Les agrocarburants de première génération:une fausse piste de développement durable. Et les agrocarburants de seconde génération vont nous mettre sur la paille.
14 novembre 2011. LES AGROCARBURANTS DE PREMIERE GENERATION : UNE FAUSSE PISTE DE DEVELOPPEMENT DURABLE
ET LA SECONDE GENERATION VA NOUS METTRE SUR LA PAILLE.
Le GIEC (groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) a supprimé les agro carburants de première génération de la liste des énergies renouvelables (Rapport du Groupe III sur les énergies renouvelables Mai 2011). Du fait de la concurrence avec les besoins alimentaires, du gain faible sur les émissions de gaz à effet de serre, quand le bilan n’est pas négatif, du coût élevé pour les finances publiques de ces carburants, on considère aujourd’hui ces agro carburants comme une étape de transition, limitée à l’utilisation de jachères, en attendant la deuxième génération à partir de biomasse non alimentaire, bois ou résidus de bois, paille, tiges de maïs, etc…De nombreux procédés sont à l’étude et parfois au stade de démonstration. (157 projets dans le monde en 2011). Mais le coût pour les finances publiques risque fort de rester très élevé, malgré les hausses de prix du pétrole. Des progrès techniques majeurs doivent être réalisés pour rendre ces carburants économiquement acceptables, et la recherche devra être aidée par les Etats. Mais la biomasse, qui n’est pas disponible en quantités illimitées, serait sans doute mieux utilisée dans des unités de cogénération, produisant chaleur et électricité, dont les rendements énergétiques sont bien meilleurs. Cette application, et quelques autres, comme la chimie verte, risquent d’ailleurs de mobiliser la biomasse disponible, au détriment des biocarburants de seconde génération, qui devront alors être approvisionnés par des cultures dédiées. Ce qui ne manquera pas d’entrainer les mêmes polémiques que pour la première génération. Le bénéfice pour l’effet de serre étant sans doute bien meilleur avec la cogénération, que pour la production de biocarburants, l’objectif de 10% de biocarburants en 2020 en Europe est parfaitement incohérent, injustifié, et coûteux pour les finances publiques. Les Etats sont légitimes à fixer des objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Mais ils devraient éviter de fixer les moyens d’y parvenir !
Déforestation et changement d’affectation des sols sont responsables de près de 40% des excédents de gaz carbonique émis chaque année dans l’atmosphère, selon l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture.
La déforestation est pratiquée pour l’extension des zones d’élevage, par exemple en Amérique du Sud, ou pour l’extension de la culture du palmier à huile, en Asie du Sud-Est. L’expansion de la culture du palmier à huile en Malaisie, Indonésie ou au Nigéria, selon la banque Mondiale, (2010) a fait passer la surface cultivée de 7,8 millions d’hectares en 1990 à 14 millions en 2007, au détriment des forêts primaires, puits de carbone. Le Brésil transforme la moitié de ses cannes à sucre en éthanol (34% de la production mondiale). L’expansion des terres cultivées ou d’élevage, au détriment de la forêt amazonienne, a supprimé 100.000 hectares de forêts du Mato Grosso entre les seules années 2001 et 2004 ! (Banque Mondiale 2010).
Et tout cela parce que les Chefs d’Etat de l’Union Européenne ont décidé en Mars 2007 un objectif contraignant de 20% d’énergies renouvelables dans le mix énergétique de l’Union européenne pour 2020, avec un objectif d’incorporation de 10% d’agro carburants dans l’essence ou le gazole.
Les agro carburants représentaient 0,6% de la consommation de carburants en 2002, chiffre qui passe à 5,75% en 2010 (6,25% en France) (Directive 2003/30/CE), et il est prévu 10% en 2020, (Compté en énergie), (Directive 2009/28/CE). La France a avancé cette date à 2015. Le rapport « Agro carburants et Environnement » du 10 décembre 2008 du Ministère de l’Environnement et du Développement Durable, montre que l’objectif de 10% d’incorporation d’agro carburants n’est pas réalisable sans la mobilisation de nouvelles terres, avec toutes les nuisances qui accompagnent les cultures intensives, et sans le recours aux importations. Le même rapport alerte sur les risques pour la biodiversité : « L’utilisation des jachères pourrait ruiner les efforts très récents de conciliation des activités agricoles avec les politiques de protection de la biodiversité (espèces messicoles, végétalisation des haies et bordures de champs, zones d’habitat des oiseaux…) écrit Eric Vindimian, un des auteurs du rapport. Pour l’instant le bilan des agro carburants n’est pas très favorable à l’effet de serre, (sauf pour l’éthanol brésilien, si l’on veut bien oublier que le prix du sucre est passé de l’indice 116 en 2000 à 420 en Janvier 2011 selon le FAO Food Price Index, le travail de forçats des coupeurs de cannes, et les expropriations forcées). Une grande partie du bilan favorable de l’éthanol brésilien provient de l’utilisation des bagasses en cogénération de chaleur et d’électricité.
