Pierpaolo Cazzola Agence Internationale de l’Énergie Les biocarburants, le passage nécessaire de l’agriculture à l’industrie Paris, 18 octobre 2005 Biocarburants pour le transport Une perspective internationale

L'Agence Internationale de l'Énergie Un organisme coordonné créé en 1974 dans le cadre de l'OCDE …la France a rejoint l'agence en 1993 Piliers historiques Faire partager par les gouvernements des États membres les meilleures pratiques de politique énergétique (sécurité d'approvisionnement, efficacité énergétique, protection de l'environnement) Gestion des stocks stratégiques et préparation des crises Diversification (géographique et énergétique) Activités principales Analyse du marché petrolier (Oil Market Report) Statistiques (Monthly Oil Statistics, Indicateurs énergétiques, émissions de CO 2 …) Perspectives, modélisation (World Energy Outlook) Veille technologique référence et centre de coordination pour la collaboration entre groupes de recherche nationaux dans le secteur des technologies énergétiques expertises spécifiques (les biocarburants, l’hydrogène, le stockage du carbone) Études des politiques d’efficacité énergétique consommation des appareils en veille, éclairage, transports Revues de politiques nationales Collaboration avec les "pays non membres"

Présentation Situation actuelle Coûts et bénéfices des biocarburants Filières de fabrication des biocarburants Potentiel de réduction des gaz à effet de serre Compatibilité avec les véhicules, autres effets environnementaux Coût de production, comparaison avec les prix de l'essence et du diesel Coût de réduction des gaz à effet de serre associés à l'utilisation des biocarburants Demande de disponibilité de terres par unité d'énergie livrée par les biocarburants Potentiel disponible de terres pour la production de biocarburants Politiques courantes et objectifs Conclusions

Les biocarburants contribuent à environ 1% de la consommation mondiale de combustibles pour le transport Les deux types de biocarburants pour le transport les plus répandus sont l'éthanol et le biodiesel Éthanol production mondiale estimée à 46 milliards de litres (fin 2005), dont 80% (0,78 EJ) pour le biocarburant Principaux producteurs: Brésil (40%), US (40%) et Europe (7%) Biodiesel 3 milliards de litres (0,1 EJ), produits principalement en Europe La croissance du prix du pétrole, combinée à l'importance accrue du débat sur le changement climatique a suscité un vif intérêt pour les biocarburants, qui peuvent offrir une contribution importante à la solution des deux problèmes La situation actuelle

Les coûts des biocarburants peuvent être identifiés à partir d'une analyse de la productivité agricole, des technologies, du type des matières de base et des nécessités de transport. D'autres aspects, concernant les coûts mais surtout le bénéfices, sont bien plus difficiles à quantifier Bénéfices Coûts Possibilité d'augmentation des prix des carburants Modifications des véhicules Augmentation de certains polluants atmosphériques Augmentation des prix des produits agricoles Impacts environnementaux sur la biodiversité, diffusion des engrais et des pesticides dans la nature Réduction des importations de pétrole (sécurité énergétique) Réduction des émissions des gaz à effet de serre Réduction de la pollution atmosphérique Meilleure performance des véhicules Contribution au développement rural Réduction des déchets solides (biomasse, huiles végétales) Effet positif sur la balance commerciale (production nationale) Coûts et bénéfices des biocarburants Il est possible que les prix du marché de l'énergie ne reflètent pas la réalité de manière adéquate

Filières de fabrication de biocarburants (1) Filières traditionnelles Éthanol Biodiesel (vegetable oil methyl esters, VOME; fatty acid methyl esters, FAME)

Filières de fabrication de biocarburants (2) Méthode thermochimique (exemple: conversion Fischer-Tropsch, Biomass To Liquids, BTL): phase expérimentale (EU) Choren Industries (Allemagne), usine de production de BTL (démonstration) diesel est prévue pour 2007 (15000 tonnes/an), autres projets dans d'autres pays Méthode biochimique: phase de démonstration (Canada, USA) Iogen (Canada), capacité de 3 à 4 millions de litres d’éthanol par an à partir de résidus agricoles (paille), environ tonnes/an Nouvelles filières: biocarburants à partir de la cellulose Pas de production commerciale

