Les Biocarburants Présentation du 10 septembre 2007.

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1 Les Biocarburants Présentation du 10 septembre 2007

2 Biocarburants : carburants alternatifs ou alternative aux carburants ?
Tensions durables sur le Pétrole Changement climatique & CO2 Consommation carburant Diversification énergétique CO2 Labelling

3 Contexte du marché Mondial des carburants
Consommation mondiale en carburants pour le transport routier : Environ 1500 millions de tonnes équivalent pétrole à 98 % d’origine pétrolière Consommation européenne marché essence : 110 Millions de tonnes Consommation européenne marché gazole : 175 Millions de tonnes (Données sources : BP Statistical Review of World Energy & Statistiques Pétrole 2005 du Comité Professionnel du Pétrole)

4 Contexte du marché Français des carburants
(source UFIP)

5 Biocarburants : quelles orientations ?
Politique Énergétique Politique agricole Indépendance énergétique Diversification Valorisations ressources nationales Politique Agricole Commune Aides aux cultures énergétiques Ajustement par la fiscalité et les réglementations Réduction émissions gaz effet de serre Qualité de l’air Environnement

6 Biocarburants VOLET BIODIESEL

7 Potentiel de production agricole en France
Matières premières - Potentiel agricole Potentiel de production agricole en France Surfaces agricoles Années Part du biodiesel ~ ha 2004 0,8 % en PCI ( t) ha 2008 5,75 % en PCI ( t) ha (potentiel max.) 2015 ~ 10 % en PCI Surfaces compatibles d’un point de vue agronomique et environnemental disponibles en France pour produire des oléagineux estimés à 2,5/3,0 millions d’hectares sur une surface de cultures arables estimée à 15 millions d’hectares 500 1 000 1 500 2 000 2 500 2005 2008 2010 Tournesol non- alimentaire Colza non- Tournesol Colza B10 = Asymptote B30 = Utilisation ponctuelle (flottes) B100 = Impossible « industriellement » (source Diester Industrie)

8 Définition du biodiesel
Qu’est ce qu’un biodiesel ? Le biodiesel actuellement disponible sur le marché européen est un carburant liquide obtenu à partir d’huiles végétales transformées par un procédé chimique appelé « transestérification » et pouvant être utilisé à des fins de transport.

9 (huiles végétales brutes)
Transformation des huiles en esters Obtention des esters méthyliques par réaction chimique de « transestérification » des triglycérides avec le méthanol R-OCO-CH2 R-OCO-CH + 3 CH3OH HO-CH2 HO-CH R-OCO-CH3 catalyseur Triglycérides (huiles végétales brutes) Esters méthyliques Méthanol Glycérol 1 tonne d’huile végétale + 100 kg de méthanol = 100 kg de glycérine 1 tonne d’esters méthyliques

10 Production des esters méthyliques d’huiles végétales
Processus simplifié de production des EMHV

11 Grand Couronne - Diester Capacité d’estérification 3 660 000 t
Capacités Industrielles - Transestérification Carte d'implantation des sites et des volumes de production de biodiesel en France (carte à l'horizon 2010) Dunkerque - Total 200 kt/an Dunkerque - Baudruy 150 kt/an Coudekerque - Diester 250 kt/an Grand Couronne - Diester 520 kt/an Compiègne - Diester 220 kt/an Lisieux - Bionerval 550 kt/an Metz Limay- SARP Industrie 80 kt/an Cornille - SCA P&D 100 kt/an Gennevilliers Verdun - Ineos 230 kt/an Saint Nazaire Saint Nazaire Montoire - AIRAS4 55 kt/an Charny - Progilor 60 kt/an Montoire - Diester 250 kt/an Nogent - Diester 250 kt/an La Rochelle - SICA 50 kt/an Le Pontet Fos sur Mer - Biocar 200 kt/an Bordeaux - Diester 250 kt/an Capacité d’estérification t Chalandray - COC 120 kt/an Sète - Diester 500 kt/an Boussens - Diester 120 kt/an