Le bilan des agro carburants de première génération pour l’effet de serre oublie en général les effets indirects, et comporte de nombreux facteurs d’incertitude.
Paul Crutzen, prix Nobel 1995, avait signalé en 2007, sur la base de mesures des quantités de protoxyde d’azote émises par les cultures de blé, maïs, tournesol ou colza , que certaines filières ont un potentiel d’effet de serre double de celui des carburants fossiles! (P.J.Crutzen et al. 2007). Le Joint Research Centre de l’Union Européenne (JRC) a réduit les estimations de Paul Crutzen, mais il reconnait que le calcul des émissions de protoxyde d’azote par les facteurs d’émission du GIEC, habituellement utilisées, sous estiment fortement ces émissions. Celles-ci dépendent de la nature des sols, en particulier de leur teneur en matières organiques, des quantités d’engrais utilisées, des conditions climatiques. Le protoxyde d’azote a un PRG (potentiel de réchauffement global) 298 fois plus élevé que le CO2. Et Paul Crutzen n’inclut pas dans ses calculs les effets du saccage des forêts primaires du globe, mais seulement les émissions de gaz à effet de serre des cultures et de leurs intrants.
Le rapport du Groupe III du GIEC (Groupe Intergouvernemental d’Experts sur l’Evolution du Climat), sur les énergies renouvelables, de Mai 2011, ne mentionne plus les agro carburants de première génération comme « énergie renouvelable » et écrit :« Certains systèmes bioénergétiques, notamment ceux qui impliquent de convertir des terres aux cultures destinées à la production d’énergie et de biomasse agricole, peuvent être à l’origine d’émissions de gaz à effet de serre bien supérieures à celles contre lesquelles ils sont censés lutter. »
La production d’éthanol pour les agro carburants à partir de betteraves, de maïs, ou de blé, se développe rapidement en Europe, alors que son bilan pour l’effet de serre peut être négatif, selon le JRC, et un article récent de la revue Science, (Fargione et al 2008). Cette production était de 0,446 milliard de litres en 2003 : elle est passée à 3,7 milliards de litres en 2009. La France est le premier producteur de l’Union Européenne avec 1,7 milliards de litres en 2009. En 2007, 47% de la production européenne d’huiles végétales ont été transformés en biodiesel. (FAO 2008). Le JRC admet aujourd’hui que les émissions de gaz à effet de serre de ces productions peuvent être plus élevées que celles des combustibles fossiles qu’ils sont censés remplacer, sauf pour l’éthanol brésilien : « De nombreux agro carburants sont susceptibles de réduire les émissions de gaz à effet de serre dans des conditions optimales. Néanmoins, les seuls agro carburants qui atteignent cet objectif en incluant les effets indirects sont l’éthanol de canne à sucre du Brésil et les agro carburants de seconde génération ».
Des effets indirects sont liés en particulier au changement d’affectation des sols. (CASI)
Ces changements d’affectation des sols sont de deux types : directs : conversion d’une surface cultivée ou non à la production de biocarburants. C’est le cas au Brésil et en Malaisie. Indirects : la culture des agro carburants remplace une culture autrefois dédiée à l’alimentation. La culture alimentaire devra être pratiquée ailleurs. La FAO (2006) évalue à 1 milliard de tonnes de carbone par an les émissions nettes mondiales de gaz à effet de serre liées aux changements d’affectation du sol, qui s’ajoutent aux 1,5 à 2 milliards de tonnes émises par la déforestation. La mise en culture de sols forestiers ou de prairies, renforce en effet les concentrations atmosphériques en gaz à effet de serre.
Un sol de prairie stocke entre 2,5 et 3 fois plus de carbone qu’un sol cultivé. Changer l’affectation implique donc des émissions supplémentaires, qui sont estimées pour l’Europe aux deux tiers des gains directs liés au changement de carburant. Selon Fargione et al (2008), la conversion d’un hectare de forêt tropicale en culture de palmiers à huile en Malaisie ou en Indonésie entraine la libération de 600 tonnes de CO2 ! Le gain lié à l’usage de l’huile de palme en agro carburant est donc annulé pour de nombreuses années !