Potentiel de réduction des gaz à effet de serre Émissions "Well to Wheel, WTW" (du puits à la roue), qui prennent en compte le cycle de vie du combustible, de sa production à sa consommation finale Parmi le filières traditionnelles… la canne à sucre permet une plus grande réduction par km le biodiesel est plus efficace que l'éthanol dérivé de l'amidon (maïs, blé) Les estimations peuvent varier considérablement en fonction des technologies employées de l'utilisation d'engrais des crédits d'émission liés aux produits associés (e.g. glycérine, électricité…) des facteurs d'émission (larges incertitudes pour N 2 O issu de l'agriculture) Les nouvelles filières sont très prometteuses, avec des valeurs d'émission par km qui, d'après certaines estimations, peuvent être négatives

Coûts de production des biocarburants Pétrole à 30$/bbl, 1€=1,2$ Seul l'éthanol produit à partir de la canne à sucre est compétitif avec les coûts du produit pétrolier correspondant (l'essence) Pétrole à 60$/bbl, 1€=1,2$ L'éthanol produit aux États Unis à partir du maïs (notamment la production des usines récentes de grande capacité) devient compétitif La production de biodiesel et éthanol en Europe reste plus chère que les produits pétroliers correspondant À moyen terme (coûts correspondant aux meilleures estimations actuelles), les nouvelles filières semblent compétitives. Le biodiesel (technologie bien connue) ne semble pas avoir le même potentiel Le coût des biocarburants traditionnels produits en Europe est sensiblement supérieur (le double) par rapport aux coûts de production dans des pays en développement

Compatibilité avec les véhicules, autres effets environmentaux Éthanol mélangé à l'essence indice d'octane de 120 (IOR, essence 95-98) mélanges E5, E10pas de changements importants mélanges supérieurs- moteurs modifiés - véhicules flex-fuel - quelques incompatibilités (certains métaux et élastomères) augmentation des COVs (volatilité) et des NO x (émissions agricoles) réduction des émissions de CO (oxygènate)  Éthanol mélangé au diesel bas indice de cétane, l'éthanol doit être utilisé avec des émulsifiants émissions réduites, spécialement pour les particules  Biodiesel il peut être mélangé au diesel sans aucune restriction il ne contient pas de soufre pouvoir calorifique légèrement plus bas par rapport au gazole, meilleures propriétés lubrifiantes émissions réduites de CO, particules, COVs, légèrement augmentées pour les NO x Les biocarburants permettent de contourner les barrières traditionnelles à l'entrée parce qu'il sont des combustibles liquides et peuvent être mélangés avec les combustibles fossiles

Coûts de réduction des gaz à effet de serre 30$/baril Réduction des GES à coût négatif pour le diesel (meilleure efficacité des moteurs par rapport à l'essence) Canne à sucre autour de €/tonne CO 2, avec un grand potentiel de réduction (85-90% par rapport à essence et diesel) 60$/baril Coût de réduction des émissions négatif pour la canne à sucre Biodiesel (EU) autour de 120 €/tonne CO 2 Maïs (US): incertitudes quant au potentiel de réduction de CO 2 (débat ouvert), coût compétitif Fort potentiel pour les nouvelles filières, à moyen terme

OGM? Production de combustibles par hectare Filières traditionnelles La production de biodiesel demande une disponibilité de terres 2 à 3 fois supérieure, à parité d’énergie délivrée dans le biocarburant, par rapport à l’éthanol Pas de surfaces agricoles nécessaires pour produire du biodiesel produit à partir des huiles végétales usagées La canne à sucre permet la plus grande production par hectare Nouvelles filières La production de biocarburants BTL (pas de données) nécessite un procédé intensif en termes d’utilisation d’énergie (Fisher-Tropsch), mais il peut utiliser des déchets de bois, qui peuvent réduire sensiblement la demande de terres La production de combustibles à partir de la cellulose par voie biochimique est très dépendante du type de récolte (switchgrass, peuplier, autre). Elle peut aussi être obtenue à partir des déchets agricoles et peut bénéficier des recherches sur les OGM

