{"id":13186,"date":"2024-03-13T10:00:20","date_gmt":"2024-03-13T09:00:20","guid":{"rendered":"https:\/\/hayaenergy.com\/le-defi-des-nouveaux-carburants\/"},"modified":"2025-01-29T13:24:22","modified_gmt":"2025-01-29T12:24:22","slug":"le-defi-des-nouveaux-carburants","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hayaenergy.com\/fr\/le-defi-des-nouveaux-carburants\/","title":{"rendered":"Le d\u00e9fi des Nouveaux Carburants"},"content":{"rendered":"

L’objectif de limitation du r\u00e9chauffement climatique conduit infailliblement \u00e0 la n\u00e9cessit\u00e9 de r\u00e9duction d’utilisation des \u00e9nergies fossiles. Cela ne fait aucun doute. Lors de la derni\u00e8re COP28, plus de 200 pays se sont engag\u00e9s \u00e0 \u00ab\u00a0sortir des \u00e9nergies fossiles\u00a0\u00bb malgr\u00e9 cet accord, aucune \u00e9ch\u00e9ance n’a \u00e9t\u00e9 fix\u00e9e. L’objectif est d\u00e9fini\u00a0; les moyens pour y parvenir ne le sont pas tout \u00e0 fait. Le sujet est maintenant de savoir comment et par quoi pouvons-nous remplacer les combustibles qui ont soutenu l’activit\u00e9 humaine pendant plus de deux si\u00e8cles.<\/strong><\/p>\n

Les solutions alternatives peuvent \u00eatre plus ou moins \u00e9videntes en fonction de l’usage destin\u00e9 \u00e0 chaque combustible. Concernant la production d’\u00e9lectricit\u00e9, les sources renouvelables telles que l’hydraulique, le photovolta\u00efque et l’\u00e9olien ont atteint un niveau de maturit\u00e9 qui permet une substitution \u00e0 des prix comp\u00e9titifs. Pour la production de chaleur, la biomasse, la g\u00e9othermie, l’exploitation de la chaleur r\u00e9siduelle provenant des processus industriels, etc. sont des solutions utilis\u00e9es depuis des d\u00e9cennies (certaines, comme la biomasse, depuis la naissance de notre esp\u00e8ce).<\/p>\n

Dans d’autres secteurs d’activit\u00e9, notamment les transports, le remplacement est plus complexe. Une source d’\u00e9nergie \u00e0 usage mobile doit avoir pour caract\u00e9ristique essentielle, outre un co\u00fbt comp\u00e9titif, une densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique (\u00e9nergie contenue dans un volume) permetant un minimum d\u2019autonomie dans les d\u00e9placements. <\/strong>Comme nous le verrons dans cet article, les alternatives aux d\u00e9riv\u00e9s du p\u00e9trole dans le secteur des transports ne sont pas aussi \u00e9videntes qu’il n’y para\u00eet.<\/p>\n

Le secteur des transports (routier, maritime et a\u00e9rien) est responsable de 16 % des \u00e9missions mondiales de CO2.<\/strong> D\u2019ailleurs, il se positionne juste apr\u00e8s les secteurs de la production d’\u00e9lectricit\u00e9 et de l’industrie. Il est \u00e9vident que si nous voulons parvenir \u00e0 z\u00e9ro \u00e9mission, nous devons chercher des alternatives aux carburants actuellement utilis\u00e9s dans les transports.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Graphique 1. \u00c9missions de CO2 par secteur<\/em><\/p>\n

Une premi\u00e8re solution est l’utilisation directe de l’\u00e9lectricit\u00e9<\/strong>. Tout semble aller si cette derni\u00e8re est d’origine renouvelable et n\u2019\u00e9met pas d’\u00e9missions de CO2. En revanche, pour transporter l’\u00e9lectricit\u00e9 dans le v\u00e9hicule, il faut des accumulateurs (batteries). Les technologies les plus performantes sont co\u00fbteuses, utilisent de grandes quantit\u00e9s de m\u00e9taux et leur densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique est relativement faible. Leur utilisation dans les v\u00e9hicules l\u00e9gers semble appropri\u00e9e (malgr\u00e9 leur co\u00fbt). Pour les navires et les avions, il est clair qu’en termes d’autonomie ou de poids, elles ne repr\u00e9senteront pas la solution id\u00e9ale. On peut s’attendre \u00e0 une r\u00e9volution technologique dans le domaine des batteries, mais pour l’instant elle ne semble pas imm\u00e9diate.<\/p>\n