Difficile donc de comprendre le maintien de l’objectif de 10% d’agro carburants pour Europe en 2020. Et le volontarisme de la France qui avait fixé à 7% le taux d’incorporation de ces agro carburants en 2010, et 10% en 2015 ! Et tout cela pour « économiser » entre 1 ou 2 millions de tep (tonnes équivalent pétrole) sur les 92,8 millions de tonnes importées en 2009 ! L’OCDE (2008) écrit que « la politique de soutien des agro carburants au Canada, aux Etats Unis et en Europe réduira de 0,5 à 0,8% les émissions de gaz à effet de serre des transports en 2015 ». Les agro carburants de seconde génération utilisant des matières premières cellulosiques, ne seront pas en concurrence avec les besoins alimentaires, mais ils ne seront pas économiquement disponibles avant plusieurs années, car des progrès techniques majeurs doivent être réalisés pour y parvenir. Le récent plan d’action national en faveur des énergies renouvelables le reconnait implicitement car l’objectif de 10% en 2015 a été réduit à 7%, le complément étant assuré « par la mise en circulation de 450.000 véhicules électriques, 2 millions en 2020. »
Le Commissaire à l’Environnement de l’Union Européenne de 2004 à 2009 Stavros Dimas a déclaré en Janvier 2008 à la BBC : « lorsque l’Union Européenne a fixé la norme de 10%, d’ici à 2020, elle a sous-estimé le risque que ce développement représente pour les forêts tropicales et le risque de l’augmentation des prix de l’alimentation ». « Nous avons vu que les problèmes environnementaux provoqués par les biocarburants et aussi les problèmes sociaux sont plus importants que nous le croyions. Donc, nous devons être très prudents Déclaration qui montre que l’Union Européenne n’applique pas ses propres règles : la directive 2001/42/CE relative à l’évaluation des incidences de certains plans et programmes sur l’environnement. Selon cette directive, les projets de plans susceptibles d’avoir des incidences sur l’environnement doivent donner lieu à une évaluation environnementale. On notera aussi l’absence d’étude sur l’impact social et économique, qui fait pourtant partie aussi du développement durable.
Les décisions « écologiques » sont souvent prises sans étude préalable sérieuse : en République Fédérale d’Allemagne, la règlementation prévoyait l’utilisation de 10%, puis 20% d’éthanol dans l’essence en 2020. Mais certains moteurs allemands existants montrant des signes d’usure accélérée avec ce carburant, le texte est devenu inapplicable…Ces mélanges se révèlent plus corrosifs que l’essence classique et une usure prématurée est donc possible pour les organes de distribution du carburant à travers le moteurs comme les durites et les pompes à injection. Le coupable est probablement l’acide acétique. Les automobilistes allemands craignent aujourd’hui l’usure de leur moteur même avec 10% d’éthanol, et boudent ces agro carburants ! Cet épisode a donné l’occasion au Ministre allemand de l’Economie de reprocher à son collègue de l’Environnement « d’oublier les faits au nom de l’idéologie » !
Les effets secondaires des agro carburants : flambée des prix des denrées alimentaires, subventions à payer par le contribuable, perte de la biodiversité, pollution des monocultures intensives, spéculation sur les terres cultivables en Afrique, droits de l’homme bafoués au Brésil et en Asie pour les expropriations, augmentation des populations sous alimentées, et finalement bénéfice minime pour l’effet de serre !
La consommation de matières premières agricoles pour les agro carburants dans le monde participe, avec la spéculation, à l’inflation des prix des denrées alimentaires. C. Ford Runge et Benjamin Senauer, dans Foreign Affairs de Mai-Juin 2007, remarquent qu’il faut 225 kg de maïs pour remplir le réservoir d’un 4 x 4 américain (96 litres), de quoi nourrir un mexicain une année entière ! Les fermiers américains ont transformé en 2007, 85 millions de tonnes de maïs en éthanol, de quoi nourrir de nombreux mexicains ! Développement durable ? Les cultures pour la filière agro carburants sont directement en compétition avec les cultures vivrières : « Un modèle développé par l’INRA permet de calculer qu’il y aura compétition en France entre les cultures alimentaires et “énergétiques” dès 2006 et ce, avant même que toutes les surfaces de jachère soient réquisitionnées. En effet, la totalité de la surface de jachère ne peut être consacrée à la production de colza énergétique pour plusieurs raisons : le colza doit être utilisé en rotation, 30% des jachères sont inexploitables car en pente ou éloignées des exploitations, écrivait l’INRA en 2006. Comme les surfaces de terre disponibles en Europe sont loin de permettre la production requise, « 4,5 millions d’hectares de terres africaines sont sur le point d’être acquis par des investisseurs étrangers afin de produire les agro carburants destinés essentiellement au marché européen », indiquent les Amis de la Terre. A la tribune des Nations Unies le 17 Février 2011, le Ministre français de l’Agriculture Bruno Le Maire déplorait cette situation : « La terre est elle-même devenue un objet de spéculation. Nous assistons partout à travers la planète à des achats massifs de terres agricoles : 45 millions d’hectares de terres agricoles ont été achetés, selon la Banque mondiale, début 2010 dans le monde. 70% de ces terres agricoles ont été achetés en Afrique. Ces achats privent l’Afrique du développement autonome de son agriculture. » Ces achats de grandes surfaces de terres cultivables en Afrique, par des fonds souverains ou privés, indignent Jean Ziegler, l’ancien rapporteur spécial de l’ONU pour le droit à la nourriture, qui souligne leur incohérence avec le Programme Alimentaire Mondial des Nations Unies.
