Les «biocarburants» : controverses, limitations et perspectives. Rencontres du Comité Régional de l APPA 16 mars 2010

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1 Les «biocarburants» : controverses, limitations et perspectives Jean-Pierre SAWERYSYN Association pour la Prévention de la Pollution Atmosphérique (APPA) Rencontres du Comité Régional de l APPA 16 mars 2010

2 Une citation...en guise d introduction «Il y a quelques années, les biocarburants étaient considérés comme la solution au réchauffement climatique; Aujourd hui, certains disent qu ils ne sont pas même une partie de la solution, mais une partie du problème.» Dorette CORBEY, Députée Européenne néerlandaise. Mars

3 Plan de l exposé Introduction 1. Les enjeux du transport routier 2. Les «biocarburants» de 1 ère génération Nature, objectifs, politique de soutien. Les filières : types, fabrication, propriétés, production, modes d utilisation. Points controversés : discussion et commentaires. 3. Perspectives : les filières de 2 ème et 3 ème générations. Conclusion 3

4 Evolution de la consommation des carburants de 2000 à 2009 en France Mt D après «Les chiffres-clés du pétrole», UFIP, février gazole supercarburants 41,6 Mt 32,8 Mt ( 78,8 %) 4

5 Consommation mondiale de carburants pour le transport routier en 2006 Consommation totale : 1,7 Gtep 37% Gazole 58,6% Essence 3,7 % Carburants alternatifs* * : 1,5% Biocarburants ; 1,% GPL ; 1,1% GNV 5

6 Réserves mondiales prouvées de pétrole brut en 2008 Unité : Gtep (fin 2008) Consommation mondiale en 2008 : 3,93 Gtep 40 ans Amérique du Nord 9,7 5,7% 10,3% Europe 2 1,2% Afrique 16,6 9,7% Ex-URSS 17,3 10,1% Moyen- Orient 102,0 59,7% 3,3% Extrême Orient 5,6 et Océanie Total Monde 170,8 Gtep dont OPEP 129,8 Amériques centrale et du sud 17,6 D après BP Statistical Review of World Energy

7 Prix du baril de pétrole brut (Brent) durant les cinq dernières années 150 $ 144,27 $ 2 Juillet $ 100 $ 75 $ 81,45 $ 10 mars $ 25 $ Mars 2005 Mars 2006 Mars 2007 Mars 2008 Mars 2009 Mars

8 Emissions des Gaz à Effet de Serre (GES) dues aux transports de 1990 à 2006 Indice de base 100 en 1990 (en tonnes éq. CO2) Citepa (inventaire CCNUCC), Décembre 2007 Agence Européenne pour l Environnement, Juin 2008 Transports UE-27 Transports France % 36% 25% Citepa, Déc Autres secteurs France Autres secteurs UE-27 Transports : route, fer, aérien et maritime domestique (nationaux uniquement) Autres secteurs : résidentiel, tertiaire, production d énergie, agriculture, traitements des déchets, industries 8

9 Emissions des GES par mode de transports en France de 1990 à Mt éq. CO2 0 Citepa (inventaire CCNUCC), Décembre 2007 Agence Européenne pour l Environnement, Juin Série5 autres Série4 maritime Série3 ferroviaire aérien Série2 routier Série ,7% 9 0,4% 2,0% 0,4% 3,4%

10 Les enjeux du transport routier diversifier le type d énergie utilisé afin de sortir de la dépendance quasi-exclusive du pétrole (>97%) : carburants alternatifs tels que biocarburants, électricité, H2, réduire d un facteur 4 d ici 2050 les émissions de CO2 d origine fossile. développer de nouvelles technologies de motorisation propres et économes. 10

11 Qu est-ce qu un «biocarburant»? D après la directive 2003/30/CE, un «biocarburant» est un combustible liquide (ou gazeux) utilisé pour le transport et produit à partir de la biomasse. Biomasse : fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant de l agriculture, de la sylviculture et de ses industries connexes, ainsi que des déchets industriels et municipaux. 11

