Les e-carburants, une solution partielle à la problématique du climat
Les moteurs à combustion interne sont loin d'avoir dit leur dernier mot
La crise climatique est en partie combattue par la réduction des émissions de CO2. L'environnement bâti doit 's'affranchir du gaz' et les voitures à moteur à essence doivent céder la place aux voitures électriques le plus rapidement possible. Ou pas? Le développement des e-carburants est si rapide que ces carburants neutres sur le plan des émissions de CO2 et du climat peuvent en fait remplacer les carburants fossiles. Le défi réside actuellement dans la disponibilité d'une énergie (verte) suffisante pour produire assez d'e-carburants pour tout le monde.
Les e-carburants sont le nom d'un ensemble de carburants synthétiques destinés aux moteurs à combustion interne ordinaires. Ces carburants sont fabriqués à partir d'un gaz synthétique créé en combinant de l'hydrogène avec du CO2. Ce gaz est ensuite converti via le procédé Fischer Tropsch en molécules synthétiques ayant les mêmes propriétés chimiques qu'un carburant classique.
Neutre pour le climat
La particularité de ce processus est que l'hydrogène a été produit par électrolyse en utilisant uniquement de l'électricité renouvelable, c'est-à-dire provenant de panneaux photovoltaïques ou de turbines éoliennes par exemple, d'où le nom de 'e-fuels' ou 'e-carburants'. Le composant hydrogène est donc 'vert'. Le second composant, le CO2, est également spécial. En effet, il est capturé à partir d'autres processus (industriels) ou simplement à partir de l'air. Il est donc réutilisé. De cette manière, aucun nouveau CO2 n'est libéré dans l'atmosphère lorsque les e-carburants sont brûlés, ce qui fait que ces e-carburants sont considérés comme neutres en termes de CO2.
Les e-carburants sont également connus sous le nom de carburants Power-to-Liquid (PtL). Cela s'explique simplement par le fait que leur processus de production implique effectivement la conversion d'électricité durable ('power') en carburants liquides ('liquid') tels que le méthanol synthétique, le diesel, le GNL (gaz naturel liquéfié) et le kérosène. Il s'agit donc de variantes écologiques des carburants traditionnels produits dans les raffineries à partir de combustibles fossiles tels que le pétrole et le gaz. Ces carburants produisent en effet du CO2 supplémentaire lorsqu'ils sont brûlés.
applications
Ces propriétés 'vertes' des e-carburants sont importantes, notamment parce qu'il est impératif de décarboniser le secteur des transports. Cela est tout à fait possible avec les e-carburants car ils ont les mêmes propriétés que les carburants fossiles conventionnels et peuvent les remplacer sans problème. Les voitures particulières normales peuvent fonctionner avec ce type de carburant, de même que les camions, les bateaux et les avions.
Pour le transport routier, les e-carburants sont faciles à distribuer via le réseau existant de stations-service, de pipelines, d'installations de stockage et de camions-citernes. Il n'est pas nécessaire de construire de nouvelles infrastructures. Pour les navires, et dans une plus large mesure encore pour les avions, la densité énergétique des e-carburants est inférieure à celle du gasoil marin et du carburant à faible teneur en soufre pour les bateaux ainsi qu'à celle du kérosène pour les avions. Toutefois, on s'attend à ce que soient un jour développés des e-carburants capables de les remplacer ou au moins d'y être mélangés.
L'utilisation limitée des e-carburants dans le transport routier est en partie due au manque d'électricité renouvelable pour la production de carburant
Le fait que les e-carburants ne soient pas encore largement utilisés dans le transport routier est en partie dû à un manque (temporaire) d'électricité renouvelable pour les produire. C'est pourquoi il est probable que les e-carburants seront d'abord progressivement mélangés à d'autres composants renouvelables pour les moteurs des véhicules. Mais même si leur implémentation est en bonne voie, les e-carburants ne sont pas considérés comme le 'Saint Graal' en termes de décarbonisation, mais plutôt comme une solution provisoire jusqu'à ce que l'ensemble du trafic soit électrifié.