12 Production de biodiesel en Europe (EU 25)
Production Europe Production de biodiesel en Europe (EU 25) 1750 Allemagne France Italie Autriche Rép. Tchèque Pologne Slovaquie Espagne Danemark UK (source European Biodiesel Board) 1500 Milliers de tonnes Total : t 1250 + 60 % Total : t 1000 + 39 % Total : t 750 + 35 % Total : t 500 250 2002 2003 2004 2005

13 Orientations politiques - France
Orientations politiques en France - Rappel dates-clés Depuis 1992 : Exonération partielle de la TIPP (TIC) concernant les biocarburants incorporés au gazole ou au fioul domestique : • 2007, 25 €/hl pour le biodiesel - 33,43 €/hl pour le bioéthanol  Décembre 2004 : Instauration d’un prélèvement supplémentaire de la TGAP (Taxe Générale sur les Activités Polluantes – particularité française) pour les distributeurs de carburants ne respectant pas les niveaux réglementaires d’incorporation de biocarburants (taux fixés dans la loi de finance 2006) : • 2005, 1,20 % • 2007, 3,50 % • 2008, 5,75 % • 2010, 7,00 % (Taxe applicable de 02/06 à 05/06 : 766 €/m3 pour le biodiesel et 800 €/m3 pour le bioéthanol)  Septembre 2005 : Plan « Villepin » - Consommation de biodiesel fixée à (loi d’orientation agricole 2006) : • 2008, 5,75 % (en PCI) du total • 2010, 7 % (en PCI) du total • 2015, 10 % (en PCI) du total.  Taux définis par la directive européenne n° 2003/30/CE • 2005, 2,00 % (en PCI) du total • 2008, 4,25 % (en PCI) du total • 2010, 5,75 % (en PCI) du total PCI = Pouvoir Calorifique Inférieur exprimé en MJ/kg

14 Esters méthyliques d’huiles végétales - Carburant
Caractéristiques des esters méthyliques de différentes huiles végétales (source IFP) Caractéristiques Esters méthyliques de palme Esters méthyliques de colza Esters méthyliques de tournesol Esters méthyliques de soja Spécifications EN 14214 Indice de cétane 54 50 49 48,1 > ou = 51 Indice d’iode 45 111 134 133 < ou = 120 Point d’écoulement + 13° C - 9° C - 7° C - 3° C Conséquences : Utilisation de l’ester méthylique de tournesol en mélange avec d’autres esters (ester méthylique de colza - rapport pondéral 60/40)  Ajout d’additifs pour améliorer les caractéristiques physico-chimiques et notamment l’indice de cétane 

15 Impact CO2 Comparaison des émissions « Well to Wheels »
(véhicule diesel type M1 Euro 4 sur cycle NEDC) 200 g/km CO2 eq. - 49,3 % 150 152 129,5 100 128 133 129,5 50 128 77 24 ~ 0 - 14,8 % - 56 - 50 Gazole « conventionnel » Gazole B30 Biodiesel B100 - 100 Émissions du puits au réservoir Émissions du réservoir à roue Émissions globales du puits à la roue (source note PR 55/2006/64240 du 27/02/2006

16 Impact du B30 sur le véhicule
Propriétés principales Gazole EN590 B30 Impact 5% 30% vol Agressivité du composant oxygéné vis-à-vis des polymères et des métaux Teneur en EMHV (% en volume max.) Réf. Dégradées par rapport au gazole Risques de formation de dépôts dans le circuit de carburant - Corrosion Stabilité à l’oxydation et stabilité thermique 835 850 Masse volumique en valeur moyenne (kg/m3) Tendance à dilution du carburant dans l’huile 43 42 Contenu énergétique (PCI en MJ/kg) Impact sur la combustion et les températures d’échappement

17 Impact du B30 sur le véhicule
Problématique avec les filtres à particules Effets cumulés de deux phénomènes Biodiesel comparé au Gazole Molécules plus lourdes Contenu énergétique plus faible Augmentation de la dilution de carburant dans l’huile Post injection Température d’échappement plus faible Efficacité de régénération plus faible Régénération du Filtre à particule

