Catégorie : bio-carburants

 Au mois de Juillet dernier sur les 9,5 millions de baril/jour d'essence qui sont sortis des raffineries de pétrole américaines, a été globalement incorporé 0,81 million de barils/jour d'éthanol à ces carburants nous indique l'EIA. Ceci représente donc une teneur moyenne en volume de 8,5%. Une observation de la progression de ce ratio depuis  plus de 5 ans montre une certaine stagnation de la teneur moyenne en éthanol utilisé depuis le début de l'année (FIG.).

 Bien que les productions de fuel-éthanol dans les distilleries américaines soient supérieures à ces consommations locales, le surplus étant exporté, les raisons de ce piétinement sont de deux ordres:

– la teneur en éthanol pour les carburants "oxygénés" est encore limité à 10% (mélange E10) et la profession attend avec impatience la fin des essais qui activeront le feu vert de l'Administration américaine pour passer au E15 à 15% d'éthanol. La date prévue pour cette modification est encore incertaine, mais attendue en 2010 ou début 2011.

– les 7 millions de véhicules américains existants, équipés du système flex-fuel, ont du mal à s'approvisionner en mélange E95 à 95% d'éthanol en raison du faible nombre de pompes disponibles capables de délivrer un tel mélange. Il n'y aurait que 2255 pompes en service sur tout le territoire auxquelles il faut ajouter les 250 pompes à essence qui peuvent délivrer n'importe quel mélange et qui constituent la solution du futur.

 A l'approche des élections de mid-term le Department of Energy vient une fois de plus d'affirmer son attachement à un accroissement de l'utilisation des biocarburants dans les transports…et de la possibilité d'obtenir des aides à l'équipement des stations services en particulier dans les régions productrices de la corn-belt.

 Il est clair que pour des raisons économiques et politiques évidentes, produire les carburants automobiles aux US plutôt que de les importer du Venezuela, d'Iran, de Lybie ou d'Arabie Saoudite, l'Administration américaine va pousser les feux dans les biocarburants comme l'éthanol. Le passage au E15 et une démocratisation du flex-fuel, prônée par General Motors, peut permettre en quelques années de doubler la consommation américaine de fuel-éthanol et d'atteindre puis dépasser les 1,6 millions de barils/jour. Ce paramètre couplé à la réduction des consommations des véhicules, interviendra bien sûr de façon significative dans la consommation à venir de pétrole dans le monde.

LIRE un papier sur le sujet de l'excellent Todd Neeley de DTN.

Le Dimanche 3 Octobre

 Une nouvelle étude sur l'avenir possible du bioéthanol de deuxième génération en Europe vient d'être publiée par Bloomberg New Energy Finance à la demande de Novozymes et DSM. Cette étude met en lumière les fortes potentialités de développement économique de cette filière en Europe. Mais elle souligne et parfois présuppose également les conditions nécessaires à remplir pour qu'un tel scénario ait quelque chance de se réaliser. Pour résumer les possibilités de développement, cette étude affirme qu'il serait possible à l'horizon 2020 de collecter en Europe entre 225 et 270 millions de tonnes de biomasse issues essentiellement des résidus de récoltes de céréales ou de betterave et marginalement de l'exploitation des forêts et de la valorisation des déchets municipaux. A partir de cette collecte, à organiser, il serait possible de produire annuellement entre 75 et 90 milliards de litres d'éthanol sur la base d'un taux de conversion qui atteindrait à cette époque les 350 litres par tonne de biomasse sèche. Ces volumes  représentent en unité pétrolière entre 1,29 et 1,55 millions de barils/jour d'éthanol. Pour mémoire les pays de l'OCDE Europe consomment en 2010 dans les 14 millions de barils/jour de produits pétroliers. Ce sont donc quelques 10% en volumes des produits pétroliers consommés aujourd'hui en Europe qui sont concernés par ce scénario.

