L'humanité a face à elle un défi de taille pour le XXIe siècle : produire plus d'énergie en émettant moins de CO2 ! L'équation est simple : selon l'AIE (Agence Internationale de l'Energie), suite à l'amélioration du niveau de vie notamment dans les pays du Sud et à l'industrialisation, il faudra produire à l'horizon 2030, 17 700 MTep (millions de tonnes équivalent pétrole) contre 11400 MTep aujourd'hui. D'autre part, selon le Giec (Groupe International d'Experts pour le Climat), pour éviter la limite ultime de réchauffement, placée à 2°C, il faut que la concentration en équivalent CO2 de l'atmosphère reste sous les 450 ppm (partie par million). Pour ce faire, l'AIE estime qu'il faut une décroissance des émissions de CO2 dès 2015 pour les ramener sous la barre des 23 Gt d'équivalent CO2 (4 de moins qu'aujourd'hui) avant 2030.
En clair, nous allons devoir en l'espace d'une vingtaine d'années produire 60% d'énergie en plus en émettant 15% de carbone en moins !
La solution semble sauter aux yeux, seules les énergies renouvelables peuvent nous aider. Sachant qu'avant 2030, nous aurons construit l'équivalent de 550 Mtep d'installations nouvelles, il suffirait que 75 % de ces installations utilisent l'énergie renouvelable, soit 400 Mtep annuelles. Seulement voilà, en pratique, ce chiffre semble bel et bien inaccessible.
Solaire et éolien :
Contrairement à l'idée que l'on se fait de ces énergies comme leaders de l'énergie renouvelable, ils ne représentaient en 2004 qu'à peine 0,1 % de l'énergie mondiale !
Biomasse et hydroélectrique :
Ce sont eux, les fers de lance des nouvelles énergies avec 10,6% pour la biomasse (surtout bois de chauffage) et 2,2% pour l'hydroélectricité. On peut ici remettre en question l'utilisation du bois de chauffage (80% de la consommation énergétique dans certains pays d'Afrique) suite aux effets décelés sur la qualité de l'air. (cfr: "Pollution au feu de bois" du 20/02/08)
> Bois énergie :
Bien-entendu, l'utilisation du bois énergie n'est intéressante que si les surfaces forestières sont régulièrement replantées, le bois rejetant le CO2 (capté au cours de la photosynthèse) lors de la combustion. Ceci entraine d'autres problèmes : certains pays comme l'Angleterre ne possèdent qu'une très faible surface forestière. De manière générale, la production massive de bois énergie poserait des problèmes de disponibilité des terres voire de concurrence avec le bois d'œuvre. De plus, le bois est lourd et ne se transporte qu'au prix d'une consommation d'énergie non ridicule. Le gain en émissions de CO2 n'est donc significatif que si le lieu de consommation est proche du lieu de production. Un problème non négligeable quand on sait que les 2/3 de l'humanité vivront en ville en 2025.
> Biocarburants :
Un autre type d'utilisation de la biomasse très en vogue est la combustion de bio ou plus justement d'agrocarburants.
Le principe gobal de cette technique est de bruler des végétaux pour en faire une source d'énergie. Si, tout comme pour le bois, on part du principe que le CO2 rejeté sera le même que celui absorbé par la plante lors de sa croissance, on atteint logiquement un rejet de CO2 égal à zéro...
Seulement voilà, pour pouvoir être utilisé dans les voitures, que ce soit pur ou mélangé à un carburant traditionnel, ces végétaux doivent être raffinés. On trouve deux principales filières de production : le biéthanol et le biodiésel.
Le premier est fabriqué à partir de sucre (betterave, canne à sucre), de l'amidon (céréales, pommes de terre) ou des plantes ligneuses (bois, paille). Cette filière est surtout exploitée aux USA et au Brésil.
le biodiésel quant à lui, est produit principalement en Europe à partir d'oléagineux : colza, tournesol, soja, palme.
- Les biocarburants seconde génération :
Ces biocarburants seront produits à partir de la plante entière. Par le procédé Fischer-Tropsch, nous serons en mesure de transformer la plante afin de pouvoir la bruler entièrement. Ce qui devrait réduire l'émission de gaz à effet de serre de 75 à 85 % (selon l'Ademe).
Hélas, cette pratique est encore loin d'être au point et on ne connait pas encore son rendement énergétique. Elle n'aurait pas de poids significatif avant 2015, 2020.
