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Carburants : cap sur de nouvelles alternatives aux fossiles

Xavier Boivinet
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Carburants : cap sur de nouvelles alternatives aux fossiles

Le projet BioTfuel piloté par Total repose sur une technologie de gazéification de biomasse lignocellulosique en biogazole et biokérosène.

© Dominique Fontenat

Malgré l’espoir suscité par l’électrique et l’hydrogène, les carburants liquides ne sont pas près de disparaître du mix énergétique des transports. Pour réduire le recours aux ressources d’origine fossile et les émissions de CO2 associées, les biocarburants conventionnels ne suffiront pas. Place aux générations suivantes et alternatives.

A quoi carburera-t-on en 2030 ? En Europe, c’est en ce moment que cela se joue. Adoptée en 2018, dix ans après une première version, la seconde directive européenne sur les énergies renouvelables (RED II) entrera en vigueur le 1er juillet 2021. D’ici là, les États membres devront la transposer dans leur droit national. Concernant les transports, un objectif de 14 % d’énergie d’origine renouvelable est fixé pour 2030. Pour y parvenir, les biocarburants conventionnels, ou de première génération, auront leur place, mais leur usage sera plafonné.

À l’inverse, les biocarburants avancés, ou de deuxième génération – produits à partir de biomasse qui n’entre pas en compétition avec l’alimentation humaine ou animale –, seront favorisés. Tout comme d’autres solutions émergentes qui se passent tout simplement de biomasse : les électro-carburants – issus de processus power-to-liquid – et les carburants solaires. Les premiers sont produits à partir d’eau, de dioxyde de carbone (CO2) et d’électricité d’origine renouvelable. Les seconds utilisent de la chaleur solaire concentrée afin de transformer directement le CO2 et l’eau au sein d’un réacteur.

Le power-to-liquid, une « variable d’ajustement » 

Les électro-carburants semblent d’ores et déjà appelés à jouer un rôle important. « Il n’y aura pas suffisamment de biomasse pour couvrir ne serait-ce que les besoins de l’aviation, avertit Karl Hauptmeier, le directeur du projet Norsk e-fuel, qui vise à produire du kérosène à partir d’électricité renouvelable en Norvège. Il y aura donc un trou à combler pour atteindre les objectifs de réduction des émissions de CO2, et ce dès 2030. »

« Nous aurons besoin du power-to-liquid, affirme Thibault Cantat, chercheur au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) à Saclay et responsable du programme sur la fermeture du cycle du carbone. En revanche, il faudra regarder au cas par cas pour apprécier l’intérêt de cette solution par rapport aux biocarburants avancés ou de troisième génération. » Ces derniers désignent ceux qui sont produits à partir de microalgues. Dans les scénarios prospectifs de l’Agence de la transition écologique (Ademe), le power-to-liquid est bel et bien envisagé comme un moyen de modifier le mix énergétique des transports et d’aider à leur décarbonation. « Mais nous considérons les électro-carburants plutôt comme une variable d’ajustement par rapport aux biocarburants pour desserrer la demande en biomasse », assure Bruno Gagnepain, ingénieur biocarburants à l’Ademe. Dans tous les cas, soulignent des chercheurs du Centre de recherche technique de Finlande et de l’université de Cambridge (Royaume-Uni) dans un article paru en octobre dans la revue Joule, « leur viabilité dépendra d’un accès à des sources d’énergie à bas coût et ultra-bas carbone ou à de l’électricité renouvelable zéro carbone disponible toute l’année. »

La voie méthanol n'est pas meilleure que la voie FT

Le power-to-liquid, tout comme les carburants solaires, peut être utilisé pour produire soit du méthanol, soit un gaz de synthèse qui est ensuite transformé en diesel ou en kérosène par un procédé Fischer-Tropsch (FT). « S’il est aujourd’hui principalement utilisé dans le secteur de la chimie, le méthanol peut aussi servir en tant que tel pour un usage énergétique ou être transformé en hydrocarbure », précise Alain Bengaouer, chef de projets au CEA-Liten de Grenoble.

« Entre la voie méthanol et la voie FT, il n’y a aucun gagnant aujourd’hui, ajoute Thibault Cantat. Cela dépend de l’usage visé. » Par exemple, les circuits de carburant et la motorisation dans l’aviation étant conçus pour des hydrocarbures aux spécifications très précises, passer au méthanol réclamerait des changements supplémentaires. La voie FT pourrait donc être préférée afin d’éviter cette étape intermédiaire. « Mais pour d’autres moteurs à combustion équipant les véhicules, le choix entre méthanol et hydrocarbure reste ouvert », précise Thibault Cantat.

Le plafonnement européen des biocarburants de première génération tient à leurs inconvénients : ils entrent en concurrence avec l’alimentation humaine et animale, et peuvent conduire à un changement d’affectation des sols indirect (Casi), dont l’effet pervers[…]

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