Albin Cancian Spécialisation SGE 15 / 01 / 08. Les biocarburants. Description et enjeux des filières

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1 Albin Cancian Spécialisation SGE 15 / 01 / 08 Les biocarburants Description et enjeux des filières

2 De quoi parle-t-on exactement? 1) Définition Carburant produit à partir renouvelables et non fossiles. de matériaux organiques Production qui peut se faire à partir de différentes techniques (production d'huile, d'alcool, ou carburants gazeux) Utilisation des biocarburants dans les moteurs : deux stratégies 2) Polémique sur le terme à employer Légitimité du préfixe «bio» remise en cause. Autres appellations (non officielles) : Agro carburant, carburants vert, carburant végétal.

3 Plan Introduction : Pourquoi les biocarburants? I- Fabrication II- Etat des lieux (à différentes échelles) III- Etude de la durabilité de la filière IV- En marche vers la deuxième génération Conclusion

4 Pourquoi les biocarburants? Trois préoccupations majeures justifient l'intérêt porté aux biocarburants : 1) Réduire les émissions de gaz à effet de serre. 2) Se préparer au peak oil 3) Soutenir les marchés agricoles

5 1) Réduire les émissions de gaz à effet de serre. Consensus : Changement climatique amorcé, activités humaines en cause, et les moteurs sont une des 1ères sources d'émission Autres transports Autres Transport routier Procédés ind./produits minéraux Transformation énergie Résidentiel, tertiaire, agriculture Ind. Manufacturière et construction Source CITEPA, bilan 2005 Total émissions CO2 hors puits : 417 Mt

6 Aujourd'hui : 713 millions de véhicules, 2,5 milliards en 2060 (dont 70% seront ou le taux de motorisation est actuellement faible : Inde, Chine, pays d'afrique centrale) => Produire du carburant à partir de plantes semble être une solution opportune Notion de «carbone renouvelable» => D'où bilan entrées/sorties en CO2 a priori proche de la neutralité voire positif

7 2) Se préparer au peak oil a) Faire face au déclin inéluctable de la production pétrolière mondiale en raison de l'épuisement des ressources. OPEP : 60% des reserves restent à decouvrir Source : Energy Watch Group

8 enjeu majeur : - maîtrise de la période de transition énergétique - éviter les tensions politiques et économiques

9 b) Augmentation du prix du pétrole Janvier ,72$

10 c) Nécessité de réduire la dépendance énergétique vis-à-vis des pays exportateurs (Russie, Moyen-Orient... ) France : gros importateur de pétrole (84,2 millions de tonnes en 2005)

11 3) Soutenir les marchés agricoles Débat sur le devenir de la PAC après 2013 Biocarburants = marché de masse qui crée un appel d'air sur l'ensemble des marchés agricoles --> veiller à l'équilibre entre productions alimentaires et énergétiques 3 formes de soutien aux cultures énergétiques : - autorisation de cultiver des surfaces en jachère - aide spécifiques aux cultures énergétiques (hors jachères) 45 euros/ha en Exonération de la TIPP entre 0,25 et 0,33 /litre en 2006

12 I Fabrication

13 1) La filière du biodiesel (=EMHV / diester) Atout supplémentaire : utilisation des co-produits utilisés en alimentation animale (tourteaux de colza, drèches de blé, pulpes de betteraves) et en chimie (glycérol)

14 2) La filière alcool (bioéthanol / ETBE / biobutanol) L'Ethyl-tertio-butyl-éther (ETBE) est un dérivé (un éther) de l'éthanol. Il est obtenu par réaction entre l'éthanol et l'isobutène et est utilisé comme additif à hauteur de 15 % à l'essence en remplacement du plomb. L'isobutène est obtenu lors du raffinage du pétrole.

15 3) Des filières qui se diversifient... Esters d huiles végétales obtenus à partir d huiles de friture recyclées Autriche : tonnes de biodiesel par an. Japon : biocarburant à partir des baguettes 25 milliards de baguettes jetables à récupérer extraction du bois (90% de bambou) transformation en bioéthanol. Société Tecbio (Brésil) : réalisation d'un biokérosène «bio-jet Fuel».