18 Impact du B30 sur le véhicule
Les trois grandes fonctions impactées par l’utilisation du biodiesel (B30) Circuit à carburant Moteur Compatibilité matériaux Système d’injection Filtre à gazole Segments, pistons Soupapes, sièges de soupape Lubrifiant moteur Turbo Vanne EGR Ligne d’échappement Régénération filtre à particule 5ème injecteur

19 Biocarburants LE BIOETHANOL

20 Définition du bioéthanol
Le bioéthanol actuellement disponible sur le marché mondial est un produit liquide obtenu par fermentation de matières premières d’origine végétale. C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 Usages : glucose éthanol Alimentaire (boissons) Industriel (chimie, pharmacie, …) Transport (carburant)

21 Matières premières Trois grandes catégories de matières premières « alcooligènes » Plantes sucrières : betteraves, canne à sucre, sorgho sucrier, … (présence de sucres directement fermentescibles en éthanol)   Plantes céréalières (plantes amylacées) : maïs, blé, orge, pomme de terre, manioc, … (présence de sucres sous la forme de polymère - amidon)  Plantes « lignocellulosiques » : résidus agricoles, taillis forestiers,… (présence de sucres sous la forme de polymères - cellulose, hémicelluloses)

22 Matières premières - Potentiel agricole
Potentiel de production agricole Équivalent énergétique En millions de MJ En % de l’essence consommée en France par les VP en 2005 Sole cultivée pour l’export 2005 (ha) Potentiel de production d’éthanol (tonnes) Rendement (tonnes éthanol/ha) Cultures Céréales 2,55 67 % Betteraves 5,78 15 000 4 % TOTAL 71 % Les seules exportations de céréales et sucre de betteraves représentent l’équivalent de 71 % des besoins en essence des véhicules particuliers (Source : groupe Prost)

23 Situation 2006 de production de bioéthanol
Monde Estimations 2006 ~ 497 millions hl (visibilité mai 2006)  ~ 78 % en carburant  ~ 22 % en alcool traditionnel  États-unis ~ 191 millions hl - 97 sites de production et 35 en construction (Estimation de potentiel de production : 250 millions d’hectolitres en 2008)  ~ 95 % en carburant  Brésil ~ 174 millions hl : 248 sites de production (426 millions de tonnes de canne à sucre produites dont 48% transformées en éthanol)  > 95 % en carburant (consommation marché intérieur : ~ 140 millions hl)  Europe (UE 25) ~ 6,22 millions hl en 2005 (production concentrée sur 5 pays : France, Espagne, Pologne, Allemagne, Suède)  (Source : Le Monde - IFP - CCFA)

24 Bioéthanol - carburant
En usage carburant, le bioéthanol peut-être :  Mélangé à l’essence sous forme d’ETBE (éthyl-tertiobutyl-éther) après association avec de l’isobutène (produit de raffinage du pétrole)  La norme européenne EN228 fixe un maximum d’incorporation de % en volume pour l’ETBE (soit 7% en bioéthanol) Ethanol + Isobutène ETBE (C4H9-O-C2H5) 47 % 53 % 100 % (volume) Mélangé dans des bases essence à « basse volatilité » fabriquées à cet usage (dites « bases essences à éthanoler »)  Une essence contenant xx % de bioéthanol en volume est commercialement appelée Exx (exemple : E10 si 10% d’incorporation en volume)  La norme européenne EN228 fixe un maximum d’incorporation 5% en volume pour le bioéthanol 

