Objet de tous les espoirs pour réduire radicalement les émissions de CO2 liées à nos déplacements en voiture, les alternatives au pétrole ne sont pas encore passées au stade de l’industrialisation. Le ciel est-il en train de se dégager ?
En Europe, la part des émissions de CO2 liée au transport ne cesse d’augmenter, et est évaluée à 24% de nos émissions globales. Cette part est estimée à 15% rien que pour le transport individuel. C’est dire si les attentes qui pèsent sur le développement des carburants alternatifs sont grandes.
Entre le diesel synthétique, le méthanol, le kérosène de synthèse et les biocarburants, les recherches se concentrent sur un large éventail de solutions. Les pistes sont nombreuses, et le potentiel énorme. On estime en effet que les émissions de CO2 d’origine fossile des véhicules à moteur thermique pourraient être progressivement abaissées jusqu’à 90 % dans les années à venir, si ces solutions étaient développées à grande échelle. Or l’Europe vient de décider de réduire les émissions liées au transport routier de 37,5 % à l’horizon 2030.
Mais, pour être développées à l’échelle industrielle, ces alternatives au pétrole doivent idéalement être compatibles avec le réseau de distribution existant. Elles doivent aussi pouvoir être utilisées dans les moteurs à combustion actuels, avoir un impact environnemental le plus faible possible, et pouvoir concurrencer le pétrole au niveau du prix.
Le décollage de la voiture électrique étant encore trop timide (moins de 1% du parc automobile actuel), les carburants alternatifs doivent en outre pouvoir être rapidement mis en œuvre.
Production trop coûteuse
Aujourd’hui, toutes ces solutions sont encore trop chères à produire. Mais avec le tarissement progressif des puits de pétrole et le renchérissement de l’or noir qui devrait en découler, il se peut que le coût de l’investissement pour produire ces nouveaux carburants puisse être rentable dans un avenir pas si lointain.
Les industries allemandes qui testent différents formes de carburant de synthèse n’avancent pas de prix à l’heure actuelle. Cependant, selon l’équipementier Bosch, il serait possible à terme d’atteindre pour ces carburants des coûts hors taxe de l’ordre de 1,00 à 1,40€ le litre. Encore trop cher par rapport au diesel classique, mais qui peut prédire l’évolution des prix pétroliers?
Chaque type de carburant présente ses avantages et inconvénients. Nous avons choisi de nous pencher sur certains d’entre eux, sans que cet aperçu soit exhaustif.
L’e-diesel
L’e-diesel est un gazole synthétique qui permet aux moteurs thermiques conventionnels de fonctionner quasiment sans rejeter de CO2.
Bosch expérimente la fabrication de ce carburant synthétique déjà en Norvège et en Allemagne. Le précédé est coûteux et complexe, mais la technologie semble prometteuse. Les avantages sont en effet nombreux : moins de suies à la combustion, et il n’est pas nécessaire de changer tout le réseau d’approvisionnement, ni les technologies de motorisation actuelles. Des acteurs majeurs de l’industrie chimique, pétrolière, mais aussi automobile comme le groupe Audi se sont d’ores et déjà engagés dans cette voie.
Audi a d’ailleurs décidé en 2018 de passer à la vitesse supérieure. Cette année, la marque automobile allemande a inauguré un complexe chimique expérimental à Laufenburg, dans le canton d’Aargau en Suisse. La production de cette usine pilote suisse est bien sûre modeste: 400.000 litres d’e-diesel par an. Une goutte de carburant dans un océan de 33 millions de tonnes de diesel consommés chaque année rien qu’en France. Mais le constructeur allemand Audi (associé à Ineratec et à Energiedienst AG dans ce projet) place beaucoup d’espoir dans ce carburant produit à partir de CO2 qui pourrait faire rouler des voitures presque «neutres en carbone» en conservant les moteurs thermiques classiques.
Quel est le procédé ? Grâce à une source d’électricité hydroélectrique, l’usine produit de l’oxygène et de l’hydrogène à partir de l’eau via un procédé d’électrolyse. Dans une seconde étape, l’usine séquestre du CO2 provenant de l’atmosphère ou de biogaz. L’hydrogène et le CO2 sont mélangés à haute température en recourant à un procédé innovant, pour produire au choix de l’essence, du gazole, du gaz ou même du kérosène. De telle sorte que, après combustion du diesel synthétique – qui dégage par ailleurs moins de suie –, le bilan CO2 rejeté reste neutre en bout d’échappement.
