Comment sont fabriqués les biocarburants ? À quoi servent-ils ? Et sont-ils fiables ?

Les biocarburants ont réussi à s’imposer sur le marché des carburants en relativement peu de temps.

Disponibles comme alternative à l’essence et au diesel, ou mélangés dans des formules spécifiques, les biocarburants sont très polyvalents et, par conséquent, de plus en plus prisés.

Les biocarburants représentent 4 % des carburants de transport utilisés dans le monde, et l’Agence internationale de l’énergie prévoit que leur demande augmentera d’environ 30 % entre 2023 et 2028, ce qui en fait l’un des segments à la plus forte croissance du marché des carburants.

Cet article se penche sur la question « à quoi servent les biocarburants ? » en explorant leur production et leur distribution, ainsi que le faible niveau d’émissions qui leur permet d’atteindre des objectifs volontaires de développement durable et de respecter des réglementations strictes.

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Comment sont fabriqués les biocarburants ?

Tout comme l’essence est produite à partir de pétrole brut, les biocarburants sont issus de matières organiques disponibles. Mais contrairement au pétrole brut, les matières premières sont de composition très variée.

Du maïs et de la canne à sucre à l’huile de cuisson usagée et aux algues, les matières premières peuvent être pratiquement n’importe quelle biomasse, qu’elle provienne de cultures énergétiques ou de déchets.

Autre avantage des biocarburants : leur durabilité. Contrairement aux combustibles fossiles, qui libèrent de grandes quantités de dioxyde de carbone, les biocarburants peuvent réduire les émissions de CO₂ jusqu’à 60 %, aussi bien lors de leur production que lors de leur utilisation finale comme carburant.

Les biocarburants sont donc particulièrement intéressants pour les secteurs difficiles à décarboner, comme le transport maritime et l’aviation, deux secteurs où la combinaison de plafonds d’émissions de carbone et d’objectifs volontaires de développement durable fait des biocarburants un choix évident.

Sélection et culture des matières premières

Les matières premières sont issues de la biomasse qui, dans le contexte des biocarburants, désigne la matière organique pouvant être brûlée pour produire de l’énergie, que ce soit sous forme d’énergie cinétique ou de chaleur.

Certaines matières premières, comme les cultures énergétiques, sont cultivées spécifiquement pour produire des biocarburants. Il s’agit généralement de cultures vivrières comme le maïs, la canne à sucre et le soja.

D’autres matières premières sont constituées de biomasse non alimentaire. Il s’agit de matières organiques comme les déchets forestiers, le bois, la paille et les résidus agricoles.

Ces matières premières servent généralement à produire des biocarburants de deuxième génération, comme l’éthanol cellulosique et le biodiesel.

Les méthodes de conversion des biocarburants

Issus de biomasse naturelle comme de biomasse cultivée, les biocarburants passent par différentes méthodes de conversion avant de devenir un carburant organique utilisable.

Conversion thermochimique

Utilisant des résidus agricoles comme matières premières, ce type de conversion transforme la biomasse par la chaleur. Ces procédés à haute température comprennent la pyrolyse, la gazéification et la combustion.

Transformation biochimique

La conversion biochimique s’appuie sur des processus biologiques, comme la digestion anaérobie, pour décomposer la biomasse en carburant. Cette approche transforme les résidus agricoles, le fumier et les déchets alimentaires en carburants durables tels que le biogaz et le bioéthanol.

Conversion physico-chimique

La conversion physico-chimique utilise des procédés physiques et chimiques pour modifier la forme de la biomasse, ce qui permet d’obtenir des produits biosourcés tels que la bio-huile, le gaz de synthèse et le biochar.

Raffinage et mélange pour le transport

Les principaux biocarburants utilisés dans les transports sont le bioéthanol et le biodiesel. Ces deux carburants sont généralement mélangés dans des proportions différentes (par exemple B20, B100, HVO100, E10, E15) afin de produire des carburants utilisables dans les moteurs à combustion interne classiques.