Mentionnons les conditions nécessaires pour qu'un tel scénario se réalise:

-que l'Europe se fixe des objectifs détaillés de consommation annuels à atteindre sur le modèle américain,

-que l'Europe et donc les États sponsorisent la collecte de la biomasse. Sur la base de 50 euros par tonne par analogie avec les USA qui paient dans les 50 dollars, ceci représenterait à terme dans les 12 milliards d'euros par an de subventions.

-que les équipements ad hoc de collecte sélective et de stockage soient définis et réalisés

– que les autres filières utilisant cette biomasse (granulés, alimentation animale, autres voies…) n'entrent pas en juste compétition dans l'utilisation de cette biomasse collectée et subventionnée. Brûler cette biomasse dans des chaudières ne serait-il pas aussi efficace et beaucoup moins cher en capitaux engagés? Les centrales électriques européennes utilisent déjà partiellement cette voie. Elles importent même aux Pays-Bas des granulés américains.

-que la filière bioéthanol envisagée conduise à une saine rentabilité des capitaux privés engagés ce qui n'est pas du-tout évident aujourd'hui, en particulier aux États-Unis malgré de robustes subventions. Les raisons de non rentabilité sont multiples mais les principales proviennent du fait que la transformation enzymatiques des cellulose, hemicellulose et autre lignocellulose sont très complexes et très consommatrices d'enzymes. Les jus sucrés qui sont obtenus après ces conversions conduisent à des bières très peu concentrées d'où l'extraction d'alcool est onéreuse. Des procédés hydro-catalytiques beaucoup plus rapides et moins chers pourraient également conduire à des soupes organiques valorisables.

– que les prix des carburants poursuivent leur ascension et tirent ainsi les prix du litre d'alcool pour accélérer l'atteinte du break-even des opérations sans subvention.

On le voit, pour l'instant ni les conditions économiques ni les conditions règlementaires ne sont prêtes pour espérer voir démarrer dès demain un tel projet européen de grande ampleur. Cependant, dans le cadre de la PAC par exemple, il ne serait peut-être pas stupide d'étudier les possibilités d'aide à la collecte mécanisée de la biomasse non exploitée à ce jour, dans le cadre d'une quelconque application valorisante.

LIRE le rapport d'étude de Bloomberg New Energy Finance.

Le 18 Septembre 2010

 La production de biocarburants est un sujet plein d'humour. C'est Poet, le premier producteur d'alcool de maïs des États-Unis, procédé tant décrié par les écolos bobos de salons, qui va être le premier à lancer une unité industrielle de production d'alcool à partir de déchets cellulosiques dès 2012, voie plébiscitée par les mêmes écolos. Quelles sont les raisons de cette apparente contradiction? Elles sont très simples.

1- Poet avec ses usines agricoles est au contact des paysans américains et sait organiser une collecte intelligente de matière première, très dispersée sur le territoire, qui sera finalement constituée de ballots de déchets divers de la culture du maïs (rafles, enveloppes, tiges, feuilles, collectés largement au-dessus du sol) que ce maïs soit destiné à l'alimentation ou à la production d'alcool. Initialement Poet envisageait de n'utiliser que les rafles.

2- L'investissement industriel dans une usine produisant déjà de l'alcool de maïs est marginal. En effet Poet ajoute une boucle au procédé déjà existant pour le rendre compatible avec deux produits entrants: les grains de maïs d'une part, riches en amidon, et les résidus cellulosiques d'autre part qui nécessitent des traitements enzymatiques plus profonds. Les deux process se rejoignent après la fermentation alcoolique avec des bières très concentrées provenant des graines et beaucoup plus diluées provenant de la voie cellulosique. Des "blends" intelligents conduiront à un "bourbon" dont la distillation sera acceptable économiquement

3-L'ensemble des deux process conservera son caractère agricole en raison de la contrainte spatiale de récolte des matières premières, comme le montrent les données de la filière cellulosique de l'usine d'Emmetsburg, Iowa (TAB.). Cette unité ne démarrera qu'en 2012, mais Poet va lancer dès cette année le stockage de matière première, si complexe à rassembler. La collecte en 2012 et au-delà des 300 mille tonnes de biomasse pour alimenter cette usine, nécessitera de mobiliser 300 à 400 exploitations représentant 1200 km2 de cultures de maïs. Le tout pour produire, en complément de la voie classique existante, dans les 1600 barils/jour d'alcool.