Une autre alternative est celle des biocarburants<\/strong>, \u00a0ceux qui sont fabriqu\u00e9s \u00e0 partir de mati\u00e8res organiques. <\/strong>Si la source organique provient de cultures d\u00e9di\u00e9es \u00e0 la fabrication de combustibles (bio\u00e9thanol ou biodiesel) se pose rapidement le probl\u00e8me \u00e9thique de savoir si le monde doit \u00eatre en sous-alimentation pour r\u00e9pondre aux besoins en carburant d’une autre partie de la Terre. En revanche, les biocarburants issus de la m\u00e9thanisation des d\u00e9chets v\u00e9g\u00e9taux sont tr\u00e8s b\u00e9n\u00e9fiques pour la lutte contre le changement climatique car ils capturent le m\u00e9thane qui, autrement, serait rejet\u00e9 dans l’atmosph\u00e8re[1]<\/a> .<\/p>\n

Quant \u00e0 l’utilisation finale de ces biocarburants, le bio\u00e9thanol ou le biodiesel sont parfaitement utilisables comme remplacement de l’essence ou du diesel fossile (ils sont utilis\u00e9s depuis de nombreuses ann\u00e9es). Le biom\u00e9thane, quant \u00e0 lui, semble tout \u00e0 fait adapt\u00e9 pour \u00eatre utilis\u00e9 dans le transport maritime une fois liqu\u00e9fi\u00e9 (bio-LNG), afin de pouvoir \u00eatre transport\u00e9 en quantit\u00e9s suffisantes.<\/p>\n

Le probl\u00e8me structurel de ces biocarburants r\u00e9side dans la limitation de la ressource primaire. Ils n’existent pas de sources organiques renouvelables en quantit\u00e9 suffisante pour permettre une substitution massive des combustibles fossiles. Les biocarburants de nouvelle g\u00e9n\u00e9ration (3G ou 4G) utilisant des micro-organismes ou des algues n’en sont qu’au stade exp\u00e9rimental et ne devraient pas contribuer, \u00e0 moyen terme, \u00e0 la r\u00e9duction des \u00e9missions.<\/p>\n

Cela nous am\u00e8ne \u00e0 une troisi\u00e8me option, nous nommons la technologie power-to-X. <\/strong>Il s\u2019agit d’utiliser l’\u00e9lectricit\u00e9 pour produire de l’hydrog\u00e8ne qui, par synth\u00e8se, est converti en d’autres mol\u00e9cules plus faciles \u00e0 traiter. La production d’hydrog\u00e8ne se fait par \u00e9lectrolyse (d\u00e9composition de la mol\u00e9cule d’eau \u00e0 l’aide d’\u00e9lectricit\u00e9), un proc\u00e9d\u00e9 utilis\u00e9 dans l’industrie depuis plus de deux si\u00e8cles. Bien entendu, l’\u00e9lectricit\u00e9 doit \u00eatre d’origine renouvelable ou \u00e0 faible taux d’\u00e9mission. L’hydrog\u00e8ne produit ainsi a une tr\u00e8s faible densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique et n’est pas facilement stockable. Pour le transport, il doit \u00eatre comprim\u00e9 ou liqu\u00e9fi\u00e9 \u00e0 tr\u00e8s basse temp\u00e9rature.<\/p>\n

<\/a>\"\"<\/p>\n

Figure 1 (Frases, 2023) Processus de production des e-carburants<\/em><\/p>\n

Il est donc n\u00e9cessaire de le combiner avec d’autres mol\u00e9cules pour gagner en densit\u00e9 ou en transportabilit\u00e9. S’il est combin\u00e9 avec du CO2 (d’origine biologique ou apr\u00e8s captage), il donne lieu \u00e0 du e-m\u00e9thanol qui peut \u00eatre utilis\u00e9 directement dans les moteurs thermiques classiques. Synth\u00e9tis\u00e9 avec de l’azote, il permet de produire de l’ammoniac, facile \u00e0 transporter. Il est \u00e9galement possible de fabriquer des mol\u00e9cules plus complexes comme le e-gazole ou le e-k\u00e9ros\u00e8ne, mais \u00e0 un co\u00fbt prohibitif.<\/p>\n

La derni\u00e8re famille de carburants est celle \u00e0 base d’hydrog\u00e8ne d’origine fossile (Blue Hydrogen based fuels<\/strong>) (voir Newsletter sur ce sujet\u00a0: Hydrog\u00e8ne Vert Europe<\/a><\/span><\/span>). Dans ce cas, l’hydrog\u00e8ne est obtenu \u00e0 partir du gaz naturel, avec captage et stockage du CO2 \u00e9mis dans le processus. Le co\u00fbt de cet hydrog\u00e8ne de reformage est relativement comp\u00e9titif, mais le co\u00fbt du captage et du stockage du CO2 ne l’est pas. L’acceptation sociale du stockage ne semble pas \u00e9vidente non plus et la poursuite de l’industrie d’extraction du gaz naturel n’est pas le moyen le plus appropri\u00e9 pour \u00e9viter les \u00e9missions de m\u00e9thane. Comme dans le cas du power-to-X, l’ajout de mol\u00e9cules suppl\u00e9mentaires pour g\u00e9n\u00e9rer des carburants liquides rend le carburant final extr\u00eamement cher.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Cela nous am\u00e8ne donc aux questions essentielles de cette transformation \u00e9nerg\u00e9tique. Actuellement, nous avons la connaissance n\u00e9cessaire pour fabriquer les alternatives aux \u00e9nergies fossiles : \u00e9lectricit\u00e9, biocarburants, hydrog\u00e8ne, power-to-X, etc. Mais \u00e0 quel prix ? Ces types de carburants sont-ils viables ? Quel sera l\u2019augmentation du prix de l’\u00e9nergie ?\u00a0 Sera-t’elle accept\u00e9e par la soci\u00e9t\u00e9 ? Ces alternatives pourront-elles \u00eatre mise en \u0153uvre dans tous les pays ?<\/p>\n