12 Liste des produits considérés comme biocarburants D après la Directive européenne 2003/30/CE ; bioéthanol biodiésel (EMHV ou EMHA) biogaz biométhanol biodiméthyléther bio-etbe bio-mtbe biocarburants synthétiques biohydrogène Huile végétale pure (brute ou raffinée, sans modification chimique, compatible avec le type de moteur concerné et les exigences correspondantes en matières d émissions). Quelques noms commerciaux : Diester : SOFIPROTEOL, mélange 2-4% de l EMColza puis EMHV /gazole Diesel nature : AEV-France. Huile végétale filtrée Végétole 100 : IFHVP, mélange à 100% d HVP à base d acides laurique et oléique ( C12 et C18). 12

13 Politique française en faveur des biocarburants (1) De 1993 à 2005, la France a mis en place une politique en faveur des biocarburants reposant sur trois piliers : 1. le développement de deux filières de production de biocarburants : Filière «éthanol» (et éthyl-tertio-butyle-éther, ETBE), Filière «esters méthyliques d huiles végétales (EMHV)». 2. une réduction de la Taxe Intérieure de consommation sur les Produits Pétroliers (TIPP). Prix du baril en 1993 : 15 à 20 $ En 2000 : 35 /hl ( EMHV dans gazole), 50,26 /hl (éthanol ou ETBE dans super ) En 2005 : 33 /hl ( EMHV dans gazole), 38 /hl (éthanol ou ETBE dans super ) 3. la réduction de TIPP n est applicable que sur une quantité agrée de biocarburants. En 2005 : t agréées ( EMHV), t (ETBE) et t (éthanol). 13

14 Principales filières de «biocarburants» dites de 1 ère génération Biocarburants Filière éthanol Filière huiles végétales Filière Biogaz Ethanol ETBE HV pure EMHV EEHV Filière éthanol 14

15 Différentes voies de fabrication de l éthanol d origine agricole et de l ETBE Plantes sucrières (betteraves, cannes à sucre) Plantes céréalières (blé, maïs) HYDROLYSE de l amidon FERMENTATION ALCOOLIQUE ANAEROBIE Distillation ETHANOL + isobutène ETHERIFICATION COPRODUITS pulpes, drèches ETBE 15

16 Comparaison des propriétés physico-chimiques Super 98/Ethanol et ETBE (Valeurs moyennes) Super Ethanol ETBE Masse vol. (kg/l) à 15 C TV Reid (kpa) à 37,8 C 0,735-0,760 0,794 0, T éb. C (1atm.) ,3 72,8 (PCI) v kj/kg (PCI) v kj/l RON MON

17 Production mondiale de «bioéthanol» en 2008 D après Plateforme Biocarburants ENERS Energy Concept 17

18 Production mondiale de «bioéthanol» en M litres 52% 37% 3% 2% 1% 1% Total : M litre dont UE 2816 Ml (4%) US 1 BR 2 CH 3 FR4 CA5 DE 6 TH7 ES8 CO 9 IN 10 PL 11 HU 12 AT SK PY 15 D après Plateforme Biocarburants ENERS Energy Concept 18

19 Différentes voies de fabrication d un «biodiesel» Colza Rendement 3100 kg/ha Huile : 40% m/m Tamisage Elimination des impuretés Trituration Pressage ou extraction par solvant Séparation de l huile et des tourteaux Purification Elimination des impuretés dans l huile Trans-estérification Réaction Huile + méthanol Production d ester méthylique (Biodiesel) BIODIESEL Ester méthylique : 1150l/ha NE : GRAINES Purification Séparation de l ester et de la glycérine Lavage. Séparation de l ester et du méthanol 19