Le Groupe Bosch croit plutôt à une solution hybride qui combinerait moteur électrique et moteur thermique à essence synthétique. Mais pas avant 2050 !
Le méthanol de synthèse
La synthétisation du méthanol est une des méthodes les plus prometteuses car l’alcool méthylique, autre nom pour le méthanol, présente notamment l’avantage de pouvoir être synthétisé à partir de nombreuses énergies primaires : simplement à partir de biomasse, ou de CO2 et d’hydrogène, mais aussi et surtout à partir de CO2, d’eau, et d’excédents d’électricité renouvelable (production supérieure à la demande instantanée du réseau) produite par des éoliennes ou des panneaux photovoltaïques.
Le méthanol est liquide et donc facilement stockable. Il peut être distribué via des stations-service existantes, et utilisé pur dans des moteurs essence adaptés à cet effet, ou mélangé à de l’essence comme c’est le cas à hauteur de 15 % pour le M15 distribué en Chine. Mieux, il peut aussi être transformé en essence de synthèse via le procédé MTG (Methanol To Gasoline), ou en un composé capable de se substituer au gazole comme l’Oxymethylene ether (OME) ou le Dimethyl ether (DME).
Et les biocarburants ?
Les premiers biocarburants ont été longtemps controversés. Leur fabrication pose en effet de graves questions sur la préservation de l’environnement, étant donné qu’ils rentrent directement en concurrence avec l’occupation de terres agricoles pour la production alimentaire.
C’est pour cette raison qu’il est peu probable que l’éthanol et le biodiesel apportent un jour une contribution décisive à l’approvisionnement en carburants, malgré des mesures d’encouragement. L’Agence Internationale de l’Energie (AIE) considère que, d’ici à 2030, les biocarburants prendront une part de 4 à 7 % à l’échelle mondiale.
Trois générations de biocarburants
Les carburants de 1e génération peuvent être fabriqués à partir d’une gamme diversifiée de produits agricoles : canne à sucre, betterave, céréales, colza, maïs, tournesol, arachide, palme, soja. En Europe centrale, le plus connu des biodiesels est l’ester méthylique de colza (EMC).
L’avantage écologique de l’EMC est fort controversé, du fait notamment de l’emploi substantiel d’engrais qui émettent, entre autres, le NO (ou gaz hilarant), un gaz à effet de serre, et du fait de sa production grande consommatrice d’énergie. Il faut savoir que, si la combustion du biodiesel permet une réduction des émissions de certains polluants (notamment les particules), il génère par ailleurs une augmentation d’autres polluants (par exemple, les oxydes d’azote).
Leur développement n’est plus davantage soutenu, mais ils entrent encore dans la composition du gazole routier, à hauteur de 7%.
Les biocarburants de la 2e génération sont produits à partir de végétaux non alimentaires, c’est-à-dire de biomasse lignocellulosique : déchets agricoles, résidus forestiers, bois, miscanthus, etc.
Quant aux carburants de la 3e génération, ils ne sont plus basés sur l’exploitation de matières végétales. Les recherchent se concentrent sur un biocarburant à base d’algues (les « algocarburants »).
L’idée d’utiliser des microalgues provient du fait que ces organismes contiennent des acides gras à haut contenu énergétique. Ils sont riches en triglycérides, qui permet de produire du biodiesel ou du biokérosène. Les espoirs sont donc réels de produire un carburant peu émetteur de CO2 qui puisse servir tant aux véhicules qu’aux avions et aux navires.
Les recherches sont soutenues et visent d’ici 2025 une production quotidienne de 10 000 barils de biocarburant à base d’algues.
Comme pour les autres types de carburants alternatifs, c’est le coût de production qui constitue toujours un frein important. Les premières estimations parlent d’un coût de 300 $/baril (1 baril = 159 litres), soit environ 1,65 € le litre. Mais, comme dit plus haut, l’évolution du prix du pétrole pourrait très bien rendre cette alternative de plus en plus attractive.
Les algues offrent-elles une solution durable ?
Les algocarburants libèrent du CO2, mais celui-ci a été récemment prélevé dans l’atmosphère, puisque l’algue est transformée en biocarburant en à peine 2 jours.
Le principal avantage des algues réside dans leur rendement à l’hectare : au moins 30 fois supérieur aux oléagineux. Les microalgues pourraient produire 100 fois plus de litres d’huile par hectare que le palmier à huile, et 200 fois plus que le colza.
Actuellement, plus de 200 projets de recherche sont en cours de développement à travers le monde, majoritairement aux E-U, mais également en France.
