Biocarburants de seconde génération

Utiliser des biocarburants est en pleine expansion à travers le monde, car la demande d’alternatives écologiques et propres à la combustion de combustibles fossiles traditionnels augmente. La création de biocarburants à partir de cultures de biomasse solides est bien établie, mais la production de biocarburants de deuxième génération à partir de microbes et d’algues est encore en développement.

Nous savons depuis un certain temps que les biocarburants peuvent aider à réduire les émissions de gaz à effet de serre nocifs libérés dans l’atmosphère par la combustion des combustibles fossiles, et il est prévu que les produits liés à la bioénergie deviennent une part importante de l’approvisionnement énergétique mondial, contribuant de manière significative à la satisfaction de la demande énergétique mondiale de plus en plus pressante.

Les scientifiques savent depuis longtemps comment convertir diverses sortes de matières organiques en un carburant liquide utilisable, appelé « biocarburant ». Au fil des ans, ils ont expérimenté différentes cultures de biomasse énergétique telles que divers types d’herbes, d’arbustes, d’arbres ou d’autres biomasses herbacées. Certaines formes de matériaux marins ou aquatiques cultivés et récoltés spécifiquement pour la conversion en différents types de biocarburants comprennent les algues et les algues marines. Le biocarburant produit peut être utilisé pour alimenter des voitures, des bateaux, des avions ou tout moteur à combustion interne utilisé pour générer de l’électricité.

Cependant, la fabrication de biocarburants en quantités suffisantes a toujours été moins pratique et plus coûteuse que la combustion de charbon ou de pétrole. Le coût de production des biocarburants peut être réduit en utilisant des méthodes agricoles améliorées ou en utilisant différents types de matières premières de biomasse.

De nouvelles technologies et processus sont des facteurs clés pour améliorer à la fois la production d’aliments et de biocarburants liquides en augmentant leur rendement sans les implications économiques et environnementales négatives des combustibles précédents, créant ce qui est désormais appelé « biocarburants de deuxième génération ».

Bien que la production mondiale de bioénergie se soit poursuivie et développée au cours des dernières décennies, l’industrie des biocarburants en expansion a récemment soulevé des préoccupations importantes concernant la durabilité de nombreux « biocarburants de première génération » qui rivalisent pour les surfaces agricoles disponibles, ainsi que leur impact sur les prix mondiaux des denrées alimentaires comme les céréales et autres cultures riches en amidon, en sucres ou en huiles.

Le principal problème pour de nombreux scientifiques et pour des personnes à travers le monde a toujours été de développer une source de biocarburants qui ne concurrence pas la chaîne alimentaire mondiale et qui soit également peu coûteuse, durable et efficace en termes de production d’énergie, d’empreinte carbone et d’impact environnemental minimal.

Le développement de carburants durables et à faibles émissions de carbone qui évitent le conflit avec l’alimentation et l’augmentation de l’utilisation des terres est désormais recherché avec le développement de ce que l’on appelle les biocarburants de deuxième génération. Ces biocarburants de deuxième génération sont censés éviter tous les problèmes associés à la situation « aliments contre carburants » des soi-disant cultures énergétiques de première génération.

Les biocarburants de deuxième génération sont des cultures de bioénergie fabriquées à partir de matières premières de biomasse ayant très peu ou pas de valeur nutritive, telles que des matériaux résiduels, des déchets agricoles et des boues, ou simplement en plantant des arbres à croissance rapide, des arbustes et divers types d’herbes sur ce qui aurait autrement été des terres non productives.

Cependant, la croissance projetée de la production mondiale de biocarburants, principalement de biodiesel et de bioéthanol, semble avoir stagné à mesure que les prix du pétrole ont chuté, l’efficacité énergétique dans les voitures s’est améliorée et l’intérêt des consommateurs a diminué. De plus, la conversion des différentes matières premières de biomasse pour être vendues sur le marché plus lucratif des biomasses et de la pellet de tourbe a grimpé en flèche alors que la demande des consommateurs pour un combustible de chauffage domestique moins cher a été un moteur puissant de ce marché des combustibles renouvelables.

Le marché potentiel des produits bioliquides est actuellement stimulé par des mandats gouvernementaux et des incitations fiscales qui ont été utilisés dans plusieurs pays pour encourager le développement de la production de biocarburants de deuxième génération dans une tentative de réduire les prix des biocarburants aux pompes.

Le puissant pouvoir d’achat des gouvernements a également été utilisé avec succès dans un certain nombre de pays pour élargir la part de marché des divers produits d’énergie biologique. Cependant, à mesure que les prix de l’énergie augmentent, la demande de bioénergie pourrait devenir plus dépendante des prix.

L’utilisation généralisée et controversée de la fracturation a également aidé de nombreux pays à débloquer de nouvelles réserves de pétrole et de gaz, fournissant un autre chemin alternatif vers l’indépendance énergétique et loin de la combustion de charbon.