20 Comparaison des propriétés physico-chimiques gazole / huiles végétales pures et EMHV (Valeurs moyennes) gazole huile de colza EMcolza huile de tournesol EM tournesol Masse volumique kg/l à 20 C 0,82-0,84 0,91 0,88 0,92 0,88 P t de trouble C 1 (selon la saison) P t d écoulem t C -9 à Viscosité (20 C) cst (PCI) v kj/kg (PCI) v kj/l 3,8-8,5 98 7, Indice de cétane (brute) Soufre (ppmv)

21 Production mondiale de «biodiesel» en 2008 D après Plateforme Biocarburants ENERS Energy Concept 21

22 Production mondiale de «biodiesel» en Total : M litres dont UE 8783 Ml ( 54%) 20% 16% 13% 7% 7% 4% 4% DE US FR AR BR ID IT MY TH CH BE PL PT AT ES D après Plateforme Biocarburants ENERS Energy Concept 22

23 Sites de production de Diester actuels et futurs 23

24 Modes d utilisation des «biocarburants» Incorporation à faible teneur en mélange banalisé de «biocarburants» dans les carburants conventionnels pétroliers sous réserve du respect des spécifications imposées aux carburants. Applicable à l ensemble du parc automobile actuel. EX : SP95-E10 (autorisée à la vente en France depuis le 1 er avril 2009, au même prix que le SP95), B5 (banalisé), B10. Incorporation à forte teneur en motorisation dédiée. Développement de la filière des FFV ( Fuel Flexible Vehicles). EX : Filière Superéthanol E85 ( essence + 85% éthanol) en France depuis Janvier 2007, B30 autorisées pour flottes captives Ethanol pur utilisé au Brésil par 4,5 M véhicules (avec adaptations spécifiques). 24

25 Politique européenne de soutien au développement des «biocarburants» Directive (2003/30/CE): incitation à l utilisation de biocarburants ou autres carburants renouvelables dans les transports. 2% (PCI) de la consommation totale des carburants au 31/12/ 2005, 5,75 % au 31/12/2010. Directive (2003/96/CE): possibilité d exonérer les biocarburants partiellement ou totalement d accises. 25

26 Plan français de relance en 2005 en faveur des «biocarburants» (1) Des objectifs encore plus ambitieux sont fixés par la France en Porter la part incorporée de biocarburants par rapport à la quantité totale d essence et de gazole mise en vente à : 5,75 % (PCI) au 31 décembre 2008, 7% au 31 décembre 2010, 10% au 31 décembre

27 Plan français de relance en 2005 en faveur des biocarburants (2) Augmentation significative des quantités agrées de «biocarburants» Année (prév.) EMHV (tonnes) ETBE (tonnes) Ethanol (tonnes)

28 Plan français de relance en 2005 en faveur des «biocarburants» (3) Création d une Taxe Générale sur les Activités Polluantes (TGAP) «sanction» incitant les distributeurs à incorporer dans les carburants pétroliers le taux visé par les objectifs : % Equivalent en volume Année % PCI EMHV Ethanol ETBE ,75 6,27 8,74 14, ,25 6,81 9, ,63 10,64 17,92 Obligation d incorporation quasi-respectée par les distributeurs depuis En 2008, un taux d incorporation global de biocarburants de 5,71 % est réalisé pour 5,75 % visés. 28

29 Les points controversés des «biocarburants» de 1 ère génération Les «biocarburants» de 1ère génération sont accusés de : ne pas être de véritables produits «bio», être responsables de la flambée des cours mondiaux de matières premières agricoles et créer une compétition entre les filières énergétique et alimentaire, ne pas être une réelle alternative aux carburants d origine fossile, participer de façon négligeable à la diversification du bouquet énergétique en France bénéficier d avantages fiscaux injustifiés par rapport au prix actuel du pétrole brut et par rapport à leurs impacts environnementaux avoir des impacts néfastes sur l environnement (déforestation, monocultures,...) contribuer aux émissions de GES durant leur cycle de vie, 29