Les algocarburants offrent un grand potentiel, permettront de nombreuses créations d’emplois, mais les promesses ne se réaliseront que si les politiques délient les cordons de la bourse pour soutenir la filière.
On ne parle que d’émission de CO2. Pourquoi ne parle-t’on pas aussi de tous les autres polluants émis par la combustion des énergies fossiles qui altèrent la qualité de l’air ? Qu’en est-il de ces autres polluants pour ce diesel de synthèse (Monoxyde de carbone (CO), Hydrocarbures imbrûlés (HC) / Composés organiques volatils (COV), Oxydes d’azote (NOx), Poussières fines (PM10), Ozone (O3)…) ?
Quelqu’un sait ?
Non le NO n’est pas du gaz hilarant c’est du monoxyde d’azote vous confondez avec le protoxyde d’azote N2 0
ouf je me demandais comment Total allait vendre de l’huile palme et vendre donc du biodiesel pour contrer l’alcool de batterave made in france.
C’est bon ! en route pour l’huile de palme et le soit disant diesel propre !! bim et hop les taxes !
C’est quand même assez extraordinaire l’imagination dont peuvent faire preuve conjointement les industries chimiques, pétrolières et automobiles pour faire perdurer le buisness de la combustion…; comme si cette combustion devenait subitement propre car provenant de carburants de synthèse !!!
Non , et comme c’est dit dans l’article, le problème est bien celui du transport, il faudrait surtout du courage de la part de nos politiques, pour proscrire le pétrole pour les transports routiers de marchandises supérieurs à 300 km, et imposer le ferroutage avec transports terminaux en tracteurs électriques ou hydrogène.
Pour le transport des personnes, favoriser les TC, le renouvellement exclusif des bus par des modèles électriques ou hydrogène (sous réserve d’une production de celui-ci par électrolyse à base d’ENR (surplus éolien).
Enfin pour les voitures particulières,TVA à 0 % pour les VE, avec une échéance fixée ( à définir 2025/2030) d’interdiction des voitures à combustion.
Pour autant, tous ces efforts seront inutiles si l’on ne se soucie pas d’abord, (ou au moins simultanément) du gaspillage énergétique dans le chauffage des bâtiments particuliers (les entreprises ayant elles, évolué sur la question pour diminuer leurs coûts de gestion …).
On sait qu’une politique ambitieuse permettrait après injonction d’aides initiales, de financer ces travaux grâce aus économies d’énergie réalisées !
Encore faudrait-il ne pas faire comme actuellement, financer la pose de vitrages, en laissant des toitures et des murs entiers à l’état de passoires thermiques, faute d’un véritable bilan, d’une prescription sérieuse et d’un suivi rigoureux de la mise en oeuvre, par des entreprises trop souvent douteuses …
»carburants de la 3e génération »; la biologie de synthèse nous promet depuis une dizaine d’années des résultats mais la production à grande échelle n’est pas encore là.
Par contre, »L’e-diesel est un gazole synthétique qui permet aux moteurs thermiques conventionnels de fonctionner quasiment sans rejeter de CO2 ». Dans toute réaction de combustion, il y émission de dioxyde de carbone. Peu importe coment, en faisant l’équation de réaction, on a toujours la même quantité de CO(2) émis. Par contre, cette émission diminue si la consommation diminue.
Je pense qu’il ferait des relecteurs sur le site car on ne peut pas laisser croire qu’il y aurait un gazole magique qui s’affranchirait des lois de la chimie.
Que d’élucubrations !
Sachez que le moteur à combustion n’est qu’une source de profits, car totalement inadapté à la propulsion d’un véhicule au contraire d’un moteur électrique.
Quant au gaz « hilarant », le protoxyde d’azote N2O (et non NO) c’est un puissant GES (900 fois le CO2) caché sous le terme générique de NOx et donc émis par les pots d’échappements !
Désolé, mais les carburants synthétiques à partir de CO2 ne sont qu’une vue de l’esprit. Quand on fait la réaction H2+CO2 = ~CH2+2H2O, on dépense les 2/3 de l’hydrogène pour faire de l’eau !!! Autrement dit, on dépense 75% de l’électricité pour rien, compte tenu du rendement à 75% de l’électrolyse pour produire l’hydrogène.
Sachant que l’éolien ne produit que 25% de sa capacité crête et qu’il faut des centrales à gaz naturel émettrices de CO2 pour produire le complément, c’est une catastrophe écologique et financière que l’on réaliserait. (à moins de ne faire que la catastrophe financière en sur investissant dans le nucléaire).