Le développement continu des produits de bioénergie et de bioliquides signifie qu’il faut surmonter certains de ces défis, et plusieurs facteurs influenceront finalement l’avenir des biocarburants de deuxième génération. En particulier, l’utilisation des terres arables disponibles pour leur culture, des méthodes de production agricoles plus efficaces et le développement de technologies de biocarburants plus avancées.

Les différents types de biocarburants actuellement en développement se composent de deux grands groupes de matières premières de biocarburants, communément appelés « première » et « deuxième » génération, comme décrit ci-dessous.

• Biocarburants de première génération – ce sont les biocarburants originaux fabriqués à partir de maïs, de soja, de colza, d’huiles végétales, ou de graisses animales et minérales, en utilisant des technologies de bioénergie conventionnelles. Ils peuvent être subdivisés en deux grandes catégories : biodiesel et bioéthanol.
• Biocarburants de deuxième génération – ils sont produits par des processus qui peuvent utiliser une variété de cultures non alimentaires. Les carburants de deuxième génération incluent les déchets de biomasse, les déchets de blé et de maïs, les polymères de cellulose et de lignine ligneux, ainsi que diverses boues animales et déchets liquides, ce qui les rend plus efficaces et respectueux de l’environnement.
• Biocarburants de troisième génération – ce sont les dernières nouveautés en matière de technologie, fabriquées à partir de cultures de biomasse biochimique basées en laboratoire telles que des herbes vivaces, des bactéries artificielles, des enzymes et des microalgues vivantes, qui nécessitent plus de financements, de technologies et de traitements pour devenir commercialement viables à une plus grande échelle. Ces cultures de micro-algues biodégradables ne nuisent pas à l’environnement.

Tous les biocarburants ne sont pas égaux, et une distinction commence à se faire entre les biocarburants de première et de deuxième génération. Aujourd’hui, le développement de procédés de production de biocarburants de deuxième génération fondés sur la conversion de ressources cellulosiques, telles que des arbres et des herbes à croissance rapide provenant de sources renouvelables non alimentaires, est en train d’avoir un impact positif en limitant la concurrence directe qui existe actuellement pour l’utilisation des terres entre aliment et carburant.

Bien que le développement des « biocarburants de deuxième génération » continue de croître et qu’une meilleure compréhension de la chaîne d’approvisionnement globale des matières premières soit en cours, qu’il s’agisse de résidus de cultures ou de forêts, ou de microalgues cultivées biochimiquement, l’accent reste principalement mis sur l’amélioration de leur efficacité énergétique lors de la combustion.

Cependant, amener ces carburants de bioénergie sur le marché est un processus lent et coûteux, il pourrait donc falloir un certain temps avant que les biocarburants de deuxième génération soient disponibles dans le monde entier. Néanmoins, ils sont toujours considérés comme des contributeurs importants aux alternatives aux combustibles fossiles dans le futur.

Cependant, même si les procédés de production de biocarburants de deuxième génération peuvent être économiquement à grande échelle pour augmenter les rendements et réduire significativement les millions de litres de pétrole conventionnel brûlés chaque jour, les usines de traitement de biocarburants pourront-elles acquérir les quantités considérables de cultures énergétiques et de matières premières dont elles ont besoin ?

Bien qu’il soit vrai que des milliards de tonnes de résidus agricoles sont produites chaque année dans le monde, cette matière sèche est dispersée sur la planète, ce qui la rend coûteuse à collecter et à transporter.

De nombreux groupes environnementaux ont également exprimé leurs inquiétudes concernant les décisions de planter de vastes surfaces de campagne avec des arbres à croissance rapide, des buissons et des herbes géantes pour la production de biocarburants, qui pourraient détruire l’environnement local.

Ils craignent que les graines de ces plantes ne se propagent dans la région, les transformant en mauvaises herbes hautement envahissantes. Puis il y a un nouveau type de débat sur les biocarburants qui existe désormais : « flore contre carburant ».

Le système de transport mondial a toujours reposé sur un seul type de carburant, le pétrole, et aujourd’hui, il ne semble pas y avoir d’alternative réaliste à notre dépendance au pétrole. La demande de pétrole devrait continuer à croître pendant encore de nombreuses décennies, tout comme la demande globale d’énergie. Les biocarburants peuvent aider à satisfaire cette demande en tant que substitut à la fois de l’essence (bioéthanol) ou du diesel (biodiesel), et même s’ils ne remplacent pas complètement le pétrole, ils peuvent et doivent être considérés comme une partie intégrante du mix énergétique mondial.

Il est généralement reconnu que les biocarburants et les produits biosourcés ont la capacité de réduire les émissions de gaz à effet de serre par rapport aux combustibles fossiles, cependant, leur production et leur utilisation ne sont pas totalement sans implications environnementales. Selon le type de culture et d’autres facteurs, les émissions de carbone ne sont pas toujours inférieures à celles des combustibles traditionnels. De plus, les biocarburants issus de l’agriculture font augmenter le niveau et la volatilité des prix alimentaires, avec des impacts néfastes sur la sécurité alimentaire. Mais les biocarburants de deuxième génération sont sur la voie de changement de ces problématiques.

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