Sans r\u00e9volution technologique majeure, le co\u00fbt des carburants alternatifs semble li\u00e9 \u00e0 l’\u00e9volution du co\u00fbt de l’\u00e9lectricit\u00e9 renouvelable (ou \u00e0 faible \u00e9mission). Celui-ci d\u00e9pend \u00e0 son tour du co\u00fbt du capital et des conditions d’exploitation (sources d’\u00e9nergie intermittentes). Dans les meilleures conditions, nous ne nous attendons pas \u00e0 ce que le co\u00fbt de l’\u00e9lectricit\u00e9, en tant que mati\u00e8re premi\u00e8re pour la production de carburant de synth\u00e8se, soit en dessous de 40-50 \u20ac\/MWh. Cela supposant, en plus, qu\u2019il y a des sites disponibles appropri\u00e9s pour produire de l’\u00e9lectricit\u00e9 primaire \u00e0 grande \u00e9chelle. \u00c0 ce co\u00fbt, il faudra ajouter les investissements dans les \u00e9lectrolyseurs et les pertes d’\u00e9nergie correspondant \u00e0 la production d’hydrog\u00e8ne vert (40 %). Si l’on suit la cha\u00eene de production de mol\u00e9cules plus complexes, on additionnera encore les investissements et les pertes \u00e9nerg\u00e9tiques. Si l’on ajoute \u00e0 cela les co\u00fbts de logistique jusqu’\u00e0 destination, on arrive \u00e0 des carburants qui, dans le meilleur des cas, co\u00fbteront entre 3 et 7 fois plus cher que les carburants conventionnels. Nous avons un probl\u00e8me !<\/p>\n

En conclusion, si nous voulons r\u00e9duire les \u00e9missions de CO2, nous devrons remplacer les combustibles fossiles, mais cela se fera au prix d’une augmentation tr\u00e8s importante des co\u00fbts de l’\u00e9nergie. Dans les pays avec des politiques climatiques plus avanc\u00e9es, les objectifs de r\u00e9duction des \u00e9missions obligent pour l’instant d\u2019inclure les biocarburants \u00e0 des pourcentage r\u00e9duits qui emp\u00eachent le consommateur final de se rendre compte de l’augmentation des co\u00fbts. De plus, les nouveaux carburants sont souvent exempt\u00e9s des imp\u00f4ts et des taxes qui gr\u00e8vent lourdement les carburants fossiles. Il ne fait aucun doute qu’\u00e0 mesure que les objectifs de r\u00e9duction des \u00e9missions deviendront plus ambitieux, les effets seront davantage palpables, avec des prix plus \u00e9lev\u00e9s pour les consommateurs et\/ou des recettes moindres pour les gouvernements.<\/p>\n

Pour atteindre l’objectif climatique, nous avons besoin d’un bon \u00e9quilibre des diff\u00e9rentes solutions viables et \u00e9viter les positions dogmatiques ou sceptiques. Sur ce chemin incertain vers le Net Zero en 2050, nous esp\u00e9rons qu’ensemble nous serons en mesure de trouver des solutions pragmatiques, acceptables d’un point de vue environnemental et soci\u00e9tal qui nous permettront de sauver la plan\u00e8te. Bonne chance \u00e0 nous.<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

[1]<\/a> Le m\u00e9thane \u00e9mis dans l’atmosph\u00e8re y reste pendant environ 20 ans et a des effets de r\u00e9chauffement 80 fois plus intenses que le CO2.<\/p>\n

<\/a><\/p>\n

<\/a><\/p>\n

<\/a><\/p>\n

Antonio Haya & Mar\u00eda Paz Murillo Prieto<\/em><\/p>\n

\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

L’objectif de limitation du r\u00e9chauffement climatique conduit infailliblement \u00e0 la n\u00e9cessit\u00e9 de r\u00e9duction d’utilisation des \u00e9nergies fossiles. Cela ne fait aucun doute. Lors de la derni\u00e8re COP28, plus de 200 pays se sont engag\u00e9s \u00e0 \u00ab\u00a0sortir des \u00e9nergies fossiles\u00a0\u00bb malgr\u00e9 cet accord, aucune \u00e9ch\u00e9ance n’a \u00e9t\u00e9 fix\u00e9e. 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