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Roulerons-nous tous un jour aux biocarburants ?

Grégory Launay - Dernière mise à jour : 3 janvier 2010

 

Combien pèsent les biocarburants aujourd’hui ?

Les premiers programmes de production de biocarburants furent lancés dans les années 1970 lors des chocs pétroliers. Le Brésil et les Etats-Unis furent précurseurs du fait de leur dépendance énergétique et de leur puissance agricole importante. Ces développements ont stagné suite au contre choc.

Puis, au début des années 2000 lorsque le prix du pétrole s’est remis à grimper sérieusement, le développement des biocarburants a connu un regain d’intérêt. A cette période souvenons-nous, le baril de pétrole était jugé trop cher et le monde entier soupçonnait les Etats-Unis de vouloir attaquer l’Irak pour cela. Dans ce monde lointain, un pétrole cher était à 25$ le baril ... bref.

Cela s’est traduit par une volonté marquée des Etats de soutenir le développement des biocarburants. Dans l’Union Européenne par exemple, des primes ont été allouées pour la mise en culture dans ce but. Des objectifs chiffrés d’introduction des biocarburants ont été actés (5,75% en 2010) et des investissements ont été faits dans des capacités de production.

Tous ces efforts ont conduit à une forte augmentation des quantités produites (+15% par an depuis 2000) pour arriver en 2005 à environ 32 Millions de tonnes de carburant soit 22 Millions tep.

Production mondiale de biocarburants mesurée et anticipée (en Mt) - Source : IFP, 2007

Ce graphique montre l’historique et les prévisions de production (après 2005) réalisées à partir des investissements en cours et des objectifs annoncés par les Etats. Entre temps, la flambée des cours agricoles accompagnée des « émeutes de la faim » de 2007 ont un petit peu changé la donne. La FOA (Food and Agriculture Organisation) a notamment appelé en 2008 à une modification des politiques de subvention des biocarburants et à un recentrage vers le développement de la seconde génération pour éviter les problèmes de concurrence avec la filière alimentaire.

On constate aujourd’hui une production très majoritaire d’éthanol sur le marché dominé par le Brésil (culture de canne à sucre) et les Etats-Unis (culture de maïs). L’EMHV intéresse principalement l’Europe dont le parc automobile est fortement diésélisé. C’est principalement l’Allemagne, suivi par la France, qui joue les premiers rôles dans son développement.

Dans ce contexte et malgré un développement important, les biocarburants ne pèsent presque rien dans le bilan énergétique des transports dans le monde. Les 22 Mtep produits en 2005 (18 d’éthanol, 3,6 d’EMHV) représentent moins d’1,5% des 1,6 Gtep consommées … (et moins de 2% des 1,16 Gtep consommées pour les véhicules automobiles). Ils pèsent également très peu au regard de l’ensemble des énergies renouvelables (moins de 3%) et naturellement encore moins au regard du bilan énergétique mondial (moins de 0,3%).

Production d’énergies renouvelables par filières en France en millions de tonnes équivalent pétrole – Source : Commissariat Général du développement durable 2009, chiffre 2008

En France, pour l’année 2008, la production de biocarburants s’est élevée à 2,1 Mtep. Ce chiffe est à comparer aux 89 Mtep de pétrole consommées sur le territoire la même année.

 

Quel est leur potentiel de développement ?

C’est bien l’usage des terres qui pose problème. Les ordres de grandeur des rendements bruts à l’hectare sont pour les différentes filières :

  • 1 à 1,5 tep/ha pour l’EMHV colza ou tournesol
  • 1 à 2 tep/ha pour l’éthanol ex-blé ou maïs
  • 3 à 4 tep/ha pour l’éthanol betterave ou canne à sucre

Il s’agit ici de rendement brut ! Une tep produite n’est pas un tep de carburant fossile évitée. Il a bien fallu utilisée de l’énergie (fossile en l’occurrence) pour produire ces carburants. Et il se trouve que les cultures qui ont les meilleurs rendements bruts sont aussi celles qui nécessitent le plus d’apport énergétiques. Cela nous donne donc des rendements nets suivant les filières qui se valent, autour de 1 tep à l’hectare.

Avec des terres arables qui se montent à 1,6 milliards d’hectares sur l’ensemble de la planète on pourrait donc espérer produire entre 1,5 et 2 Gtep de carburant … à peine la moitié de la production actuelle de pétrole.