 Mille deux cents kilomètres carrés de cultures pour alimenter une unité agricole qui représente le centième d'une raffinerie de pétrole, voici toute la problématique de la biomasse comme matière première énergétique. C'est la raison majeure qui explique le non décollage de ces technologies cellulosiques, énergétiquement trop diluées, incapables d'alimenter de façon opérationnelle une grande usine de transformation en alcool. Poet ironiquement va démontrer qu'en complément du procédé agricole existant, partant des grains de maïs, un complément cellulosique, provenant des récoltes existantes, est économiquement acceptable. Mais pour réaliser cela, il est nécessaire de fréquenter le monde paysan.

 Bien sûr, tous ces procédés cellulosiques n'ont que bien peu de chance d'aboutir de façon significative dans une Europe de l'Ouest surpeuplée et largement exploitée, où ces procédés rentreraient en concurrence avec les marchés existants du bois, de la pâte à papier, de la paille ou d'autres filières. La nécessité de disposer de grands espaces mobilisables pour de nouvelles cultures est évidente.

LIRE le papier sur le sujet sur DTN

Le 27 Août 2010

 Le développement des biocarburants dans les grandes zones du monde va dépendre essentiellement de l'abondance des ressources à des prix abordables. C'est ainsi que les États-Unis disposant de grandes surfaces de terres cultivables, voient croître leur production de maïs s'étendre sur plus de 35 millions d'hectares dont 10 à 11 millions environ sont utilisés à produire du bioéthanol qui est par la suite mélangé à l'essence. Cette production représente aujourd'hui 8,5% en volume de l'essence consommée aux USA, soit 750 mille barils/jour.

 En Europe, l'équation des biocarburants est totalement différente. La production de graines oléagineuses par exemple s'étend sur 12 millions d'hectares en 2010, elle pourrait atteindre 13,5 millions d'hectares en 2020. D'une faible part de ces productions locales et d'huile de palme importée d'Indonésie ou de Malaisie, il est possible de produire du biodiesel par transestérification des triglycérides ou par hydro isomérisation catalytique ( voir l'article sur Neste Oil). C'est ainsi qu'en 2009, l'Europe a produit 9 millions de tonnes de biodiesel (196 mille barils/jour) affichant une croissance de 17% par rapport à 2008. Alors que les volumes produits ont décru en Allemagne (-10%), ils ont été multipliés par quatre en Espagne, par trois aux Pays-Bas, par 2,5 en Finlande. Ce sont les importations d'huile de Palme qui assurent une part de cette croissance. D'après Oil World de Hambourg les importations d'huile de palme pour produire du biodiesel en Europe seraient passées de 0,8 million de tonnes en 2008 à 1 ou 1,1 million de tonnes en 2009 (LIRE)***.

 Les professionnels du biodiesel en Europe se plaignent également des prix de dumping des importations de biodiesel en provenance des États-Unis (via le Canada pour biaiser la règlementation) ou d'Argentine.

 Avant de s'insurger contre les biocarburants qui menaceraient la Planète et affameraient le monde, il est important de comprendre que faute de matières premières dans les pays à forte densité de population comme l'Europe, ces derniers sont appelés à ne jouer qu'un rôle marginal dans l'approvisionnement énergétique de la zone, quelles que soient les Directives en vigueur. Pour comprendre cette évidence, il faut savoir que le rendement énergétique de la croissance végétale annuelle par unité de surface est minable (LIRE). Seuls les grands pays peu peuplés et humides (États-Unis, Brésil, pays africains,..) pourront s'offrir les récoltes suffisantes pour assurer les productions de biocarburants dans des usines agricoles de faibles tailles. L'addition d'une part de biocarburants de deuxième génération ne modifiera pas radicalement le problème, les cultures de plantes dédiées nécessiteront elles aussi d'immenses espaces.