- Quantifier le CO2 économisé ?
La culture intensive des végétaux , l'approvisionnement des usines de production, la transformation industrielle, la synthèse des biocarburants, la fabrication d'engrais et pesticides pour les cultures,... Tout cela va consommer beaucoup d'énergie fossile et rejeter du CO2.
En France, plusieurs modèles ont été proposés par diverses institutions telles que l'INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) ou l'Ademe (Agence de l'environnement et de la maitrise de l'énergie) en vue de quantifier la quantité de CO2 économisée par les biocarburants. Aucun n'est réellement pertinent. Pourquoi ? Car les quantités varient en fonction du type de végétaux utilisé, du climat, des pratiques agricoles, des procédés de fabrication, etc.
L'Ademe a, en 2002, réalisé un bilan selon lequel la production d'1 Mj d'éthanol de blé ou de betterave nécessiterait 0,49 Mj d'énergie fossile. Soit un rendement en CO2 inférieur à 50%, ce qui est nettement mieux que pour l'essence : il faut 1,14 Mj pour produire 1 Mj d'essence. Ce modèle à été controversé par un bilan réalisé en 2005 par le Centre commun de recherche de la Commission européenne (JCR) qui était nettement moins favorable puisque d'après ce dernier, il faudrait 0,65 ou 0,80 Mj (suivant que l'on utilise du blé ou des betteraves) pour produire 1 Mj de bioéthanol. Ce qui ne représente que 30% de gain par rapport à l'essence.
Une raison majeure de différences entre modèles est la façon dont on traite les sous-produits générés en même temps que les biocarburants. Certains résidus peuvent être réutilisés comme fertilisants, ou dans la nourriture animale. Mais ceci demande également un traitement consommateur d'énergie fossile, le tout étant pratiquement incalculable.
Autres éléments énergivores dans le cycle du biocarburant : la culture intensive suppose un apport massif en engrais, pesticides et eau qui devront être produits ou transportés. Les nitrates présents dans les engrais sont à l'origine de l'émission de N2O, un autre gaz à effet de serre... Ces éléments ne sont actuellement pas pris en compte dans les modèles de calcul des rejets de CO2.
- Autres inconvénients.
La production de biocarburants va entrainer une nécessité de culture intensive des matières premières à grands coups d'engrais, pesticides, ... Elle va demander une quantité de terres arables très conséquente et entrera en compétition avec l'agriculture alimentaire. C'est déjà le cas aux Etats-Unis où on a pu observer une grosse flambée du prix du maïs. La production intensive ne peut que donner un "coup de pouce" à l'acceptation massive d'OGM's dans nos champs là où les gouvernements sont encore hésitants, avec tous les risques de propagation que cela entraine.
Ce n'est pas tout : l'International Institute for Environment and Development pointe déjà les effets pervers des agrocarburants dans les pays du Sud : déforestation massive (très grande production de CO2 !!) et compétition pour les ressources en eau. En janvier 2007, un contrat à été signé pour planter un million d'hectares de palmiers à huile et de canne à sucre en Indonésie. Là où la déforestation est déjà à l'œuvre depuis trop longtemps.
Ne serait-ce que d'un point de vue éthique, les biocarburants posent problème : peut-on accepter de bruler des tonnes de nourriture pour permettre aux nombreux automobilistes occidentaux de voyager à leur guise alors que des milliers de personnes meurent de faim chaque jour sur la planète ?
Et les autres ?
Bien sûr, il existe également la géothermie, on peut capter l'énergie des marées, des courants marins, des jet-stream,... mais tous ceux là ne joueront jamais un rôle significatif dans l'immensité de la demande actuelle en énergie.
Alors, nous retombons bien évidemment sur le nucléaire, sujet à polémiques mais durement défendu. Les centrales nucléaires ne rejettent pas de CO2 mais produisent des déchets qui doivent être traités au moyen d'énergie fossile et qui plus est forment un danger énorme et persistant pour les milliers d'année future. Nous ne pouvons donc pas raisonnablement considérer le nucléaire comme une solution mais plutôt comme une transposition du problème.
Que faire donc ? La seule et unique solution est celle qui plait le moins à tout le monde : consommer moins ! Encore aujourd'hui, 220 projets de construction de centrales nucléaires sont en marche dans le monde, dont 40 en Chine. 220 Tchernobyl potentiels. Nous nous entourons de produits inutiles et énergivores, nous sommes toujours dans une optique de surconsommation abusive. Il faut à tout prix changer nos comportements car il n'existe pas à l'heure actuelle d'autre solution !