Évaluation du potentiel disponible Horizon 2020 Une étude (Johnson, 2002), qui prend en compte production probable de canne à sucre demande compétitive (sucre) viabilité économique estime que la production d'éthanol à partir de la canne à sucre peut atteindre 6 EJ (10 18 J) et satisfaire, en 2020, 10% de la demande d'essence et 3% de la demande de gazole La canne à sucre est actuellement cultivée en Amérique latine, Inde, Chine, Asie du sud-est et dans certains pays d'Afrique… Long terme Les estimations à long terme (2050 ou 2100) sont conditionnées par d'importantes incertitudes taux de croissance de la productivité agricole croissance de la population variation de l'apport calorifique par habitant évolution de la demande des biens dérivés de la production agricole hypothèses sur le changement d'utilisation des terres La difficulté augmente si on distingue potentiel technique et économique

Politiques gouvernementales récentes: quelques exemples EU2010: 5.75% du combustible moteurs (environ 0.7 EJ), phase-in en 2005 (2%) imposition différenciée US2012: obligation d'approvisionner environ 1 EJ d'éthanol (phase-in 2006, 0.5 EJ) obligation pour l'éthanol dérivé de la cellulose pour 2016 "procurement programs", E20 obligatoire au Minnesota, imposition différenciée Canada E5 obligatoire à partir de 2007 dans la province de l'Ontario JaponE3 en 2004, E10 (objectif) pour 2008 (0.3 EJ environ), avec des biocarburants importés (dialogue avec le Brésil) IndeE5 obligatoire dans plusieurs régions, peut-être tout le pays ChineE10 obligatoire dans 5 provinces et 27 villes (2005), dialogue avec le Brésil pour l'importation d'éthanol ColombieE10 obligatoire en 2005 PakistanE10 obligatoire était en discussion au mois de Mars 2005 ThaïlandeCollaboration avec le Japon, volonté d'accroître sensiblement sa propre production d'éthanol UkraineIndustrie de l'éthanol en sensible croissance …

L'objectif de remplacer une partie des combustibles fossiles semble plus simple à atteindre pour l'éthanol que pour le biodiesel, notamment pour le rapport entre production d'énergie et besoins de terres agricoles Conclusions (1) La production de biocarburants s'est sensiblement accrue et est poursuivie par nombreux gouvernements (sécurité énergétique, compétitivité avec le pétrole à 60 $/baril, réductions des gaz à effet de serre, développement rural) Une croissance maintenue peut permettre d'atteindre les objectifs fixés par les pays OCDE et non OCDE Source: F. O. Lichts Le coût des biocarburants traditionnels produits dans les pays de l'OCDE est sensiblement supérieur (le double) par rapport aux coûts de production dans certains pays en voie de développement

Conclusions (2) Actuellement, le biocarburant qui offre les meilleures réductions d'émissions de gaz à effet de serre et, en même temps (!), les coûts les plus réduits, est l'éthanol produit au Brésil à partir de la canne à sucre. D'autres pays présentent aussi un potentiel important de production Étant données les différences potentielles et les coûts de production, une augmentation du commerce des biocarburants (notamment pour l'éthanol dérivé de la canne à sucre) est souhaitable. Il pourrait devenir important déjà à court terme La majorité des pays semble pouvoir produire une certaine quantité de biocarburant, et l'objectif de remplacement de 10% des combustibles fossiles utilisés pour le transport semble raisonnable (l'éthanol peut contribuer substantiellement pour remplacer l'MTBE avec l'ETBE) Moyen terme: fort intérêt pour les nouvelles filières (éthanol à partir de la cellulose, BTL, bio-crude