*** Remarque: il est à noter qu'une part de l'huile de palme importée en Europe à bas prix, objet de bien des clameurs vertes écolo-outragées, est également brûlée dans les centrales électriques allemandes. Allez donc comprendre!

LIRE le papier de lobbying de l'European Biodiesel Board sur le sujet.

Le 24 Juillet 2010

 Ce sont 35,6 millions d'hectares qui seront dédiés à la culture du maïs aux Etats-Unis en 2010 affirme le National Agricultural Statistics Service (NASS) américain. Ceci représente une croissance de 1,6% des surfaces plantées par rapport à 2009 (FIG.). Plus de 92% de ces cultures conduiront à des récoltes de maïs et environ un tiers de ce maïs sera converti en bioéthanol, les deux autres tiers seront essentiellement utilisés pour l'alimentation animale et humaine. Il est donc possible d'estimer que ce sont autour de 100 mille km2 de plantations de maïs qui fournissent les 8,5% d'éthanol mélangés à l'essence en moyenne aujourd'hui aux Etats-Unis.

  Ces chiffres et la stabilité des stocks publiés ont vivement poussé les cours du maïs à la hausse de plus de 10% hier sur le Chicago Market Exchange. Les opérateurs s'aperçoivent que les abondantes productions de maïs de 2009 (13 milliards de boisseaux) se sont bien écoulées en ce début d'année. La faible croissance des surfaces plantées et la faible probabilité de voir croître les rendements à l'hectare par rapport à 2009 qui fut une très bonne année pluvieuse, permettent de prévoir un exercice 2010 sans surproduction. Il n'en fallait pas plus pour que les cours très déprimés du maïs se redressent.

 Que de bêtises écrites et racontées en 2008 par de soi-disant spécialistes qui avaient confondu la spéculation effrénée sur les commodities pour une pénurie définitive de maïs. Non Messieurs, les tortillas seront abondantes et se vendront à des prix raisonnables en 2010…ne vous en déplaise! 

LIRE le communiqué du NASS et les données par Etat.

Le 1er Juillet 2010

  Poet, premier producteur d'alcool de maïs américain conduit depuis 22 ans une politique industrielle remarquable, basée sur l'existence de 26 usines agricoles s'approvisionnant en maïs récolté localement. Après avoir réduit ses consommations d'eau de 80% et d'énergie d'un tiers, la Société développe un procédé de production d'éthanol cellulosique, intégré dans le process existant et destiné à valoriser les rafles de maïs et autres résidus lignocellulosiques issus de la récolte. Jeff Broin, le patron de Poet vient de présenter un premier bilan (life cycle analysis) des émissions de CO2 par ce procédé à partir des essais réalisés sur pilote dans le cadre de son projet LIBERTY.

 Le procédé cellulosique qui n'utilise que des sous-produits des récoltes existantes de maïs et qui s'intègre dans le process existant conduit à un bilan carbone positif en raison de la production de biogaz à partir des déchets du procédé. En effet alors que les déchets de la filière maïs conduisent à des sous-produits valorisables et en particulier à de la nourriture pour animaux, les déchets de la filière cellulosique sont ici valorisés par fermentation anaérobie et production de biogaz. Il en résulte un bilan des émissions de CO2 négatif. Concrètement une partie du gaz produit servira à fournir de l'énergie à l'ensemble du procédé, y compris à la boucle traditionnelle à base de maïs.