Sources :
- "Sciences &Vie" n°1086, "le dossier noir des énergies vertes"
- "La recherche" n° 408, "les biocarburants ne sont pas si verts", p54-57
- Conférence de Valbiom en septembre 2007 à l'ISIa Huy
- "Imagine demain le monde" n°61, "le crépuscule du nucléaire", p22-27
En clair, nous allons devoir en l'espace d'une vingtaine d'années produire 60% d'énergie en plus en émettant 15% de carbone en moins !
La solution semble sauter aux yeux, seules les énergies renouvelables peuvent nous aider. Sachant qu'avant 2030, nous aurons construit l'équivalent de 550 Mtep d'installations nouvelles, il suffirait que 75 % de ces installations utilisent l'énergie renouvelable, soit 400 Mtep annuelles. Seulement voilà, en pratique, ce chiffre semble bel et bien inaccessible.
Solaire et éolien :
Contrairement à l'idée que l'on se fait de ces énergies comme leaders de l'énergie renouvelable, ils ne représentaient en 2004 qu'à peine 0,1 % de l'énergie mondiale !
Biomasse et hydroélectrique :
Ce sont eux, les fers de lance des nouvelles énergies avec 10,6% pour la biomasse (surtout bois de chauffage) et 2,2% pour l'hydroélectricité. On peut ici remettre en question l'utilisation du bois de chauffage (80% de la consommation énergétique dans certains pays d'Afrique) suite aux effets décelés sur la qualité de l'air. (cfr: "Pollution au feu de bois" du 20/02/08)
> Bois énergie :
Bien-entendu, l'utilisation du bois énergie n'est intéressante que si les surfaces forestières sont régulièrement replantées, le bois rejetant le CO2 (capté au cours de la photosynthèse) lors de la combustion. Ceci entraine d'autres problèmes : certains pays comme l'Angleterre ne possèdent qu'une très faible surface forestière. De manière générale, la production massive de bois énergie poserait des problèmes de disponibilité des terres voire de concurrence avec le bois d'œuvre. De plus, le bois est lourd et ne se transporte qu'au prix d'une consommation d'énergie non ridicule. Le gain en émissions de CO2 n'est donc significatif que si le lieu de consommation est proche du lieu de production. Un problème non négligeable quand on sait que les 2/3 de l'humanité vivront en ville en 2025.
> Biocarburants :
Un autre type d'utilisation de la biomasse très en vogue est la combustion de bio ou plus justement d'agrocarburants.
Le principe gobal de cette technique est de bruler des végétaux pour en faire une source d'énergie. Si, tout comme pour le bois, on part du principe que le CO2 rejeté sera le même que celui absorbé par la plante lors de sa croissance, on atteint logiquement un rejet de CO2 égal à zéro...
Seulement voilà, pour pouvoir être utilisé dans les voitures, que ce soit pur ou mélangé à un carburant traditionnel, ces végétaux doivent être raffinés. On trouve deux principales filières de production : le biéthanol et le biodiésel.
Le premier est fabriqué à partir de sucre (betterave, canne à sucre), de l'amidon (céréales, pommes de terre) ou des plantes ligneuses (bois, paille). Cette filière est surtout exploitée aux USA et au Brésil.
le biodiésel quant à lui, est produit principalement en Europe à partir d'oléagineux : colza, tournesol, soja, palme.
- Les biocarburants seconde génération :
Ces biocarburants seront produits à partir de la plante entière. Par le procédé Fischer-Tropsch, nous serons en mesure de transformer la plante afin de pouvoir la bruler entièrement. Ce qui devrait réduire l'émission de gaz à effet de serre de 75 à 85 % (selon l'Ademe).
Hélas, cette pratique est encore loin d'être au point et on ne connait pas encore son rendement énergétique. Elle n'aurait pas de poids significatif avant 2015, 2020.
- Quantifier le CO2 économisé ?
La culture intensive des végétaux , l'approvisionnement des usines de production, la transformation industrielle, la synthèse des biocarburants, la fabrication d'engrais et pesticides pour les cultures,... Tout cela va consommer beaucoup d'énergie fossile et rejeter du CO2.
