Fondation Tuck - Fonds de recherche

FONDS DE RECHERCHE Enerbio

Contexte et enjeux

La France et l’Union Européenne, comme beaucoup d’autres pays, sont confrontées aux défis du futur énergétique :

•	répondre à une demande croissante en énergie au niveau mondial ;
•	lutter contre le changement climatique ;
•	réduire la dépendance vis à vis de ressources épuisables situées dans des zones à risque d’un point de vue géopolitique ;
•	se préparer à la raréfaction à terme des ressources fossiles et à la hausse du prix de l’énergie.

Face à ces défis, il n’existe pas de réponse unique, complète et globale. Un consensus se dégage pour reconnaître deux premières pistes incontournables : la diversification de l’offre énergétique et le développement de l’efficacité énergétique. Parmi les options de diversification des sources primaires d’énergie, le recours aux énergies renouvelables présente l’avantage de répondre également à l’objectif de baisse des émissions de CO₂. La biomasse qui constitue la première source d’énergie renouvelable de la planète (elle fournit 12 % de la consommation d’énergie primaire contre 3 % pour l’hydro-électrique) présente le plus fort potentiel de hausse des énergies renouvelables.
Ainsi, l’Union Européenne ambitionne d’augmenter d’ici 2010 la part des énergies renouvelables de 6 à 12 %, principalement en doublant la contribution de la biomasse* de 4 à 8 %. La part d'électricité d'origine renouvelable de l’Union Européenne doit passer de 14 à 21 % d'ici 2010, et les biocarburants devraient atteindre 5,75 % de la consommation de carburants. L'utilisation accrue de biomasse est incontournable pour réaliser une telle évolution.

* Source: “Biomass Action Plan”, Communication de la Commission Européenne, décembre 2005.

Si le processus de production et récolte mis en oeuvre pour la biomasse utilisée est durable, le CO₂ absorbé par la plante par photosynthèse retourne à l’atmosphère au cours de la combustion du biocarburant ou bio-combustible. Ainsi, la combustion de biomasse est considérée comme une source d’énergie non émettrice de CO₂. En pratique, les biocarburants et bio-combustibles produits et utilisés à échelle industrielle nécessitent une consommation d’énergie pour leur production, récolte, transport et conversion : en fonction des itinéraires culturaux des filières de production de bio ressources et des procédés de conversion, la réduction d’émission de gaz à effet de serre par rapport à un usage équivalent à partir d’énergie fossile peut varier considérablement. Il est donc essentiel d’identifier et de favoriser le développement des filières les plus efficaces vis à vis de l’objectif de baisse des émissions de gaz à effet de serre.

Dans le domaine du transport, dépendant en Europe à 98 % du pétrole, la Commission Européenne a fixé un objectif de 5,75 % pour la part des biocarburants d'ici 2010 et envisage un taux de substitution de 20 % de carburants d’origine fossile par des carburants alternatifs, d’ici 2020, dont plus de 10 % par les biocarburants.

Pour atteindre cet objectif ambitieux, différentes options sont possibles et il sera sans doute nécessaire d’en combiner plusieurs :

•	réduire les coûts, améliorer l’efficacité énergétique et la productivité des filières actuelles, notamment en valorisant mieux leurs co-produits ;
•	élargir la palette de biocarburants qui peuvent être employés directement ou en mélange avec les essences ou le gazole dans les moteurs à combustion interne, actuels et futurs. Compte tenu du fort déséquilibre en Europe entre consommation d’essence et de gazole, des innovations en matière de nouvelles bases de bio-gazole sont particulièrement attendues ;
•	élargir la palette des matières premières mobilisées en développant des filières à partir de ressources actuellement sous exploitées (résidus agricoles et forestiers) ou en structurant de nouvelles filières de ressources comme des cultures énergétiques dédiées. Les déchets comme les boues de station d'épuration des eaux urbaines, ou les résidus d'industries telles que l’agro-alimentaire ou la papeterie, représentent des gisements de matières organiques exploitables. Utiliser ce type de matières premières très hétérogènes en qualité et quantité nécessite de développer des procédés de conversion très robustes et polyvalents comme ceux des voies thermochimiques (combustion, pyrolyse, gazéification). L’hydrolyse enzymatique de la ligno-cellulose est également susceptible d’apporter une contribution intéressante.

Certains objectifs visés pour les biocarburants rejoignent ceux qui doivent être pris en compte pour la co-production d'électricité et de chaleur à partir de biomasse :

•	augmenter la base de bio-ressources mobilisées en structurant de nouvelles filières d’approvisionnement ;
•	améliorer l’efficacité et la fiabilité des gazéifieurs de biomasse ;
•	mettre au point le conditionnement et le pré-traitement de charges hétérogènes.

Par ailleurs, il est nécessaire également d'analyser des options combinant la production d'énergie et de biocarburants, ainsi que de co-produits valorisables en chimie.

Une meilleure valorisation de la biomasse, à travers des utilisations performantes dans le domaine de l'énergie, concerne également les pays émergents et les pays du sud. Développer des technologies performantes et économiques dans le domaine de la transformation de la biomasse peut contribuer à mieux assurer la fourniture d'énergie nécessaire au développement de ces pays, tout en facilitant leur contribution à une amélioration du bilan global en CO₂ et en favorisant le dialogue nord-sud.