25 Contexte bioéthanol - carburant dans le monde
Incorporation directe Inde 10% (2007) USA Brésil Colombie Paraguay Canada Ethiopie Kenya Zambia Malawi Afrique du Sud Australia Nlle Zélande Philippines 5% en 2007 10% en 2009 Thailande Chine Suède 20% (2008 ?) Argentine Japon Cuba Pakistan 10% ? 20% ? Venezuela Costa Rica Honduras 2008 ? El Salvador Guatemala Île Maurice Zimbabwe Panama Rep.Dominicaine 25% 2008 ? Situation actuelle % vol incorporation < 5% ethanol < 10% ethanol < 20% ethanol 20 à 26% ethanol E85, E100 (FFV)

26 Potentiel de production de bioéthanol en France
TEREOS Origny (02) Betterave – Céréales Projet = 200 kt/an Horizon 2010 CRISTAL UNION Bazancourt (51) Betterave - Céréales Projet = kt/an TEREOS Lillebonne (76) Céréales Projet = 230 kt/an ROQUETTE Beinheim (68) Céréales Projet = 160 kt/an SOUFFLET Le Mériot (10) Céréales Projet = 100 kt DISTILLERIES EXISTANTES Plus de 120 kt/an AB BIOENERGY Lacq (64) Céréales - Alcool vinique Projet = 200 kt/an Capacité industrielle potentielle : environ tonnes (Source : SNPAA)

27 Orientations politiques - France
Principales mesures fiscales mises en œuvre en France en 2007 pour le superéthanol (E85) Faculté d’amortissement exceptionnel de 12 mois des véhicules flexfuel  Faculté d’amortissement exceptionnel de 12 mois des matériels de stockage et de distribution du superéthanol E85  Déduction à hauteur de 80% de la TVA payée par les entreprises sur le superéthanol  Exonération de la TVS pendant deux ans  Possibilité pour les collectivités locales de réduire la taxe sur les certificats d’immatriculation à hauteur de 50% ou 100%  Réduction de 50% de la taxe additionnelle sur les certificats d’immatriculations  Coût du prix du litre de « superéthanol E85 » : environ 0,80 € (fiscalité minimale) 

28 Réseau de distribution bioéthanol
Équipement du réseau de distribution en France (objectif : 500 pompes fin 07) En 2005, environ stations services Réseau officiel des compagnies pétrolières Réseau organique des compagnies pétrolières (contrat) Réseau des grandes et moyennes surfaces Indépendants  Coût de la transformation (compatibilité E85) : cible entre € et € Changement ou traitement des cuves destinées à recevoir le E85 (obligation de double paroi) Tuyauteries adaptées (résistance à la corrosion) entre les cuves et les compteurs Modification des volucompteurs (compatibilité matériaux) Obligation à terme de récupération de vapeurs  Adaptation de la logistique amont (mise à niveau technique) début 2007 : 5 sur 73 compatibles E85 (dont Rouen Strasbourg & Fos)  (Source : groupe Prost)

29 Caractéristiques de l’éthanol
Essence Commentaires Masse moléculaire (g/mol) C (% poids) H (% poids) O (% poids) Masse volumique (kg/m3) Chaleur lat. de vap. (kJ/kg) Point d’ébullition (°C) PCI massique (kJ/kg) PCI volumique (kJ/l) RON MON 46,07 102,5 52,2 13,1 34,7 794 854 78,4 26 805 21 285 111 92 86,5 13,5 289 42 690 32 020 95 85 Valeurs comparables Indice élevé - résistance au cliquetis Présence de O2 pouvant favoriser la combustion – diminution émissions HC, CO mais contenu énergétique plus faible (consommation) & risques d’oxydation Valeur élevée (« cooling effect ») - amélioration de l’efficacité de remplissage mais risque de démarrage à froid Contenu énergétique plus faible (consommation) (Source : IFP)

30 Énergie litre essence éq. Écart de consommation en volume
Énergie et consommation volumique Comparaison essence - éthanol Carburant Masse volumique (kg/m3) Énergie (kWh/litre) Essence 750 8,9 Énergie litre essence éq. Écart de consommation en volume 1,00 1,000 E05 8,7 0,983 1,017 E10 8,6 0,973 1,027 E25 760 7,8 0,883 1,130 E85 790 6,3 0,72 1,400 Éthanol 5,9 0,67 1,500 (Source :CCFA)