30 Les points controversés : des composés «bio»??? En fait, des AGROCARBURANTS, car mise en oeuvre d une agriculture intensive pour obtenir des rendements élevés ( engrais, produits phytosanitaires, et... eau). Juin Discussion au Sénat du projet de loi relatif à la mise en oeuvre du Grenelle de l environnement (1). Amendement déposé par Jacques Muller, Sénateur «Vert» du Haut-Rhin visant à remplacer la terminologie «biocarburants «par celle de «agrocarburants». Amendement rejeté. 30

31 Points controversés : responsables de la hausse des produits alimentaires?? Pour l OCDE,...«60% de la hausse de la demande mondiale en céréales et huiles végétales entre 2005 et 2007 était due aux biocarburants» La Banque Mondiale impute aux biocarburants 75% de la hausse des prix intervenue entre janvier 2002 et février

32 Points controversés : compétition entre «filière énergétique» / «filière alimentaire»?? Jean Ziegler, rapporteur spécial de l ONU pour le droit à l alimentation de 2001 à 2008 : «..toutes les 5 secondes, un enfant de moins de 10 ans meurent de faim ; 854 millions de personnes à travers le monde souffrent de malnutrition. Sachant cela, si le plan de Lula et de Bush sur les agrocarburants se matérialise, ce sont 26 millions d hectares de terres vivrières qui seront affectées à la production de bioéthanol et de biodiesel. La faim va augmenter de façon effroyable. Pour faire un plein de 50 litres avec du bioéthanol, il faut brûler 232 kg de maïs. Avec ça, un enfant zambien ou mexicain vit une année... «...Quand on lance, aux Etats-Unis, grâce à 6 milliards de subventions, une politique de biocarburants qui draine 138 millions de tonnes de maïs hors du marché alimentaire, on jette les bases d un crime contre l humanité pour sa propre soif de carburants». Libération, 15/04/

33 Les points controversés : une alternative réelle aux carburants d origine fossile?? Consommation en France des carburants d origine fossile en 2009 : Gazole : 32,8 Mt soit 32,8 Mtep Essence : 8,8 Mt soit 9,22 Mtep Surface utile (SAU) : km2 ; Surface arable : km2 cultures Rendement brut (Kg/ ha) Rendement net (tep/ha)* Surface nécessaire (km2) % Surface arable Colza/EMHV (70%) 1370 (EMHV) 1000 (HPV) 0, % Tournesol/EMHV (30%) 1060 (HPV) 0, % Betterave/éthanol (40%) 5780 (éthanol) 0, % Blé/éthanol (60%) 2550 (éthanol) 0, % Total % * Rapport Eden

34 Points controversés : alternative réelle aux carburants d origine fossile dans le monde?? Pour remplacer une petite quantité d énergie fossile, il faut de grandes superficies agricoles. La production de biocarburants sera donc limitée par la disponibilité des terres. D après l Agence Internationale pour l Energie* (AIE), les biocarburants risquent de ne représenter que 4% à 7% des carburants utilisés dans le transport routier à l horizon Pour que les biocarburants couvrent 4% à peine de la demande mondiale, en 2030, la superficie de terres arables nécessaires dépasse celle de la France et de l Espagne. *AIE(2006), World Energy Outlook

35 Quelles superficies sont-elles nécessaires pour respecter l objectif d incorporation de 7% (PCI) en 2010 et 10 % en 2015? Cultures 2009 (surfaces cultivées) 2010 (besoins en surfaces) 2010 (surfaces nécessaires aux biocarburants 2015 (surfaces prévues) oléagineux km2 (1) km2 (3) km2 (3) km2 (4) céréales km2 (1) km2 (3) km2 (3) Betteraves km2 (2) km2 (3) 4 00 km2 (3) Total km km2 (3) km2 (3) km2 (4) km2 (4) (1) Wikipédia (2) Association Interprofesssionnelle de la betterave et du sucre, 2009 (3) Biocarburants 2010 : quelles utilisations des terres en France? ONIGC, oct (4) Le plan national de recherche sur les bioénergie. D. Clement, ADEME 35