L’indice des prix des denrées alimentaires de L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO Food Price Index) est passé de 90 en 2000 à 200 en 2008. La crise financière de 2009 l’a fait descendre à 168 en Mars 2010, mais en Janvier 2011 il est à 231, et 225 en Septembre ! L’indice des prix des céréales a connu une plus grande inflation encore : 85 en 2000, 238 en 2008, 174 en 2009, 245 en Janvier 2011 ! Ces hausses ne peuvent que conduire à accroitre le nombre de populations sous alimentées, voire à des émeutes de la faim.
La Commission Européenne a affirmé en 2009 que des « critères sévères de développement durable » seront appliqués aux importations d’agro carburants. La Directive 2009-28 précise en effet que « les biocarburants ne doivent pas être produits à partir de matières premières issues de terres de grandes valeurs en termes de diversité biologique ou présentant un important stock de carbone. » Que des populations aient faim ne semble pas préoccuper la Commission. Et que des critères écologiques aient besoin d’être appliqués en dit long sur la (non) pertinence des décisions de 2007. Le rapport Ziegler des Nations Unies dénonce également les évictions forcées et autres violations des droits de l’homme qui accompagnent le développement des cultures d’agro carburants dans différentes parties du monde. Et pour l’Europe, le changement d’affectation du sol indirect (CASI) qui est lié aux importations, alourdit considérablement le bilan des émissions de gaz à effet de serre, et peut transformer un bilan positif en bilan négatif. L’Institut pour la Politique Européenne de l’Environnement (IEEP), estime dans un rapport de 2010, que pour mettre en œuvre les plans nationaux prévus par 23 pays membres, et répondre aux besoins en agro carburants de l’UE à l’horizon 2020, entre 4,1 et 6,9 millions d’hectares devront être convertis en terre cultivées. « Si le CASI est pris en compte à un niveau réaliste, les agro carburants supplémentaires qui entreront sur le marché de l’Union Européenne auront un impact de 81% à 167 % plus néfaste pour le climat que les combustibles fossiles qu’ils sont censés remplacer “, écrit ce rapport.
L’Union Européenne s’interrogeait en 2010 sur la nécessité de prendre en compte ou non le CASI dans les évaluations ! On peut le comprendre, cela risque d’entrainer des révisions déchirantes ! Un rapport que la Commission a commandé à l’IFPRI (Institut International de recherche sur les politiques alimentaires), confirme le rôle important du CASI dans le bilan pour l’effet de serre. Le rapport calcule que le changement d’affectation des sols direct ou indirect annule plus des deux-tiers des gains liés aux émissions directes, et que l’objectif de 10% n’est pas « durable ». Le rapport estime qu’un objectif de 5,6% pourrait être durable, le complément à 10% pouvant être de seconde génération. Mais ces filières seront-elles prêtes ? Et à quel prix ? Dans le même temps, la FAO et l’OCDE, demandent fermement aux Etats Unis et à l’Europe de mettre fin à leurs politiques de subvention aux agro carburants de première génération…
Pour tenter d’évaluer l’impact réel des agro carburants, l’ADEME a demandé en 2008 à différentes instances d’établir « un référentiel méthodologique pour la réalisation d’analyse de cycle de vie appliquée aux biocarburants. » Mais qui semble bien limité aux productions françaises. Un premier rapport a été publié le 8 Octobre 2009, mais retiré dès Novembre sous le flot des critiques : des erreurs de méthodologie et de calculs, ont été relevées. Le rapport concluait à un bilan positif des agro carburants utilisés en France, mais les émissions de protoxyde d’azote liées aux cultures sont celles des premiers rapports du GIEC, mises en doute par Paul Crutzen et le Joint Research Centre de l’Union Européenne, qui les considèrent très sous estimées. Il y a dans les études de ce type au moins deux sources majeures d’incertitude : l’estimation de l’émission de protoxyde d’azote (N2O) par les sols, avec une fourchette d’incertitude de 1 à 5, le taux de matières organiques des sols semblant jouer un rôle important, ce qui complique sérieusement l’exercice. La deuxième source d’incertitude vient de l’estimation des émissions de gaz à effet de serre liées au changement indirect d’affectation des sols (CASI), dont l’impact est aussi très grand. On peut ajouter une troisième source de distorsion des bilans : le poids des affectations de gaz à effet de serre aux sous-produits de la production : les produits d’alimentation animale comme les tourteaux de colza, de soja, les drèches de blé ou de maïs. Et bien sûr, les impacts sur les prix alimentaires et les atteintes aux droits de l’homme ne sont pas pris en compte. « La réponse apportée par l’étude est incomplète, car certains impacts identifiés dans les recommandations du Grenelle de l’Environnement, comme l’utilisation de l’eau, la disponibilité des terres fertiles et le prix des produits agricoles, n’ont pas été étudiés ». (F.Flénet, 2010)