En effet, malgré l'intention de l'UE d'interdire la vente de voitures à moteur à combustion à partir de 2035, ces voitures domineront encore longtemps le paysage urbain. De plus, elles ne disparaîtront probablement jamais complètement, car l'Europe laisse la possibilité d'utiliser des véhicules thermiques, à condition qu'ils fonctionnent exclusivement avec des carburants neutres en CO2.
Industrie pétrochimique
Outre leur fonction de carburant, les e-fuels peuvent également être utilisés comme matière première pour l'industrie pétrochimique. Les raffineries fournissent actuellement la plupart des matières premières de l'industrie chimique, où sont fabriqués de nombreux produits de la vie courante. En Belgique, la production de produits pétrochimiques est aussi importante que celle destinée au transport routier. L'utilisation d'e-carburants en combinaison avec des biocarburants avancés au lieu de combustibles fossiles pourrait potentiellement décarboniser ces secteurs également.
Autres avantages
La densité énergétique détermine le volume de carburant nécessaire pour une quantité d'énergie donnée et influe donc sur l'autonomie du véhicule. La figure ci-jointe montre la densité énergétique de différentes sources d'énergie. On peut voir que la densité énergétique des biocarburants est environ 10 fois supérieure à celle des batteries et également supérieure à celle de l'hydrogène. Des recherches antérieures ont déjà montré que l'hydrogène n'est probablement pas suffisamment adapté à une application dans les bateaux et les avions. En revanche, la densité énergétique des e-carburants semble suffisante pour les véhicules à longue distance tels que les bateaux et les camions.
Grâce à leur densité énergétique élevée, les e-carburants peuvent transporter de plus grandes quantités d'électricité que les batteries électriques
Grâce à leur densité énergétique élevée, les e-carburants peuvent transporter de plus grandes quantités d'électricité que les batteries électriques. La transportabilité du carburant est un avantage majeur par rapport aux gaz tels que l'hydrogène ou le GNL, qui ne peuvent souvent être transportés qu'à des pressions élevées et/ou à des températures très basses. Cette caractéristique contribue donc au déploiement rapide des e-fuels.
La densité énergétique plus élevée est compensée par une efficacité moindre. A cet égard, les batteries restent inégalées, avec un rendement de 70 à 80% pour la conversion de l'électricité en énergie utilisable. En comparaison, les e-carburants ont un rendement de 25 à 30%. Dans le cas de ces derniers, les pertes se situent au niveau de tous les processus nécessaires à la production d'un e-carburant.
Néanmoins, cette différence doit être relativisée car il est également important de prendre en compte l'efficacité plus élevée des sources d'énergie renouvelables telles que le solaire et l'éolien dans les pays où les e-carburants seront en grande partie produits. A titre d'exemple, citons le Chili où les éoliennes ont un rendement proche de celui de l'électrification directe en Europe.
En d'autres termes, une efficacité énergétique plus élevée dans les endroits favorables où le soleil et le vent sont abondants peut largement compenser les différences d'efficacité de production par rapport à l'électrification directe.
Coût
Ce n'est pas sans importance: quel sera le coût des e-carburants? En effet, la pratique montre que la durabilité est particulièrement intéressante pour le client lorsque les coûts ne sont pas plus élevés, mais plutôt moins élevés. Fondamentalement, les coûts de production des e-carburants dépendront principalement du prix (futur) de l'électricité renouvelable. Plusieurs études - menées notamment par Concawe, le Potsdam Institute for climate impact research et l'E-fuel alliance - montrent qu'au fur et à mesure que leur production augmente, le coût total des e-carburants sera de l'ordre de 1 à 2,5 euros par litre.
Ainsi, en fonction de la fiscalité (locale) qui s'appliquera à ces carburants synthétiques, les e-carburants seront tout simplement abordables, surtout comparé aux prix maximaux actuels des carburants à la pompe.
Quant à la croissance du marché, elle devrait dépendre en grande partie de la situation fiscale. Les taxes et accises représentent actuellement plus de 50% du prix maximum du carburant à la pompe, ce qui fait de la situation fiscale un levier majeur pour réduire l'écart de prix entre les e-carburants et les carburants fossiles. A cet égard, une exonération des droits d'accise accélérerait l'expansion du marché et contribuerait ainsi à un transport zéro émission nette.
Basé sur le texte Energia