 Ces informations persuadent le lecteur du bel avenir à prévoir pour le bioéthanol aux Etats-Unis. L'évolution de l'essence au E20 (20% d'éthanol) et la montée en puissance des véhicules Flex-Fuel utilisant le E85 devrait permettre d'atteindre un taux de pénétration du fuel-éthanol tendant vers les 30% en volume par rapport à la consommation totale d'essence. Cette proportion étant aujourd'hui de 8,5 % ce sont des consommations d'éthanol 3 à 4 fois supérieures à celles d'aujourd'hui qui sont à prévoir. Cette évolution sera d'autant plus rapide que les prix de l'essence seront élevés et que l'Administration américaine voudra relaxer la dépendance de son pays au pétrole. Il faut donc imaginer une consommation de fuel-éthanol aux USA qui devrait passer des 0,75 million de barils/jour aujourd'hui vers les 2,5 à 3 millions de barils/jour d'ici à 10 ans.

LIRE la présentation de Jeff Broin sur le sujet.

CONSULTER le résumé des études réalisées par Air Improvement Ressource sur le bilan carbone du procédé.

Remarque: On notera dans le Tableau II que l'EPA avait imaginé un rendement bien meilleur en raison de la production d'électricité à partir des déchets ligneux. Poet, beaucoup plus pragmatique, a bien sûr préféré produire du biogaz par fermentation ce qui est dans la ligne de ce qu'il sait faire et qu'il utilise dans ses procédés.

  Les nombreuses positions hostiles au bio éthanol de maïs américain qui affamerait le monde privé de tortillas, assècherait les nappes phréatiques et feraient exploser les émissions de CO2 dans le monde illustrent la méconnaissance de l'évolution vertueuse de cette filière du fuel éthanol et le manque d'objectivité de critiques, guidées plus par la passion que par l'analyse objective des faits. Outre les bienfaits de l'utilisation moyenne dans l'essence américaine de 8% en volume d'éthanol qui limitent significativement  la demande en produits pétroliers (0,7 million de barils/jour) il faut imaginer cette industrie agricole, proche des paysans, dans un processus en perpétuelle évolution. Des progrès significatifs ont d'ores et déjà été obtenus dans l'amélioration du bilan énergétique et la moindre utilisation d'eau dans les process de fermentation et de distillation, ou par la livraison de sous-produits humides pour l'alimentation du bétail. Mais la grande transformation, actuellement en cours de test sur pilote industriel, sera d'introduire une boucle de production d'éthanol cellulosique dans le process. L'utilisation des raffles de maïs et autres déchets cellulosiques viendra accroître les productions de chacune des usines sans cultures supplémentaires. C'est le grand projet de Poet, le premier producteur d'éthanol de maïs américain qui annonce qu'il sera capable d'accroître la production, à l'horizon 2022, de ses 26 usines de production d'un milliard de gallons/an (+60%) en utilisant la partie cellulosique du maïs. Cet objectif est bien supérieur aux quelques 20% à 30% supplémentaires d'alcool imaginés jusque là. Pour mesurer l'enjeu, il faut savoir que la production américaine d'éthanol a été de 10,8 milliards de gallons en 2009 et que celle de Poet a été de 1,6 milliard de gallons. Pour Jeff Broin, le très écouté patron de Poet, Société non cotée en bourse, le procédé en cours de validation industrielle sur lequel son Groupe travaille pourrait produire globalement en incluant des licences à ses concurrents et une possible extension vers la valorisation des déchets municipaux dans les 3,5 milliards de gallons par an. Son objectif est d'atteindre au démarrage un prix de revient de 2$/gallon d'alcool.

 Mais pour aller plus loin il faudrait que la réglementation des carburants aux USA autorise une teneur en alcool supérieure aux 10% actuels (E10), sinon il n'existera aucun marché local pour l'éthanol cellulosique ce qui limitera radicalement les velléités d'investissement dans ce business. 

 Il faut donc imaginer le futur avec une essence américaine hautement concentrée en éthanol (E20 et E85) qui proviendrait des usines utilisant à la fois la fermentation des grains de maïs mais aussi de la transformation enzymatique des résidus cellulosiques de cette filière industrielle en sucres puis en alcool.

LIRE le communiqué de Poet sur le sujet.

Le 26 Avril 2010