36 Points controversés : part négligeable du bouquet énergétique?? Contribution au bouquet énergétique de la France en 2006 Economie réalisée sur la consommation totale de pétrole en 2006 : 0,7% 112 Mtep Electricité nucléaire solde exportateur 42% Electricité hyd. 2% 5 Mtep Total : 274 Mtep Déchets urbains solides ren. 0,3% 0,9 Mtep Biocarburants 0,2% 0,7 Mtep Pompes à chaleur 0,2% 0,4 Mtep Biogaz 0,1% Electricité éol./solaire 0,1% Autres renouvelables 0,1 % Gaz 15% Autres 5 % 13 Mtep Autres déchets non renouv; 0,3% O,9 Mtep 40 Mtep Pétrole 33% 92 Mtep Charbon 5% 12 Mtep Bois et déchets de bois 3% 9,5 Mtep 36

37 Points controversés : avantages fiscaux injustifiés?? Depuis 2005, le coût de la défiscalisation en faveur des «biocarburants» a considérablement augmenté en France au point que la dérive de la dépense fiscale était devenue excessive : Année (*) M (prév.) * Modification des avantages fiscaux accordés aux «biocarburants» selon l article 16 de la loi de finance pour

38 Réduction progressive de l avantage fiscal consenti aux biocarburants à partir de 2009 L article 16 de la loi de finance n du 27 décembre 2008 prévoit une réduction progressive de l exonération partielle de la TIPP consentie aux producteurs de biocarburants ; Produits EMHV Contenu en alcool éthylique dans ETBE 15 /hl 21 /hl 11 /hl 18 /hl 8 /hl 14 /hl 0 /hl???? Alcool éthylique (d origine agricole ) 21 /hl 18 /hl 14 /hl Dépenses fiscales prévues : 651M en 2009, 598 M (2010), 798 M (2011). 38

39 Points controversés : déforestation, perte de biodiversité,..?? En Malaisie, l extension des plantations de palmiers s effectue au détriment des zones boisées existantes et de la biodiversité. Au Brésil, de sérieuses inquiétudes sont émises à propos du développement du plan biocarburant basé sur l extension des surfaces cultivées avec de la canne à sucre ayant des effets indirects néfastes dus au changement d affectation des sols. De plus, la demande accrue de biocarburants peut amener à des pratiques plus intensives et à la monoculture, d où une réduction des sources hydriques et une détérioration de la qualité de sols, ainsi que des apports plus importants de pesticides et d engrais pour l environnement.. 39

40 Evaluation globale du coût de production des «biocarburants» de 1 ère génération D après «Evaluation économique des politiques de soutien aux biocarburants» Rapport de l OCDE 40 Direction des Echanges et de l Agriculture. Juillet 2008

41 Nouvelle législation sur les «biocarburants» Loi n du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en oeuvre du de Grenelle de l environnement (1). Article 21 La production en France des biocarburants est subordonnée à des critères de performances énergétiques et environnementales comprenant en particulier leurs effets sur les sols et la ressource en eau. La France soutiendra aux niveaux européens et international la mise en place d un mécanisme de certification des biocarburants tenant compte de leur impact économique, social et environnemental. Une priorité sera donnée au développement de la recherche sur les biocarburants de deuxième et troisième générations. 41

42 Nouvelle réglementation européenne sur les «biocarburants» Directive (2009/28/CE) : chaque Etat Membre doit veiller à ce que la part d énergie produite à partir de sources renouvelables dans toutes les formes de transports soit au moins égale à 10% de sa consommation finale d énergie dans le secteur des transports d ici Cet objectif est donné sous la réserve que la production ait un caractère durable et que les biocarburants de 2 ème génération soient disponibles sur le marché. Parmi les critères de durabilité, il en ait un majeur portant sur la réduction avérée des émissions de GES d au moins 35% par rapport aux équivalents fossiles ( 50% en 2017?). La détermination de ce gain nécessite de réaliser une Analyse du Cycle de Vie (ACV) du «biocarburant» produit. 42

