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Développer des carburants alternatifs

Automobile-débat

L'avenir est à la diversification des sources d'énergie utilisées dans les transports, avec une introduction progressive de carburants offrant de nettes améliorations sur le plan des émissions de CO 2 .

Cadres Bleus


+ Les biocarburants
+ Le Gaz de Pétrole Liquéfié carburant (GPLc)
+ Le gaz naturel (GNV)
+ Les carburants de synthèse
+ Des carburants à différents stades de développement

 

Les biocarburants : un réel complément aux carburants pétroliers
Carburants-alternatifs

Il existe aujourd'hui deux grands types de biocarburants produits à grande échelle à partir de matières premières végétales. L'éthanol pour le moteur à essence est produit à partir de plantes sucrières (canne à sucre et betterave) ou de plantes amylacées (blé ou maïs). Il constitue le principal biocarburant en termes de volumes consommés dans le monde. Le biodiesel destiné au moteur diesel est produit par estérification d'huiles végétales (colza, tournesol, palme).

Les biocarburants peuvent être mélangés directement aux carburants actuels à des teneurs variables et sans adaptation particulière des moteurs, bénéficiant ainsi des réseaux de distribution existants. Mais ils n'ont pas vocation à se substituer entièrement au pétrole; au-delà d'un certain seuil leur développement se heurte à la concurrence avec les besoins alimentaires.

Pour compléter l'offre, les biocarburants dits de 2e génération présentent un potentiel intéressant. Encore à l'étude, ces biocarburants valorisent les différents constituants du végétal qui ne sont pas utilisés par ailleurs (résidus de bois, pailles de céréales, déchets forestiers), permettant ainsi d'augmenter la disponibilité en biocarburants à surface équivalente et d'améliorer leurs bilans énergétiques et environnementaux.

À plus long terme, la biomasse marine (algues) pourrait constituer une autre ressource mobilisable pour la production de biocarburants sous réserve de pouvoir en produire massivement sans conséquence néfaste pour l'environnement et à un coût acceptable.

IFPEN au cœur de la recherche sur les biocarburants de 2ème génération

IFPEN contribue activement au développement des nouvelles filières de biocarburants. IFPEN participe à des projets de R&D tant au niveau national (projets de l'Agence nationale de la recherche) qu'européen. Il est un des acteurs clés du projet Futurol qui vise à mettre sur le marché un procédé industriel français de production de bioéthanol de 2e génération pour 2015, comparable du point de vue économique à l'éthanol européen de 1ere génération, et capable de traiter une grande variété de matières premières en fonction de la zone géographique où il sera mis en œuvre. Les partenaires (ARD, CGB, Inra, ONF, Total, etc.) vont mettre au point la filière complète, breveter les procédés et produits (enzymes et levures) dont Axens assurera la commercialisation.

Le Gaz de Pétrole Liquéfié carburant (GPLc) : un impact environnemental favorable

Mélange de butane et de propane, le GPLc présente de bonnes performances environnementales : pas (ou peu) de rejets de soufre, plomb ou benzène, peu d’évaporations et des émissions de polluants réglementés réduites. Au niveau mondial, le parc de véhicules utilisant le GPL progresse régulièrement. En Europe, son utilisation a été introduite dans les années 50. Aujourd’hui, les pays de l’Europe de l’Est lui accordent une place importante. Aux Etats-Unis, c’est surtout dans le cadre de flottes captives qu’il est utilisé : taxis, véhicules postaux, bus ou camions de livraisons. Sur les 900 millions de véhicules en circulation dans le monde, plus de 13 millions utilisent du GPLc.
L’inconvénient du GPLc réside dans le surcoût occasionné lors de l’achat du véhicule et du service après-vente, et dans sa disponibilité forcément limitée. Les véhicules qui utilisent le GPL sont majoritairement équipés d’un système de bicarburation (fonctionnement à l'essence ou au GPLc), ce qui permet de pallier le manque actuel de stations de ravitaillement sans pour autant permettre un fonctionnement optimisé de l'un ou l'autre de ces carburants.

