison du défrichage, des incendies ou des dommages causés à la forêt.

Même en Allemagne, il existe actuellement environ 300000 hectares de ces surfaces dites endommagées. "Il y a quelque chose qui ne va pas du tout", estime Ole Seidenberg : "Chaque année, il y en a de plus en plus, et à cela s'ajoutent de grandes surfaces de conversion, c'est-à-dire des forêts qui existent actuellement encore en monoculture et qui devraient rapidement devenir des forêts mixtes afin de pouvoir résister au changement climatique".

Problème : le reboisement est coûteux, surtout dans les zones difficiles d'accès. "Actuellement, la mise en place de jeunes plants coûte environ 4000 à 10000 euros par hectare. Pour sécuriser les sols et les nutriments sur les pentes abruptes, il faut même parfois faire appel à un hélicoptère. Il coûte 18 euros par minute. Ce n'est pas ainsi que nous avancerons sur ce sujet".

Seidenberg est l'un des trois fondateurs de la start-up Skyseed. Sa mission : reboiser efficacement et à moindre coût les surfaces forestières endommagées en Allemagne et en Europe à l'aide d'un drone développé par ses soins et de graines d'arbres dans une enveloppe de granulés. "Les drones peuvent être utilisés rapidement et partout. Plus la surface est grande ou difficile à atteindre, plus le drone est utile. Et les pellets permettent d'éviter le gaspillage de semences. Le granulé protège, il est purement écologique, il peut stocker plus d'eau et les micro-organismes ainsi que les cultures de champignons, qui sont de toute façon dans le sol forestier, peuvent former une meilleure symbiose avec les nutriments contenus dans les semences. La germination et la croissance sont nettement favorisées".

En collaboration avec les frères Dominik et Simon Wind, Seidenberg a constitué une équipe en l'espace d'environ un an et configuré le drone qui, grâce à deux mécanismes de largage différents, peut répandre presque toutes les espèces d'arbres à différents endroits. La preuve de concept est actuellement en cours : "Nous avons dix sites de test, dont une forêt nationale, plusieurs grandes forêts appartenant à des nobles et des surfaces qui font l'objet d'un suivi scientifique par l'université technique de Munich", raconte Seidenberg. Sur une trentaine d'hectares, ils ont épandu des pellets à l'aide de leur drone en automne. "Il y a là des sols différents, des conditions climatiques différentes".

Et c'est important, car le dernier tour de financement a fourni à la start-up de l'argent qui suffit jusqu'en février. Jusqu'à présent, les fondateurs ont récolté un demi-million d'euros auprès de 13 investisseurs. La plupart d'entre eux apportent leur expérience d'entrepreneur, les propriétaires forestiers également leurs contacts avec des vendeurs de semences. "L'un ou l'autre investisseur nous soutiendra encore jusqu'en avril, mais nous aurons alors besoin de résultats - et de 1,5 à 2 millions d'euros pour pouvoir passer à l'échelle".

Sa vision : à l'avenir, les propriétaires forestiers devraient pouvoir jeter un coup d'œil numérique sur leurs terres à l'aide de Skyseed. Le sol est analysé, ce qui permet de déterminer à l'avance quelle espèce d'arbre conviendrait le mieux avec quel mélange. En même temps, il doit être possible de comparer en temps réel avec une chaîne d'approvisionnement numérique si les graines souhaitées peuvent être achetées et où et à quel prix.

L'offre au propriétaire forestier se fait donc idéalement pendant l'entretien. Celui-ci peut l'accepter immédiatement d'un simple clic. Un autre clic permet de déclencher automatiquement la commande et de lancer le processus. En 2022, Skyseed souhaite atteindre une surface de reboisement de 500 hectares et prouver que les semences en granulés ont un net avantage sur les plants.

Mais ce n'est qu'un début. "Les drones auront une plus grande portée, les batteries seront plus puissantes, ils seront capables de remorquer davantage et de voler hors de vue", explique Seidenberg. Son objectif est donc de fournir dix pour cent du marché allemand du reboisement d'ici cinq ans.

"Actuellement, 300000 hectares sont déjà en cours d'exploitation - uniquement en Allemagne. Et le problème va s'aggraver". Seidenberg s'attend à ce qu'environ 120 000 hectares supplémentaires soient reboisés chaque année : "Ni les pépinières ni notre propre personnel ne peuvent suivre. Il en résulte de plus en plus de surfaces libres qui se dessèchent et s'embroussaillent en plein soleil, sans ensemencement rapide. C'est pourquoi chaque année compte - et c'est là que nous entrons en jeu, notamment avec notre mélange préforestier". Pour cela, il est urgent de prendre des mesures préventives contre la désertification en Grèce. Ou la transformation de la forêt d'eucalyptus au Portugal. "Il y a énormément à faire".

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Auteurs :

Yvonne Döbler, Sabine Holzknecht, Klaus Meitinger, Hanns J. Neubert.

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