16 II Etat des lieux

17 1) Situation en France Legislation française : loi POPE (juillet 2005) : atteindre 5,75 % de biocarburants dans les carburants routiers en Loi d orientation agricole : atteindre 5,75 % en puis 7 % en Aujourd hui biocarburants = 1 % de la consommation de carburants française. 2 filières : les huiles végétales et leurs dérivés (esters) ha de colza 3 unités d'estérification le bioéthanol et son dérivé l'etbe ha de betteraves et de blé 4 unités de transformation d'etbe

18 Répartition des unités de production de biocarburant en France Source : Ministère de l'agriculture mars 2006

19 3) Quelles utilisations en France? Situation : - 2 utilisations majeures : Diester et ETBE (mélanges à faible pourcentage de biocarburant) - Ethanol : incorporation dans l essence encore peu répandue Explication : - France exportatrice d essence et importatrice de gazole - pétroliers : incorporation d ester dans le gazole = moins d'importations Exemple : : sur les tonnes d'éthanol agréés pour l exonération partielle de la TIPP, seuls tonnes ont trouvé preneur (Chaîne de distribution Leclerc).

20 Nouveau débouché pour l'éthanol : l'e85 (85 % d éthanol et 15 % d essence en volume) Deux conditions à son utilisation: Le développement de véhicules Flex Fuel - niveau d'incorporation trop élevé pour moteurs traditionnels - faible surcoût - permet de rouler avec des taux variant de 0 à 85 % d éthanol en fonction de leur intérêt économique et de leur disponibilité - largement utilisés au Brésil (2 millions) et en Suède L installation de pompes spécialement dédiées à l E85 dans les stations services - environ 210 pompes ouvertes fin 2007 en France - fiscalité à la pompe avantageuse - carte grise sur les véhicules flex-fuel exonérée

21 2) En Europe et dans le monde a) le biodiesel Production mondiale d'emhv : 1,6MT France : précurseur il y a 15 ans Allemagne : 1er producteur européen de biodiesel, depuis 2001 => Effort important sur la défiscalisation Source IFP, 2005

22 b) Le bioéthanol Production mondiale d'éthanol : 19Mt

23 Croissance mondiale de la production : 15%/an Entre 2004 et 2005, production de biodiesel : + 60%.

24 Politique énergétique des principaux acteurs de la filière Etats-Unis : volonté de s'affranchir de la dépendance pétrolière au Moyen-Orient promotion des biocarburants (Energy Policy Act, 2005) objectif ambitieux : doubler la production entre 2005 et 2012 par obligation d'incorporation Brésil Dès 1975, programme gouvernemental Proalcool. Rôle déterminant del'introduction des Flex Fuel Vehicule Chine : veut multiplier par 4 sa production d'ici 2020 Europe : certain retard comparé aux programmes de grande ampleur des autres. N'a pas atteint l'objectif de 2% en 2005

25 III Etude de la durabilité des filières des Biocarburants Bilan sur les trois piliers du développement durable - environnemental - économique - social

26 Bilan environnemental des biocarburants 1) Avantages sur la qualité de l'air Bilan CO2 a priori nul : - absorption de CO2 par la plante lors de sa croissance - restitution lors de la combustion du carburant Présence d oxygène : - meilleure combustion - moins de particules - moins de CO Absence de Soufre 2) Analyse du cycle de vie ACV réalisée par l ADEME et le ministère de l Industrie en 2002 comparaison des émissions de GES des différents carburants

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29 3) Cas du N2O «La production d'un litre de carburant issu de l'agriculture peut contribuer jusqu'à deux fois plus à l'effet de serre que la combustion de la même quantité de combustible fossile» Paul Crutzen Une part des engrais azotés est dégradée - par les sols, en particulier en N2O - GIEC : taux de conversion de l'azote des fertilisants en N2O ~ 1 %. - M. Crutzen : taux plus vraisemblablement situé entre 3 % et 5 %. Gaz qui, à quantité égale, contribue 296 fois plus à l'effet de serre que le dioxyde de carbone (CO2).