43 Etapes examinées pour le cycle de vie des «biocarburants» en France Du champ au réservoir Intrants Etapes du cycle de vie Coproduits graines, engrais, produits phytosanitaires gazole (mécanisation), énergie pour l irrigation carburants associés (camion, train, bateau) énergie (vapeur, électricité) produits chimiques carburants associés aux moyens de transport (camion, train, bateau) Phase agricole Transport de la biomasse Phase industrielle Distribution Coproduits agricoles Coproduits industriels Du réservoir à la roue Combustion du biocarburant dans le moteur Unité fonctionnelle : 1 km parcouru D après ; Elaboration d un référentiel méthodologique pour la réalisation d Analyses de Cycles de Vie appliqués aux biocarburants en France.Synthèse Avril Bio Intelligence Service ADEME/ MEEDDAT/MAP/IFP/ONIGC 43

44 Indicateurs d impact retenus dans les ACV Les ACV des «biocarburants» de 1 ère génération utilisés en France ont été effectuées en se basant sur cinq indicateurs environnementaux : Energie primaire non renouvelable (MJ/MJ), Emissions de GES ( kg CO2 éq. / MJ), Oxydation photochimique ( kg C2H4 éq. / MJ), Toxicité humaine (kg 1,4-DCB éq. / MJ) Eutropisation ( kg ion orthophosphate éq. / MJ) 44

45 Carburants étudiés dans les ACV réalisées pour les «biocarburants» de 1 ère génération en France Pour chaque «biocarburant», deux types de carburants ont été étudiés : Un niveau d incorporation de 10% en volume : E10 (mélanges de 90% vol. d essence et 10% d éthanol ou de ETBE) et B10 ( 90% vol. de gazole + 10% biodiesel ), un niveau d incorporation plus élevé : E85 ( 85% vol. d éthanol ) et B30 pour les gazoles ( 30% vol. de biodiesel) 45

46 Facteurs déterminants dans les bilans «Energie» et «Gaz à effet de serre» 4 facteurs se sont avérés déterminants dans les bilans «Energie» et «GES» : les changements directs ou indirects d affectation des sols, la répartition des consommations et des émissions de GES entre produits et co-produits, les quantités de N2O émis à la suite de l épandage d engrais azotés pour la fertilisation des sols en fonction de la culture et de la nature des sols, les émissions de GES et des consommations d énergie pendant la phase de construction des infrastructures (silos,bâtiments agricoles, usines) et d utilisation des équipements (tracteurs, machines) nécessaires à la production des «biocarburants». 46

47 Emissions de GES «du champ à la roue» pour la filière «Ethanol». Incorporation directe E10 g CO2éq. / MJ ,2% - 41,6% -51% -57,3% -63,7% -56,1% -72,9% -77,8% D après ; Analyses de Cycle de Vie appliquées aux biocarburants 1 ère génération en France.Synthèse Septembre Bio Intelligence Service ADEME/ MEDDAT/ MAAP/ France Agrimer 0 Essence 1 Betterave 2 Blé 3 Maïs 4 Canne 5 à sucre Filière de référence, Incorporation directe Incorporation sous forme d ETBE Prospectif ETBE prospectif 47

48 Emissions de GES «du champ à la roue» pour la filière «Ethanol». Incorporation directe E10 g CO2 éq. / MJ Emissions calculées par km parcouru pour les E Essence EURO 4 4,9% 3,8% 4,4% E10 Ethanol Betterave E10 Ethanol Blé E10 4 E10 5 E10 6 E10 7 5,3% Ethanol Ethanol Maïs Canne à sucre 2,4% 2,8% ETBE Blé ETBE Maïs D après ; Analyses de Cycle de Vie appliquées aux biocarburants 1 ère génération en France.Synthèse Septembre Bio Intelligence Service ADEME/ MEDDAT/ MAAP/ France Agrimer 48