L’Article 21 de la loi Grenelle 2 devrait faire disparaitre une grande partie des agro carburants de première génération, s’il était appliqué. Il est en effet prévu un gain minimum de 35% sur les émissions de gaz à effet de serre, (50% en 2017), des effets acceptables pour la ressource en eau, les sols, et la biodiversité. Mais il est facile d’arranger le bilan, compte tenu de l’impact des effets indirects, de l’incertitude sur les émissions réelles de protoxyde d’azote des cultures, lesquelles dépendent de la nature des sols, et de la répartition assez arbitraire entre les agro carburants et les coproduits, comme les tourteaux de colza. Il est par contre beaucoup plus difficile de ne pas tenir compte des engagements pris vis à vis des filières de production, des investissements réalisés sous l’impulsion d’une réglementation récente et volontariste, et des subventions publiques accordées. Il existe actuellement 245 usines de biodiesel dans l’Union Européenne pour une capacité de 20 milliards de litres par an, (European Biodiesel Board), et 26 usines de bioéthanol d’une capacité de 4,2 milliards de litres par an. Trois usines produisent 17,4 millions de litres d’éthanol cellulosique par an, de seconde génération, en Scandinavie et en Espagne.
« Il importe de concevoir des politiques publiques coût-efficaces et cohérentes sur le long terme. », affirme le Rapport « Agro carburants et Environnement » La cohérence des lois Grenelle 1 et 2 à cet égard ne saute pas aux yeux ! Et le manque de cohérence des Directives Communautaires est encore plus évident. Ce n’est pas nouveau : faut- il rappeler que la Communauté Européenne imposa la date d’arrêt des fabrications européennes de CFC (chlorofluorocarbures) en 1994, avec un an d’avance sur les Etats Unis, le plus gros producteur et consommateur, et sur les dispositions du Protocole de Montréal. Le résultat fut désastreux : l’Europe, qui avait arrêté ses installations de production, fut contrainte d’importer 25.000 tonnes de CFC en 1995 ! Beau succès pour l’environnement et l’emploi ! Et comme les substituts indispensables n’étaient pas tous disponibles, un marché parallèle des CFC s’est constitué. L’Organisation Météorologique Mondiale (ONU) estimait encore en 2006 qu’il existait un marché occulte mondial de CFC de 20.000 tonnes par an. La gestion de l’arrêt de la fabrication des CFC par la Commission Européenne en 1994 fut un beau gâchis, et sans émouvoir personne. Citons à nouveau le Commissaire à l’Environnement Stavros Dimas : « lorsque l’Union Européenne a fixé la norme de 10% d’agro carburants d’ici à 2020, elle a sous-estimé le risque que ce développement représente pour les forêts tropicales et le risque de l’augmentation des prix de l’alimentation ». L’Union Européenne sous-estime beaucoup, dans son souci d’apparaitre le modèle écologique de la planète ! Et tire souvent une balle dans le pied de ses entrepreneurs, de ses citoyens, et de ses services publics ! Prendre des décisions contraignantes avant d’en connaitre les effets et les coûts est un exercice habituel de l’Union Européenne.
Le bilan des agro carburants
Les agro carburants sont produits à partir de biomasse. On a vu que la première génération est directement en concurrence avec les besoins alimentaires, et que, sauf pour quelques exceptions, le bilan pour l’effet de serre est médiocre. La filière est en outre sensible aux variations spéculatives des prix de leurs matières premières. On a vu aussi que le récent rapport commandé par la Commission Européenne à l’IFPRI (Institut International de recherche sur les politiques alimentaires), confirme le rôle important du CASI dans le bilan pour l’effet de serre, et en déduit que l’objectif de 10% de « bio » dans les carburants en Europe n’est pas « durable ».…Le Programme des Nations Unies pour l’Environnement, dans son rapport « Evaluation des biocarburants », écrivait en Aout 2009 : « Lorsque l’atténuation des changements climatiques est le moteur des soutiens apportés aux biocarburants, ceux-ci n’offrent actuellement qu’un potentiel relativement minime et les coûts semblent disproportionnés. Selon l’OCDE, les subventions versées aux Etats Unis, au Canada, et dans l’Union Européenne représentent entre 960 et 1700 dollars par tonne de gaz carbonique équivalent évitée. ». Et ceci dans le meilleur des cas, car l’impact peut aussi être négatif ! Un rapport d’information de la commission des finances de l’Assemblée Nationale (2011) « dénonce la défiscalisation coûteuse et largement inutile dont a bénéficié la filière biocarburant depuis 2002. ». Ce même rapport, estime à 3,8 milliards d’euros le soutien de l’Etat à cette production entre 2002 et 2011
L’association EDEN (2006) a calculé que le coût de la tonne de CO2 évitée était dans le meilleur des cas de 162 euros pour le diester ex colza, de 421 euros pour l’éthanol de blé, de 618 euros pour l’éthanol de betteraves, de 821 euros pour l’éthanol de maïs.