Surfaces disponibles en France et dans le monde (en millions d’hectares) – Source : Christian Ngô, CEA

Pour la France, le bilan n’est guère meilleur. Arrêter de manger permettrait de produire 19 Mtep … pour une consommation annuelle de 50 Mtep de pétrole pour le transport. Pour les biocarburants de 1ère génération les ordres de grandeur n’y sont pas du tout.

Alors que les enjeux agricoles n’ont jamais été aussi importants (le seuil d’un milliard de personnes manquant de nourriture a été franchit en 2009), il parait difficile de penser que les biocarburants pourront dépasser les quelques pourcents du bilan énergétique automobile.

 

Une estimation un peu plus large …

Au delà de cette approche par « rendement à l’hectare » liée aux biocarburants de 1ère génération, tentons une estimation par le haut pour les biocarburants de seconde génération.

La biomasse produite en une année, par la photosynthèse, correspond à une énergie brute de l’ordre de 50 à 100 Gtep (soit de 3,5 à 7 Gtep par hectare, océans compris) dont une grande partie nous est inaccessible (à commencer par celle produite au milieu de l’océan).

D’après le World Energy Council, la part de ce potentiel exploitable pour la production énergétique est d’environ 6 Gtep (correspondant à environ 13,5 Gt de matières premières) dont deux sont déjà utilisés (pour du bois de chauffe en grande majorité). Il reste donc un potentiel théorique de 4 Gtep.

Quantités de biomasse disponible pour un usage énergétique - Source : IFP d’après le World Energy Council, 2007

Ce potentiel parait donc important comparé à la production actuelle de biocarburants, mais il ne représente finalement que le tiers de la consommation énergétique mondiale. Il est en plus limité par un certains nombre de facteurs :

  • la concurrence avec d’autres utilisations énergétiques (bois de chauffe ou génération d’électricité)
  • l’usage pour du bois d’œuvre, de la pâte à papier, etc.
  • la logistique nécessaire pour « concentrer » cette énergie issue de source très dispersée

Un rendement net de 20 à 30% ferait espérer un potentiel de 1 Gtep, ce serait déjà bien. Le potentiel réellement envisageable dans les décennies à venir, se basant sur les matières premières identifiées concrètement, est beaucoup plus modeste : une centaine de millions de tep.

 

Quelles conclusions ?

A cause des problèmes de faibles rendements à l’hectare, le potentiel de production de la 1ère génération est définitivement limité à quelques dizaines de millions de tep.

La seconde génération pourrait contribuer à augmenter ce chiffre de manière significative mais ne fera pas de miracle. Une contribution à hauteur de quelques centaines de millions de tep parait déjà très ambitieuse.

Scenario de développement des biocarburants – Source : AIE, 2008

Ce scénario de l’Agence Internationale de l’Energie illustre bien cette vision des choses à savoir :

  • il n’est pas impossible de faite monter la production de biocarburants à plusieurs centaines de millions de tep d’ici à 2050
  • ce n’est pas avec les technologies actuelles (les deux courbes vertes du bas) que nous pourrons le faire

Si l’on s’en tient à ce scénario (somme toute assez optimiste) la production brute de 800 Mtep par an en 2050 représenterait une économie nette de pétrole deux fois plus faible (pour s’en convaincre venez voir ici).

En prenant l’hypothèse (très optimiste) que la demande de pétrole pour l’usage automobile reste constante d’ici là (à environ 1,2 Gtep), les biocarburants représentaient un tiers (400 Mtep) du carburant consommé et permettrait ainsi une réduction de 30% des émissions de gaz à effet de serre.

Ce n’est pas rien, il faut l’admettre, mais ce résultat ne sera pas simple à atteindre. Rappelons nous tout d’abord que les biocarburants de seconde génération doivent confirmer industriellement leur potentiel (ce qui n’est pas fait, nous n’en savons réellement pas grand-chose aujourd’hui).

Rappelons nous également que l’enjeu réel est de diviser pas trois les émissions globales avec un doublement du parc … Les biocarburants peuvent alors représenter une partie de la solution mais une petite partie seulement.

Pour plus tard encore, la troisième génération nous promet monts et merveilles. Une étude publiée à l’automne 2009 par l’université du Colorado estime le potentiel de production de plusieurs dizaines de tep à l’hectare …. Des hectares sur l’eau bien sûr !

Production potentiel d’huile brute (1 galon par acre vaut environ 10 litre par hectare, avec 1 litre ~= 0,8 kg cela nous donne 1000 gal/acre = 8 tep / hectare) - Source : Clodardo State University, 2009

Mais pour l’instant tout cela n’est que de la science fiction …