49 Bilan énergétique «du champ à la roue» des filières «Ethanol» et ETBE MJ restitués / MJ non renouvelables consommés 6 5, ,8 1,7 1,0 1,8 D après ; Analyses de Cycle de Vie appliquées aux biocarburants 1ère génération en France.Synthèse Septembre Bio Intelligence Service ADEME/ MEDDAT/ MAAP/ France Agrimer 0 Essence Euro 4 Betterave Ethanol 1 Ethanol 2 Blé 3 Ethanol 4 Ethanol 5 ETBE ETBE ETBE Maïs canne Betterave Blé Maïs ETBE canne 49

50 Emissions de GES «du champ à la roue» des filières «esters» incorporés dans B10 et huile pure 120 g CO2 éq. / MJ ,9% -72,6% -78,9% -78,2% -63,9% D après ; Analyses de Cycle de Vie appliquées aux biocarburants 1ère génération en France.Synthèse Septembre Bio Intelligence Service ADEME/ MEDDAT/ MAAP/ France Agrimer 0 Gazole EURO4 EMHV Colza EMHV Tournesol EMHV Soja EMHV Palme 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 HVP 50

51 Emissions de GES «du champ à la roue» des filières «esters» incorporés dans B10 et huile pure Emissions calculées par km parcouru pour les B10 et HVP g CO2 / MJ 1 B10 2 B10 3 B10 4 B Gazole EURO 4-5,5% -6,7% -7,3% -7,3% Colza Tournesol Soja Palme -62,1% HVP D après ; Analyses de Cycle de Vie appliquées aux biocarburants 1ère génération en France.Synthèse Septembre Bio Intelligence Service ADEME/ MEDDAT/ MAAP/ France Agrimer 51

52 Bilan énergétique «du champ à la roue» de la filière «Esters» et huile pure MJ restitués / MJ non renouvelables consommés ,8 Gazole EURO4 2,2 2,4 EMHV Colza EMHV Tournesol 4,0 EMHV Soja 5,2 EMHV Palme 4,3 HVP D après ; Analyses de Cycle de Vie appliquées aux biocarburants 1ère génération en France.Synthèse Septembre Bio Intelligence Service ADEME/ MEDDAT/ MAAP/ France Agrimer 52

53 Stratégie à long terme : biocarburants de 2 ème génération Augmentation des ressources disponibles et utilisables des carburants liquides en faisant appel à la biomasse d origine lignocellulosique ( résidus agricoles et forestiers). Ressources importantes renouvelables.. Procédés de conversion biochimique (bioéthanol) ou thermochimique (biodiesel). 53

54 Perspectives : les nouvelles générations de biocarburants Les biocarburants de 2 ème génération, issus de la biomasse obtenue à partir de : co-produits des cultures ( paille de blé,..), filières bois (produits d élagage, sciures,...), cultures dédiées ( miscanthus, triticale, taillis à courte rotation,...). Les biocarburants de 3 ème génération (lipides, H2), produits à partie de micro organismes. 54

55 Principaux avantages attendus des biocarburants de nouvelles générations des coûts potentiellement réduits, pas de compétition entre les filières alimentaire et énergétique, pas de limites de volume de production, augmentation de la disponibilité en biocarburants à surfaces équivalentes, absence de co-produits à valoriser, amélioration des bilans énergétiques et environnementaux. 55

56 Programme National de Recherche sur les Bioénergies (PNRB) (1) Basé sur les recommandations d un groupe de travail animé par l ADEME en 2004 et réunissant les principaux acteurs français de l industrie et de la recherche publique dans le domaine de la conversion de la biomasse ligno-cellulosique à usage énergétique, notamment pour les transports, Gestion du programme confiée à l ADEME, Financement programmé par l ANR dès