Faut-il produire des biocarburants à partir de la biomasse ?
Les carburants représentent en France l’équivalent de 50,2 millions de tonnes d’équivalent pétrole par an, sur un total d’énergie primaire consommée de 273,6 millions de Tep, soit 18,3%. (Commissariat Général au Développement Durable. Chiffres clés de l’énergie. 2009). La part des transports dans les émissions de gaz à effet de serre est en France de 26%. La production d’énergie ne représente que 12%, du fait de
l’importance de la production d’électricité d’origine nucléaire. Pour l’Europe des 25, c’est bien la production d’énergie qui contribue le plus à l’émission de CO2, avec 31%, les transports étant le second contributeur avec 19% (Chiffres EUROSTAT et CITEPA 2006). Diminuer les émissions de CO2 de la production d’électricité devrait donc être prioritaire. A commencer par le remplacement du charbon (0,87 tonne de CO2 par MWh produit, contre 0,36 pour le gaz, 0,05 pour le nucléaire. AIE 2005)
La biomasse disponible en Europe n’est pas en quantités illimitées : or, l’utilisation de la biomasse pour générer de la chaleur ou de l’électricité, et de préférence les deux à la fois, grâce à la cogénération, est beaucoup plus efficace du point de vue énergétique, que la conversion en carburants, et certainement beaucoup moins coûteuse, pour un plus grand bénéfice pour l’effet de serre, par rapport à des productions utilisant des énergies fossiles, et en particulier le charbon et le fioul. Le professeur Elliott Campbell, de l’Université de Californie, a comparé l’utilisation de la biomasse pour la production d’électricité et la production de bioéthanol. L’étude montre, que pour un hectare cultivé en plante lignocellulosique, l’utilisation en voiture électrique de l’énergie produite, permet de parcourir 81% de distance supplémentaire et émet 108% de gaz à effet de serre en moins que l’utilisation en bioéthanol. (E.Campbell et al 2009)
L’objectif de 10% d’agro carburants dans l’essence ou le gazole n’est donc pertinent, ni du point de vue de la réduction des émissions de gaz à effet de serre, ni du point de vue de l’efficacité énergétique, ni pour les finances publiques. Le département énergie des Etats Unis, DoE, indique que l’éthanol cellulosique est plus coûteux que l’éthanol obtenu à partir de maïs, alors que cette dernière fabrication nécessite d’importantes subventions même avec un pétrole brut à 100 dollars le baril. En 2008, plusieurs producteurs de bioéthanol ont fait faillite aux Etats Unis, ou se sont mis sous la protection de l’Article 11, probablement dans l’incapacité de rembourser leurs dettes !
On peut donc s’interroger sur le coût d’un carburant obtenu à partir de biomasse : la taille économique d’une installation de gazéification de biomasse en gaz de synthèse, CO + H2, suivie d’un procédé Fischer Tropsch amélioré, pourrait nécessiter 20.000 tonnes par jour de biomasse sèche, pour produire 4000 tonnes par jour d’hydrocarbures, soit 1,2 millions de tonnes/an. Le rayon d’approvisionnement des 20.000 t/j de déchets cellulosiques secs sera sans doute important, induisant des frais de transport, et la consommation d’une partie des avantages attendus en termes d’émission de CO2. Ce type de matière première est dispersée, parfois peu accessible, et représente des coûts élevés de collecte, de stockage, et de transport. Pour les éviter, on prévoit des unités locales de pyrolyse ou de torréfaction, produisant de l’huile de pyrolyse ou des granulés, qui facilitent en outre l’introduction de cette matière première dans les réacteurs de gazéification en général sous pression. Certaines recherches se proposent d’ailleurs de transformer ces huiles de pyrolyse en carburants par hydrogénation et hydrocraquage catalytique.
Les procédés utilisant la pyrolyse pour convertir la biomasse en liquides risquent de produire des dioxines, comme les incinérateurs d’ordures ménagères. La protection de l’environnement devra en tenir compte, et ces installations ne seront pas « low cost » !
Le plan national évoque les émissions de « poussières », mais n’explicite pas trop ce que ces poussières contiennent, hydrocarbures aromatiques polycycliques, dioxines et furanes.