L’hydrogène carburant est un peu moins irréaliste avec les piles à combustible, mais le gaspillage d’électricité est encore 2 à 3 fois plus important que pour les véhicules électriques.
Désolé mais… carburants pas propres !
C’est un peu comme les hybrides sur ce site…
Dégagez ! Le bio diesel n’est pas bon pour les poumons… mais il tient l’industrie automobile à bout de bras.
C’est pas beau de lui faire de la pub. Total qui cherche à nous faire mieux respirer… ben voyons
« … avec le tarissement progressif des puits de pétrole et le renchérissement de l’or noir qui devrait en découler… »
Le moins que l’on puisse dire c’est qu’actuellement, c’est loin d’être évident :
« U.S. crude oil production rose 129,000 bpd in September to a fresh record of 11.475 million bpd,
the U.S. Energy Information Administration said in a monthly report on Friday ».
SOURCE : https://www.cnbc.com/2018/11/30/oil-markets-opec-output-cuts-oversupply-in-focus.html
Tout cet écologique et cet bobo en on rien à foute de la pollution il voyage avec tout cet gros avion et paquebot de croisière qui pOllé comme des milliers de voiture tous des guignols comme hulotte et il fond payer le pauvre smicard qui fait 20 km pour allé au travaille
Il semble que l’Ademe voie un scénario 50/50 électrique/biomethane à l’horizon 2050.
Les 50% biomethane produits en 3 tiers: 1/3 agricole ( résidus d’elevage ), 1/3 déchets/boues d’épuration, 1/3 production à base de surplus eolien ( effet stockage ).
Les rendements pour la production de gaz de synthèse s’annoncent médiocre mais l’energie serait puisée dans le surplus non stockable.
J’ai du mal à voir l’interet d’un carburant liquide de synthèse à grande échelle ( sauf kérosène ) car il faudrait encore une étape de transformation, plus transport ( le gaz utilisant le réseau existant subira moins de pertes….qui seront chassées, vu la diete énergétique à laquelle nous allons devoir nous contraindre ).
Audi est aussi investi en Allemagne sur ces projets méthane, et offrait d’ailleurs une garantie d’injection dans le réseau de l’equivalent consommé par les premiers clients de sa gamme Gnv ( toutes les voiture Vag et Fiat, partiellement Opel, sont vendues en version Gnv, en 1.4 ou 2.0 Tsi )
C’est toujours le même miroir aux alouettes. Quelle est l’énergie nécessaire pour fabriquer 1 litre de cette merveille ? Et c’est pour quand ? Autre point noir, on ne parle que du CO2 mais en combustibles fossiles, un véhicule rejette plusieurs centaines de polluants différents. On veut moins polluer, il ne faut plus de combustion comprimée mais des énergies renouvelables, transports en commun et VE.
Neutre en CO2 ? Mais vu que les moteurs thermiques ont un faible rendement, une bonne part de l’énergie consommée sera gaspillée en pure perte ! Et je n’imagine pas que la production de ces produits se fassent sans émissions de CO2.
Si il faut une usine à hydrogène pour ensuite créer du carburant, autant rester à l’étape de l’hydrogène seul, seule alternative durable à mon sens si les politiques poussaient vraiment les industriels sur cette voie…
Ce qui manque cruellement dans cet article est la façon d’utiliser ces bio-carburants. On ne les fout pas dans un diesel conventionnel mais plutôt utiliser une pile à combustible et obtenir ainsi le double de rendement, Les pile à combustible à ethanol, methanol dépassent les 70% de rendement alors qu’un diesel peine à atteindre 30%. SI le biocarburant provient de sources environnementale c’est pas mal et pas de compression à faire, c’est un liquide avec des millions de stations en place.
A propos, les Allemands faisait des carburants synthétique lors de la seconde guerre mondiale voir procédé Fischer-Tropp.
surtout oubions la pile a combustible, embarquée dans les missions spatiales depuis 40 ans, donc certainement pas au point, rejets dans l’atmosphére = 0, de l’eau c’est tout !
En 2012, une société américaine, Joule unlimited, promettait monts et merveilles en fabricant du carburant synthétique a partir d’un procédé naturel de transformation des eaux usées avec des bactéries, du CO2 et de l’énergie solaire, avec des rendements 10 fois supérieurs aux meilleurs agrocarburants.
Audi a investi des centaines de millions d’euros, et puis tout d’un coup, plus rien. Pas d’explication a ce jour, mais parfois, les constructeurs ou les pétroliers investissent pour tuer….