30 Résultats de P. Crutzen : - Combustion de biodiesel (colza) : contribue de 1 à 1,7 fois plus au réchauffement que l'utilisation d'une énergie fossile en quantité équivalente. - Entre 1,3 et 2,1 pour le bioéthanol issu du blé - Entre 0,9 et 1,5 pour celui issu du maïs - Cependant, canne à sucre : coefficient toujours inférieur à 1 (compris entre 0,5 et 0,9). Etude vivement critiquée, jugée trop alarmiste (fait l'objet de contre-études) Une chose est sure : - bilan du N2O dans l'atmosphère mal connu (peu de réseaux de mesures) - étude qui pose (enfin) la question du N2O

31 4) La question de l'eau L'eau est-elle suffisamment prise en compte dans le débat sur les biocarburants? - Exemple : rapport de l'institut international de gestion de l'eau (IWMI), 2007 Chine : 2400 litres d'eau pour produire un litre de bioéthanol à partir de maïs Inde : 3500 litres (canne à sucre) Brésil : 90 litres (canne à sucre) conditions pluviométriques plus propices - Cercle vicieux : la production de nourriture va devoir augmenter, la consommation d'eau dans le secteur agricole va énormément augmenter et la production de biocarburants va augmenter. Biocarburants = "une" solution

32 4) Les dangers de la déforestation la demande en biocarburant crée une pression terrible Indonésie devenue le 3ème émetteur de CO2 mondial en 2007 Brésil, Indonésie... demandent une compensation économique

33 Le visage que peut avoir les biocarburants : Apparition du terme de Nécrocarburants

34 Bilan économique Tenir compte des coûts liés à la distribution (stockage, chargement, transport) Dans le contexte d'un baril à 100$, les biocarburants ont une certaine légitimité (pas vraiment d'étude récente)

35 Aspects énergétiques Culture Colza Colza Betterave Blé Type de biocarburant Diester Huile pure Ethanol Ethanol Ratio de production nette 2,1 à 3 3 à 4,7 1,4 à 1,8 1,15 en moyenne Tous sont pertinents A noter : seulement 1/3 du contenu énergétique valorisé Rendement : 1 tep/ha pour EMHV (colza ou tournesol) 1 a 2 tep/ha pour éthanol (blé ou maïs) 3 à 4 tep/ha pour l'éthanol (betterave, canne à sucre) il faudrait 118% de la surface totale de la France en tournesol pour remplacer l'intégralité du pétrole consommé par les français dans les transports

36 Bilan social Biocarburants : créateurs d emplois Selon la FNSEA, pour 1000 tonnes de diester produites, 6,1 emplois sont crées ou maintenus France Biocarburants Biogaz Géothermie Photovoltaïque et pompes à chaleur Emplois en Emplois en Source : Ademe

37 Pleins d'essence ou ventres pleins? Il faut 200kg de maïs pour faire le plein d'un 4*4 (100% éthanol) = quantité de calories qu'une personne à besoin durant une année SAU mondiale stable alors que la population mondiale va doubler en 50 ans Pression sur le prix des denrées alimentaires (+40% sur prix des pâtes)

38 IV En marche vers la deuxième génération

39 1) La filière lignocellulosique lignine / cellulose alcool / gaz (filière lignocellulosique-biocombustible) - des sources variées - intenses recherches dans le monde entier - exemple : bactéries dans tube digestif des termites - potentiel énorme - émission de GES : gain par rapport au pétrole = 94%

40 2) Les algues France : projet de recherche USA : développement industriel Greenfuel propose ce type de bioréacteurs un hectare d algues pourrait produire de 30 à 120 fois plus d huile qu un hectare de colza ou de tournesol. La laitue de mer (Ulva lactuca) est en ce moment à l'essai au Danemark

41 Conclusion

42 - Biocarburants = terme général qui regroupe beaucoup de choses - Biocarburants = sujet complexe qui fait débat (nom) - A l'échelle mondiale, sérieux problèmes qui s'opposent à leur choix en tant qu'alternative n 1 aux énergies fossiles - Biocarburants = une piste sérieuse mais pas «la» solution - Secteur où la recherche est très active (-> 2ème génération)