L’Afrique du Sud a expérimenté à grande échelle, 4,5 millions de tonnes de carburants et produits chimiques en 1983, cette production à partir de charbon à Sasolburg. « Rien ici n’est bon marché » expliquait l’exploitant au visiteur dans les années 1980 ! L’usine est aujourd’hui convertie au gaz. Plusieurs procédés utilisant la biomasse ont atteint un stade préindustriel. La difficulté principale est la sensibilité des catalyseurs Fischer Tropsch aux nombreuses impuretés présentes dans le gaz de synthèse. L’étape de purification est importante.
Les unités de démonstration définiront le prix du baril de pétrole permettant une exploitation rentable de ces filières, prix sans doute très supérieur au prix actuel. Mais si les agro carburants de première génération sont sensibles aux prix spéculatifs de leur matière première, la seconde génération sera aussi sensible au prix de la biomasse, car elle sera en concurrence avec la cogénération.
Car la combustion de la biomasse en petites unités de cogénération de chaleur et d’électricité représente une solution beaucoup plus efficace du point de vue énergétique, écologique, et économique ! Mais elle produit de l’électricité et de la chaleur et non des carburants ! Et le prix de la biomasse risque d’augmenter plus vite que celui de l’électricité, ce qui constitue un frein au développement de cette technique.
Elle est encouragée en France par un prix attractif de reprise des kWh produits. Les villes d’Angers, de Lens, de Limoges, d’Orléans, de Rennes, de Tours, de Strasbourg, ont décidé d’équiper leurs réseaux de chauffage urbain en cogénération à partir de biomasse. Production totale de 57 MW électriques, 82500 logements chauffés, et une consommation de 570.000 tonnes/an de plaquettes forestières. (Source : Dalkia)
Pour mémoire, la consommation française de bois énergie était de 9,1 millions de tep en 2010, soit 35,4 millions de tonnes de bois, principalement pour le chauffage individuel. Le dernier inventaire réalisé pour l’ADEME fait état d’une disponibilité supplémentaire de 2,8 millions de tep, soit 10,89 millions de tonnes de bois, « économiquement accessible ».
Le plan français « cogénération » se propose de promouvoir une puissance installée de 1000 MW d’ici 2020.
La deuxième filière dite « biologique », se propose de transformer la cellulose en sucre par réaction enzymatique. Mais la biomasse ne contient pas que de la cellulose : les résineux en contiennent 40 à 44%, la paille de blé entre 30 et 50%. La recherche d’enzymes susceptibles de transformer aussi l’hémicellulose, (26% dans les résineux), est très active, et les résultats importants pour l’économie du procédé. Le troisième composant, la lignine, a vocation de fournir de l’énergie au procédé. Le coût élevé des enzymes pose problème, ainsi que leur productivité.. Il faut aussi apprendre à transformer les sucres en C5, issus de l’hémicellulose, en alcool. (la cellulose fournit des sucres en C6, comparables à ceux de l’amidon). Beaucoup de progrès majeurs restent donc à réaliser L’avantage de cette filière est qu’elle peut utiliser les unités existantes d’agro éthanol pour transformer les jus sucrés en alcool. Et sans doute une taille économique plus faible que la filière gazéification. Une unité canadienne industrielle se vante de transformer le maïs entier, grains et tiges, en bioéthanol. Le gisement de résidus agricoles, pailles et tiges, est le premier visé. Mais on s’éloigne alors de l’agriculture biologique et même raisonnée, pour lesquelles les engrais verts sont indispensables ! On oublie que la biomasse apporte aux terres cultivées, non seulement des engrais, mais aussi de la matière carbonée organique qui assure la fertilité des sols.
Le plan d’action pour la biomasse de l’Union Européenne (2005) prévoyait que la biomasse soit prioritaire dans trois secteurs ; la production de chaleur, d’électricité, et les transports. (COM 2005 628). Mais l’Union Européenne a défini des objectifs contraignants en termes de quantités de biocarburants à produire, avant de connaitre les quantités disponibles de biomasse, dont les inventaires sont récents et approximatifs.
On peut ainsi prédire une pénurie de biomasse : en 2004, l’Europe a consommé 270 millions de tonnes de carburants, (108000 t d’essence et 162000 tonnes de gazole)
Pour produire le dixième, soit 27 millions de tonnes, il faut approximativement entre 135 et 180 millions de tonnes de biomasse sèche. La biomasse humide agricole a vocation à produire du biogaz, qui produit aussi des engrais, le « digestat », à fort contenu d’azote. On a vu que les disponibilités en France étaient au maximum de 11 millions de tonnes de déchets de bois, auxquels on peut ajouter quelques déchets agricoles. Ce constat amène les promoteurs des biocarburants à envisager des cultures dédiées. Des végétaux à pousse rapide : on reparle évidemment du jatropha en Afrique ou du miscanthus, ou herbe à éléphant, déjà cultivé en Europe et même en France ! De taillis à révolution rapide. (saules, eucalyptus,). Le génie génétique est aussi mis à contribution pour améliorer les rendements. Avec ces cultures, on peut s’attendre aux mêmes polémiques que pour les agro carburants de première génération.