Quoi qu’il en soit, la combustion rejettera toujours du carbone, même en faible quantité. On se mord la queue.
Tres joli et novateur: l’armėe allemande roulait et volait deja aux carburants de synthėse des 1942…nous progressons donc dans ce sens: pfff. Le methanol: vapeurs et combustion extremement cancerigenes, sacrė progrės donc…ne croyez vous pas que la politique europėene de localiser les ports en Hollande et en Belgique, jetant ainsi des milliers de camions sur nos routes est depassee en matiere d’ecologie ?? Il est evidement beaucoup plus facile de faire culpabiliser le pauvre automobiliste roulant en euro 4 ou nous faire croire que l’essence est la panacėe contre les rejets de particules fines = 10× plus sans Fap…rigolade donc! Reouvrons les ports europeens, remettons en route le transport ferroviaire et fluvial du fret, favorisons le commerce de proximitė et nous verrons nos emissions fondre comme neige au soleil…mais comme le bon sens n’est plus de ce siecle..
Pas d’accord avec l’article.
Commençons par les réserves de pétrole en soi disant diminution.
1) les réserves de pétrole conventionnelles s’épuisent vite PEUT ETRE. En fait, personne n’en sait rien. C’est possible et une chose est sure. Personne ne sait à quelle vitesse on touchera le peak oil du pétrole conventionnel
2) les réserves de pétrole non conventionnel sont gigantesques et nombre de celles ci ont un coût de production avec bénéfice de 60$ le baril. USA, Russie et quelques autres pays ont des réserves considérables en non conventionnel.
Le prix d’achat d’un VE va converger avec un VT sur la période 2020 / 2030 (effondrement du prix des cellules de batterie avec forte augmentation de leurs capacités) Ajoutons y la taxe carbone sur le pétrole, l’absence d’entretien moteur et le VE va commencer à se démocratiser dès les années 2022
Tesla sera un moteur très puissant (électrique le moteur bien sur :) pour le marché des VE en démontrant à tous la faisabilité : GF, réseau de SC, rapport prix / perf de la model 3 et des modèles suivants. En déc 2019, Tesla devrait être capable de produire de 10 à 13.000 model 3 / semaine (Chine + USA : soit 45.000 TM 3 / mois) et dans les 3000 TMS / TMX / mois : arrondissons à 50.000 VE / mois => 600.000 VE / an
C’est suffisant pour alimenter le marché haut de gamme des VE (ceux à plus de 40.000 € TTC et + avant bonus )
La demande va être forte. Les autres devront réagir ou se faire bouffer.
les carburants alternatifs, même sans aucune taxe, resteront très chers, plus ou moins polluants donc pas compétitifs face à l’électricité et il faut un entretien moteur coûteux Les Tesla et autres VE resteront très compétitifs voire moins cher qu’un VT en 20222/2030
Vers 2020 / 2030 auto produire son électricité, déjà rentable en Allemagne, sera intéressant en France : le prix du kWh va monter (moins que le litre de pétrole), le prix d’une installation panneau PV + batterie va encore lourdement diminuer et avoir un Ve pour utiliser sa production perso d’électricité = raison de plus d’acheter un VE et une installation PV + powerwall Tesla ou équivalent.
Le coût du kWh des cellules des batteries ne cesse de dégringoler, LG prévoit un coût de 100$ le kWh en 2020.
Cela veut dire que le prix de production de la voiture électrique sera comparable à la voiture thermique.
Avec le prix de l’entretient bien moindre que pour les voitures thermiques, la voiture électrique va s’imposer, et que les carburants de synthèse ou pas seront pour une niche dans la voiture de monsieur tout le monde.
On va voir si pour les camions, est ce que le poids des batteries seront pénalisant ou pas.
https://www.lifegate.com/app/uploads/1432718621278.jpg
Très bon, article, merci, mais vous avez oublié l’éthanol.
Quel intéret? Sans vouloir faire un cours, le 1er principe de la thermodynamique fait que n’importe quel procédé chimique de substution demandera plus d’énergie grise que simplement « extraire+raffiner ». C’est le serpent qui se mange la queue, Le seul changement doit justement se faire dans nos comportements, en arrêtant de croire que la technologie nous sauvera. Le velo sans moteur est sobre et sans rejet. Faisons en sorte que Paris et Lyon ressemblent à Amsterdam, et qu’un moteur 1.2L suffit largement pour aller en vacances, comme on le faisait auparavant.