Les biocarburants pour l'avenir

De nouvelles réglementations vont entrer en vigueur, qui porteront sur des objectifs globaux tels que la neutralité carbone et des mises à jour progressives qui favoriseront le changement au fil du temps. Au Royaume-Uni, par exemple, des mesures ont été mises en place pour limiter l'utilisation du diesel « rouge » hors route (responsable d'émissions élevées de NOx et de PM10) dans plusieurs secteurs, dont celui de la construction.1

Ces changements offrent aux entreprises l'occasion de revoir leurs choix en matière de carburants et d'étudier les options qui leur permettront de rester conformes à la réglementation tout en restant rentables. Dans cet article, nous explorons les alternatives plus propres qui retiennent leur attention, en mettant l'accent sur les biocarburants liquides.

Actuellement, les carburants alternatifs les plus utilisés sont les biocarburants tels que le bioéthanol pour les moteurs à essence et le biodiesel pour les moteurs diesel. Ceux-ci peuvent être utilisés comme composants dans les carburants standard, représentant généralement entre 5 et 30 % du volume total (selon les exigences législatives), ou peuvent même être utilisés comme carburant unique.

Le bioéthanol peut être utilisé sous forme d'alcool, dérivé de la fermentation du sucre ou de l'amidon. Il peut également être converti en ETBE (éthyl-tert-butyl-éther), qui améliore sa capacité de combustion et sa compatibilité avec les pipelines et les moteurs par rapport à l'éthanol. 

Le biodiesel, quant à lui, est composé d'esters d'acides gras, obtenus par réaction de graisses végétales ou animales avec un alcool afin d'obtenir des propriétés proches de celles du diesel. Il est également possible d'hydrotraiter ces huiles et graisses pour obtenir de l'huile végétale hydrotraitée (HVO), un carburant alternatif qui répond pleinement aux exigences de l'obligation en matière de carburants renouvelables pour les transports (RTFO) et qui peut donc être utilisé comme carburant 100 % drop-in.2

Trois générations d'innovation

Les biocarburants de première génération sont produits à partir de matières premières comestibles telles que la betterave, le maïs, le blé et la canne à sucre pour le bioéthanol, ou le colza, le tournesol, le soja et le palmier pour le biodiesel. L'inconvénient de ces matières premières comestibles est qu'elles sont également nécessaires à l'alimentation humaine. Cette préoccupation a conduit au développement de biocarburants de deuxième génération à partir de matières premières non comestibles, telles que la biomasse lignocellulosique et les résidus de cultures. 

Plus récemment, nous avons assisté à l'arrivée des biocarburants de troisième génération. Ceux-ci peuvent être produits à partir d'algues, des micro-organismes qui transforment la lumière du soleil, l'eau et le dioxyde de carbone en énergie par photosynthèse.

L'un des grands avantages des algues est qu'elles nécessitent peu d'intrants pour obtenir un rendement énergétique par acre plus de 30 fois supérieur à celui des cultures destinées à la production de biocarburants de deuxième génération. Sans oublier que le gaspillage alimentaire est actuellement au centre de l'attention. Vous avez peut-être lu un ou deux articles de blog sur la transformation de graisses de friture usagées en huile végétale hydrotraitée (HVO), mais la recherche d'une source fiable et constante de matières premières issues de sources éthiques se poursuit.

Surmonter les défis

Chaque carburant alternatif a ses propres caractéristiques. Le bioéthanol, par exemple, peut contaminer l'huile moteur en se diluant pendant le fonctionnement du moteur. Cela dégrade la capacité de l'huile à protéger le moteur contre les frottements, l'usure, la corrosion et les boues, ce qui peut entraîner une panne du moteur. De plus, l'ajout de bioéthanol à l'essence modifie ses propriétés, ce qui entraîne la corrosion de l'injecteur de carburant et de la pompe à carburant électrique, ou des problèmes de démarrage du moteur par temps froid.3 

Le biodiesel, quant à lui, peut provoquer le colmatage du filtre à carburant et laisser des dépôts internes et externes sur l'injecteur, ce qui entraîne également des problèmes de démarrage à froid. Heureusement, il existe aujourd'hui sur le marché de nombreuses solutions d'additifs pour huiles moteur et carburants conçues pour atténuer ces effets.

Solutions à surveiller

• Ensembles d'additifs multifonctionnels contenant des additifs de contrôle des dépôts, conçus pour protéger les pompes à carburant, les conduites et les injecteurs des véhicules contre l'accumulation de dépôts.
• Ensembles d'additifs pour huiles moteur et huiles de base de haute qualité pour protéger le moteur contre la friction, l'usure, la corrosion et les boues.
• Billes de zéolite pour faciliter le processus de séchage pendant la production d'hydrogène.

Opportunités croissantes

Où se trouvent aujourd'hui les opportunités de croissance pour les biocarburants ? En ce qui concerne le bioéthanol, le Brésil conserve sa position de source mondiale de canne à sucre, tandis que la Chine et l'Inde sont deux marchés clés sur lesquels les experts se tourneront à court terme.4 Parallèlement, l'expansion de la production de HVO à Singapour et aux États-Unis devrait représenter plus de la moitié de l'augmentation prévue de la production de biodiesel.5

Autres carburants alternatifs

Parmi les autres carburants plus propres à surveiller, citons :

• Le gaz naturel liquéfié (GNL), connu pour ses applications dans le transport automobile, qui gagne actuellement du terrain dans des secteurs tels que le transport maritime. Sa teneur en soufre de 0 % est parfaitement conforme à la limite fixée pour 2020 par l'Organisation maritime internationale (OMI).7
• L'hydrogène est également considéré comme un carburant propre, car il ne produit que de l'eau et pas de CO2 lors de sa combustion. Il est donc utile pour les moteurs à combustion, ainsi que pour les piles à combustible utilisées dans les véhicules électriques. Le défi consiste à le rendre accessible. Les innovateurs cherchent donc à la fois des moyens de le stocker à bord des véhicules et à développer un réseau de ravitaillement adapté.

1. https://www.gov.uk/government/publications/reform-of-red-diesel-entitlements/reform-of-red-diesel-and-other-rebated-fuels-entitlement
2. https://www.ifpenergiesnouvelles.com/issues-and-foresight/decoding-keys/renewable-energies/what-future-biofuels
3. Food Technol Biotechnol. Septembre 2018 ; 56(3) : 289–311 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6233010 
4. https://www.iea.org/reports/renewables-2020/transport-biofuels
5. Ibid.
6. https://www.imo.org/en/MediaCentre/HotTopics/Pages/Sulphur-2020.aspx