En France, plusieurs modèles ont été proposés par diverses institutions telles que l'INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) ou l'Ademe (Agence de l'environnement et de la maitrise de l'énergie) en vue de quantifier la quantité de CO2 économisée par les biocarburants. Aucun n'est réellement pertinent. Pourquoi ? Car les quantités varient en fonction du type de végétaux utilisé, du climat, des pratiques agricoles, des procédés de fabrication, etc.
L'Ademe a, en 2002, réalisé un bilan selon lequel la production d'1 Mj d'éthanol de blé ou de betterave nécessiterait 0,49 Mj d'énergie fossile. Soit un rendement en CO2 inférieur à 50%, ce qui est nettement mieux que pour l'essence : il faut 1,14 Mj pour produire 1 Mj d'essence. Ce modèle à été controversé par un bilan réalisé en 2005 par le Centre commun de recherche de la Commission européenne (JCR) qui était nettement moins favorable puisque d'après ce dernier, il faudrait 0,65 ou 0,80 Mj (suivant que l'on utilise du blé ou des betteraves) pour produire 1 Mj de bioéthanol. Ce qui ne représente que 30% de gain par rapport à l'essence.
Une raison majeure de différences entre modèles est la façon dont on traite les sous-produits générés en même temps que les biocarburants. Certains résidus peuvent être réutilisés comme fertilisants, ou dans la nourriture animale. Mais ceci demande également un traitement consommateur d'énergie fossile, le tout étant pratiquement incalculable.
Autres éléments énergivores dans le cycle du biocarburant : la culture intensive suppose un apport massif en engrais, pesticides et eau qui devront être produits ou transportés. Les nitrates présents dans les engrais sont à l'origine de l'émission de N2O, un autre gaz à effet de serre... Ces éléments ne sont actuellement pas pris en compte dans les modèles de calcul des rejets de CO2.
- Autres inconvénients.
La production de biocarburants va entrainer une nécessité de culture intensive des matières premières à grands coups d'engrais, pesticides, ... Elle va demander une quantité de terres arables très conséquente et entrera en compétition avec l'agriculture alimentaire. C'est déjà le cas aux Etats-Unis où on a pu observer une grosse flambée du prix du maïs. La production intensive ne peut que donner un "coup de pouce" à l'acceptation massive d'OGM's dans nos champs là où les gouvernements sont encore hésitants, avec tous les risques de propagation que cela entraine.
Ce n'est pas tout : l'International Institute for Environment and Development pointe déjà les effets pervers des agrocarburants dans les pays du Sud : déforestation massive (très grande production de CO2 !!) et compétition pour les ressources en eau. En janvier 2007, un contrat à été signé pour planter un million d'hectares de palmiers à huile et de canne à sucre en Indonésie. Là où la déforestation est déjà à l'œuvre depuis trop longtemps.
Ne serait-ce que d'un point de vue éthique, les biocarburants posent problème : peut-on accepter de bruler des tonnes de nourriture pour permettre aux nombreux automobilistes occidentaux de voyager à leur guise alors que des milliers de personnes meurent de faim chaque jour sur la planète ?
Et les autres ?
Bien sûr, il existe également la géothermie, on peut capter l'énergie des marées, des courants marins, des jet-stream,... mais tous ceux là ne joueront jamais un rôle significatif dans l'immensité de la demande actuelle en énergie.
Alors, nous retombons bien évidemment sur le nucléaire, sujet à polémiques mais durement défendu. Les centrales nucléaires ne rejettent pas de CO2 mais produisent des déchets qui doivent être traités au moyen d'énergie fossile et qui plus est forment un danger énorme et persistant pour les milliers d'année future. Nous ne pouvons donc pas raisonnablement considérer le nucléaire comme une solution mais plutôt comme une transposition du problème.
Que faire donc ? La seule et unique solution est celle qui plait le moins à tout le monde : consommer moins ! Encore aujourd'hui, 220 projets de construction de centrales nucléaires sont en marche dans le monde, dont 40 en Chine. 220 Tchernobyl potentiels. Nous nous entourons de produits inutiles et énergivores, nous sommes toujours dans une optique de surconsommation abusive. Il faut à tout prix changer nos comportements car il n'existe pas à l'heure actuelle d'autre solution !
Sources :
- "Sciences &Vie" n°1086, "le dossier noir des énergies vertes"
- "La recherche" n° 408, "les biocarburants ne sont pas si verts", p54-57
- Conférence de Valbiom en septembre 2007 à l'ISIa Huy
- "Imagine demain le monde" n°61, "le crépuscule du nucléaire", p22-27