57 Programme National de Recherche sur les Bioénergies (PNRB) (2) Les axes de recherche Elargir le périmètre des bio-ressources mobilisables (cultures agricoles et forestières dédiées, bois, sous-produits, déchets,..), Etudier la faisabilité technico-économique de filières innovantes de conversion de la biomasse ligno-cellulosique ( voies thermochimique et biologique pour la production de biocarburants de 2 ème génération, d électricité, de chaleur et à terme, d hydrogène ) Explorer de nouvelles voies de production d énergie à partir de micro-organismes ( lipides et H2), Concevoir des systèmes bioénergétiques intégrés («bioraffineries») Evaluer les impacts socio-économiques et environnementaux des filières de conversion (finalité industrielle). Réalisation d unités pilotes ou de démonstrateurs à l horizon

58 Filières de transformation de la biomasse Ressources Technologies de transformation Débouchés Cultures dédiées Agriculture Arboriculture, Sylviculture Coproduits agricoles Pailles et tiges de céréales, oléagineux, résidus agricoles, résidus d élevage, résidus forestiers Autres co-produits Industriels (agroalimentaires) Ménagers, autres. Collecte Transport Stockage Prétraitement Voie oléochimique Raffinage chimique et physique (estérification, hydrotraitement, séparation, purification) Voie thermochimique Pyrolyse, thermolyse, gazéification Raffinage et finition (procédés catalytiques, purification, séparation) Voie biologique Hydrolyse enzymatique, fermentation, distillation Energie Vapeur Carburants Essence/gazole Ethanol Hydrogène EMHV ETBE Produits Glycérol, Spécialités, Alcools 58

59 Procédé de fabrication du bioéthanol de 2ème génération Voie biochimique Projet «Furturol» Paille brute Bois, résidus forestiers, cultures dédiées Prétraitement biomasse prétraitée Hydrolyse enzymatique Sucres (glucose) Celluloses Production enzymes par les champignons Levures Ethanol Distillation Fermentation *Partenaires du projet Futurol :Agro industrie recherche et développement (ARD), Confédération générale des betteraviers (CGB), Champagnes céréales, IFP, INRA, Lesaffre Group, ONF, Tereos, Total, Unigrains et le Crédit Agricole du Nord-Est) 59

60 Procédé de fabrication du biodiesel de 2 ème génération Voie thermochimique Schéma de principe des principales étapes H2O CO,H2 -(CH2)n- H2 Biomasse Pyrolyse T<300 C Gazéification 1000 C Synthèse Fischer- Tropsch Hydroisomérisation Naphta Catalyseur C C bar bar Biodiesel Construction d un pré-industriel démonstrateur «Biomasse to Liquid (BtL)» à Bure- Saudron (55) par le CEA et plusieurs partenaires. Fin des travaux Juin

61 Conclusion (1) Les «biocarburants» de 1ère génération se caractérisent par : des bilans énergétiques et environnementaux contrastés (meilleurs résultats de la filière biodiesel /filière éthanol), un intérêt économique faible, conditionné par le maintien d un prix élevé du pétrole (>70-90 $), hormis le fait qu ils constituent une aide indirecte à la filière agricole, un développement quantitatif nécessairement restreint en raison du manque de surfaces agricoles disponibles à moyen terme, De fait, bien que leur développement ait nécessité des investissements importants qu il faudra amortir, ils ne représentent qu une alternative très limitée aux carburants d origine pétrolière. 61

62 Conclusion (2) Des perspectives prometteuses apparaissent avec le développement des biocarburants de 2 ème génération ( filière lignocellulosique) et de 3 ème génération. Ces nouveaux procédés constituent l avenir des «biocarburants» actuels, mais leur développement à l échelle industrielle exigera du temps et des investissements encore plus importants que ceux nécessités par les procédés de 1 ère génération. En conclusion, si les biocarburants présentent des perspectives intéressantes à moyen et long terme, leur développement restera limité et ne constituera qu un des éléments de solution aux problèmes posés par la rareté du pétrole et le réchauffement climatique. 62