31 Problème démarrage à -15°C
Influence du bioéthanol sur la volatilité Taux d’éthanol dans l’essence (%) Winter “E85 Sweden” TV hiver (France) TV été (France) TV Essence seule 10 20 40 50 60 70 80 90 100 30 Impact 85 % éthanol sur TV E85 Taux de volatilité (kPa) Ethanol (kPa) Problème démarrage à -15°C (Source : SAE Paper )

32 Influence du bioéthanol sur la volatilité
Exemple : Clio moteur 1,6 l Brésil Réservoir additionnel (E22) destiné à permettre les démarrages

33 Influence du bioéthanol sur la volatilité
Exemple : implantation canne chauffante sur le circuit d’eau Tuyau retour aérotherme actuel (rouge) Nouveau parcours tuyau pour adaptation canne chauffante Canne chauffante

34 Proposition normalisation E85 France
Teneur en éthanol Superéthanol E85 Proposition France E85 CEN W. A. E85 Spécifications US Classe 3 2 1 Moyenne SUEDE – nov. 2005 Été Hiver 85 Été 80 Inter- saison Teneur en éthanol (+ autres alcools) - %v 75 Hiver 70 65

35 Impact CO2 Comparaison des émissions « Well to Wheels »
(véhicule essence type M1 Euro 4 sur cycle NEDC) 200 - 44,8 % - 38,1 % g/km CO2 eq. - 4,3 % 150 164 156,7 140 137,5 - 46,5 137 100 101,5 90,5 139,7 50 24 - 36 17 - 50 Essence « Euro S < 10 ppm » Bioéthanol E10 Bioéthanol E85 Bioéthanol E100 - 100 Bioéthanol Europe à base de blé ou de betterave Émissions du puits au réservoir Émissions du réservoir à roue Émissions globales du puits à la roue (source note PR 83/2006/64240 du 31/07/2006

36 Pompe et circuit à carburant
Impact E85 sur la conception véhicule Moteur Jupes de piston, pistons et segments renforcés Modification matériaux soupapes et sièges de soupape Système d’injection Impact sur dessin et matériaux injecteurs (débit) Nouvelle calibration & Nouveaux réglages sonde lambda Bougies Compatibilité matériaux y compris polymères Réservoir à carburant Compatibilité matériaux y compris polymères Pompe et circuit à carburant Compatibilité matériaux y compris polymères Pot d’échappement Compatibilité matériaux Compatibilité avec des taux de vapeur élevés Pot catalytique Impact définition technique Filtre à carburant Compatibilité matériaux y compris polymères Modification caractéristiques matériau filtrant Démarrage Système d’aide au démarrage à froid (Scandinavie)

37 Engagement qualité et prestations technologiques
Objectifs RENAULT RENAULT CONTRAT 2009 Engagement qualité et prestations technologiques 50 % des véhicules à moteurs essence proposés à la vente en Europe en 2009 pourront fonctionner avec un mélange d’essence et d’éthanol.  Tous les moteurs diesel de la gamme seront à la même date capables de fonctionner avec un taux de 30 % de diester (*).  (*) Le diester est un carburant obtenu à partir d’huile végétale ou animale « C. Ghosn - février 06 »

38 Objectifs RENAULT MAIS RENAULT CONTRAT 2009 C’est aussi : Être parmi les trois meilleurs constructeurs mondiaux en émissions de CO2 Commercialiser 1 million de véhicules en 2008 à moins de 140 g de CO2/km dont un tiers à moins de 120 g de CO2/km

39 Position de RENAULT Le marché : de plus en plus de clients sensibilisés au problèmes d’environnement. Les biocarburants apportent une contribution à la problématique de réduction de CO2. Les marchés de biocarburants se développent. Des technologies abordables techniquement et économiquement peuvent être mises en œuvre sur le court terme Le développement de véhicules compatibles avec les biocarburants est incontournable