Bioéthanol

E10

Mélange de 10 % de bioéthanol et de 90 % d’essence, l’E10 est déjà largement répandu en Europe. Utilisés dans les voitures, camions et SUV à essence classiques, les carburants au bioéthanol de ce type contribuent à réduire les émissions tout en augmentant l’indice d’octane.

E85

Mélange de 85 % d’éthanol et de 15 % d’essence, l’E85 est utilisé dans les véhicules à carburant modulable (FFV), des véhicules spécialement conçus pour fonctionner à l’essence et aux biocarburants, séparément ou mélangés en un seul carburant.

Biodiesel

B20

Mélange de 20 % de biodiesel et de 80 % de diesel d’origine pétrolière, ce biocarburant est utilisé dans tous les moteurs diesel à travers le monde, des camions et bus aux navires et aux engins agricoles. Il offre un bon compromis entre durabilité et performance.

B100

Le biodiesel pur (B100) est utilisé sur certains marchés et dans certaines flottes spécialisés, notamment les flottes municipales et les réseaux de transport public. Parmi ses atouts environnementaux figurent la réduction des gaz à effet de serre (jusqu’à 75 %) et une plus faible émission globale de particules.

HVO100

L’huile végétale hydrotraitée 100, ou HVO100, est un diesel renouvelable fabriqué à partir de sources durables comme les huiles et graisses usagées.
Produit comme alternative renouvelable au diesel, il réduit considérablement les émissions de carbone, jusqu’à 90 % par rapport au diesel traditionnel.

Au-delà du transport : les autres applications des biocarburants

En plus du transport, les biocarburants sont également utilisés dans des applications industrielles. L’une des utilisations industrielles les plus efficaces des biocarburants est la cogénération (production combinée de chaleur et d’électricité, ou CHP).

Ces systèmes produisent à la fois de l’électricité et de la chaleur résiduelle récupérée pour alimenter des procédés industriels.

Vidéo : https://www.youtube.com/embed/jPoOKbdLQ9k?si=9pP4SbADmSFb05m7

Pour la production d’électricité plus classique, les résidus agricoles et forestiers sont désormais couramment utilisés dans les centrales électriques, où ils sont brûlés seuls ou en co-combustion avec du charbon.

De même, les turbines à gaz utilisées pour alimenter les sites industriels peuvent fonctionner au biogaz.

Ce type de gaz est généralement produit à partir de déchets organiques ou de décharges, ce qui évite le type d’extraction de gaz naturel susceptible de nuire aux écosystèmes fragiles.

Les biocarburants : une voie fiable vers un avenir durable ?

Malgré les progrès récents de la production de carburants, de nombreuses entreprises à la recherche d’alternatives bas carbone se posent la même question : les biocarburants sont-ils suffisamment fiables pour des opérations à grande échelle ?

Comparés aux carburants traditionnels, les biocarburants passent par des processus longs comme la fermentation et la gazéification, ce qui peut retarder leur mise sur le marché.

Toutefois, les avancées technologiques ont récemment accéléré la production de biocarburants.

L’éthanol et le biodiesel, par exemple, sont désormais beaucoup plus simples à produire grâce aux progrès de l’hydrolyse enzymatique.

Issus d’algues génétiquement modifiées, les biocarburants de quatrième génération sont également en cours de développement. La modification de ces organismes améliore la pénétration de la lumière et réduit la photo-inhibition, ce qui accroît leur rendement énergétique.

De nouvelles usines de biocarburants, comme celles de Huelva, en Espagne, et de Komárom, en Hongrie, devraient également contribuer à augmenter la production, en soutenant le passage à l’échelle et la poursuite des investissements. Et avec des méthodes de conversion courantes, comme la conversion thermochimique, qui ne cessent de s’améliorer, les coûts de production et les délais devraient continuer à baisser.

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À propos de l’auteur : CFP Energy

CFP Energy est un fournisseur de premier plan de services liés à la transition énergétique, qui travaille avec de grandes entreprises en Europe et au-delà. Notre équipe donne accès à des carburants renouvelables et de transition, à des services de conformité carbone et à des solutions de gestion des risques à long terme.