Le gaz naturel (GNV) : une énergie fossile avantageuse

Le gaz naturel utilisé pour les véhicules (GNV) est une voie qui offre de nombreux avantages, parmi lesquels, une aptitude réelle à réduire l’effet de serre (-20 à -30 % d’émissions de CO2 par rapport à l’essence suivant le niveau d'adaptation du moteur), des réserves importantes et une répartition géographique plus homogène à l’échelle de la planète que le pétrole. Son utilisation est compatible avec les progrès des moteurs.
Sur les 900 millions de véhicules en circulation dans le monde, plus de 11 millions roulent au GNV.
Toutefois, il s’agit d’une énergie fossile non renouvelable, appelée elle aussi à voir à terme ses réserves diminuer. En outre, le GNV nécessite la mise en place d’infrastructures lourdes de stockage et d'approvisionnement qui doivent encore faire l'objet d'innovations technologiques.

Les carburants de synthèse : des atouts pour l’automobile

Les carburants liquides de synthèse, produits via une étape de gazéification à partir d'autres ressources que le pétrole, sont des carburants essence ou gazole de bonne qualité et qui ne nécessitent pas d'adaptation particulière des véhicules. On peut les produire à partir de biomasse lignocellulosique (bois ou paille) - ce qui offre le double avantage de réduire la dépendance énergétique vis-à-vis du pétrole et de diminuer les émissions de gaz à effet de serre - ou à partir d’autres énergies fossiles (charbon/CTL ou gaz/GTL). Cette dernière filière ne peut être envisagée massivement que si les émissions de CO2 sont traitées via leur stockage géologique.

Quelques unités de GTL et de CTL fonctionnent aujourd'hui dans le monde. S'agissant de la technologie Biomasse To Liquid, on en est encore au stade de l'unité de démonstration.
 IFPEN mise fortement sur ces carburants dont certains pensent qu'ils pourraient représenter un peu plus de 5 % de la consommation mondiale de carburants en 2020.

IFPEN et les carburants de synthèse

Outre l'amélioration de la qualité des carburants conventionnels, les recherches de l'IFP en raffinage ont aussi pour objectif de relever le défi d'assurer, à moyen-long terme, la transition énergétique dans le domaine des transports en diversifiant les sources d'énergie, via notamment la production d'hydrocarbures liquides. Des travaux sont notamment conduits sur la production de carburants de synthèse à partir de sources d'énergie autres que le pétrole - gaz naturel, charbon, biomasse, etc.
IFPEN a ainsi développé, en collaboration avec le Groupe ENI, un procédé de synthèse Fischer-Tropsch qui a été testé avec succès sur une installation pilote à la raffinerie Agip de Sannazzaro (Italie). Ce procédé permet, à partir de gaz naturel, d'obtenir un carburant diesel de très bonne qualité : sans soufre, ni aromatiques.

Des carburants à différents stades de développement

Aujourd'hui, les carburants alternatifs les plus utilisés au niveau mondial sont l'éthanol, le biodiesel, le GPL et le GNV. À moyen terme, on devrait assister à la montée en puissance des carburants de synthèse produits à partir du gaz naturel, du charbon et de la biomasse. L'électricité devrait voir son poids s'accroître, quel que soit le niveau d'électrification du véhicule. Enfin, sur le plus long terme, l’hydrogène pourrait être envisagé comme un carburant de substitution. L'ensemble de ces voies sont à différents stades de développement; elles nécessitent encore des recherches approfondies et doivent faire la démonstration de leur viabilité à l'échelle industrielle.

+ Zoom : Biocarburants de 2e génération : où en est la recherche ? (Septembre 2011)

Liens utiles :

>> ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie)
>> Association Française du Gaz Naturel pour Véhicules
>> Avere France
>> CCFA (Comité des Constructeurs Français d'Automobiles)
>> Comité Français du Butane et du Propane
>> EDF
>> GDF Suez
>> Ministère de l'Ecologie, du Développement et de l'Aménagement durables
>> Prolea : filière française des huiles et protéines végétales
>> UFIP (Union Française des Industries Pétrolières)

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