On évoque aussi les huiles d’algues :
Elles sont théoriquement intéressantes car elles consomment 1,8 tonne de CO2 par tonne de biomasse produite. Mais la productivité est faible, l’énergie nécessaire à la production importante, et le coût de cette huile intéressera davantage les pharmaciens et les producteurs de cosmétiques que l’aviation pour son kérosène, malgré le « greenwashing » des avionneurs, qui font voler un avion avec ce produit à plus de 30 euros le litre ! Les algues permettront peut-être un jour la séquestration du gaz carbonique, avec production de biomasse…mais cette filière ne sera pas économique en biocarburants avant longtemps !
Il y a sans doute beaucoup d’autres moyens pour réduire les émissions de CO2 des transports routiers.
D’abord en favorisant des modes de transport moins émetteurs : le ferroviaire et le fluvial. “Le fret est le parent pauvre du ferroviaire en France”, déclare le Conseil Général de l’Environnement et du Développement Durable. Entre 2000 et 2008, le nombre de tonnes kilomètres transportées en France par le rail a diminué de 30% (57,7 à 40,6 Gt km). Dans le même temps, le trafic allemand s’est accru de 57%! (70 à 110 Gt km)
Même si le poste transport est important pour les émissions de gaz à effet de serre, la taille n’est pas un critère, seul l’analyse coût bénéfice est pertinente. La conférence européenne des ministres des transports estime que « Les mesures adoptées pour le secteur sont chères par tonne de CO2 évitée, dépassant les 100 euros la tonne. Des solutions moins coûteuses existent et n’ont pas été mises en œuvre jusqu’à présent. » (ECME 2007).
Les constructeurs ont fait des progrès dans la consommation de carburant de leurs véhicules : elle a baissé de 46% entre 1975 et 2010. Ce résultat est méritoire car le poids des véhicules a plutôt augmenté pour des considérations de sécurité et de confort.
Les émissions de CO2 sont ainsi passées de 190 g/km à 170 entre 1995 et 2004 pour les véhicules à essence, et de 177 à 150 dans la même période pour les véhicules diesel. De nouveaux progrès sont possibles, mais ils seront sans doute plus coûteux. Depuis peu, la diminution du poids a repris, par utilisation plus large d’alliages légers, de plastiques techniques plus robustes, et de progrès dans la résistance des tôles d’acier, permettant des diminutions d’épaisseur. Les véhicules hybrides permettent des économies sensibles en ville, jusqu’à 30%. « Contrairement aux idées reçues, des gains énergétiques très importants sont attendus sur les moteurs thermiques classiques » selon Jean Delsey, de l’INRETS, institut National de Recherche sur les transports et leur Sécurité. L’injection directe de carburant dans la chambre de combustion est une des pistes explorées. (La Recherche n°452 Mai 2011). La mise en circulation de véhicules hybrides ou tout électrique est une des mesures du plan français qui prévoit 2 millions de véhicules électriques en 2020. Le faible contenu en CO2 de l’électricité en France permet un gain important pour les émissions de gaz carbonique. Mais cette situation n’est pas générale en Europe, en particulier dans les pays utilisant de nombreuses centrales à charbon.
L’impact sur la santé
Les agro carburants ne réduisent pas les nuisances des véhicules pour la santé : pour les moteurs à essence, la diminution des émissions de benzène ne permet pas la suppression des catalyseurs, alors que l’éthanol produit plus d’acétaldéhyde, précurseur d’ozone troposphérique. Les agro carburants produisent aussi plus d’oxydes d’azote : l’US EPA (2002) indique que cette augmentation est de 2% pour les mélanges à 20% de biodiesel et de 50% pour du biodiesel pur. La formation de fines particules ne serait réduite que de 10,1%, ce qui rend les filtres à particules toujours nécessaires. Mais ce bénéfice disparait avec le temps, à cause d’une plus grande usure du moteur. (AFSSET. 2007). Selon des chercheurs finlandais, ces fines particules seraient beaucoup plus fines, ce qui les rend plus dangereuses.
Les biocarburants, une niche fiscale coûteuse et inefficace
La loi de Finances 2009 prévoyait une réduction des baisses appliquées à la TIPP (Taxe Intérieure sur les Produits Pétroliers), pour les agro carburants : les esters méthyliques d’huile végétale incorporés dans le gazole bénéficiaient en 2008 d’une réduction de la TIPP de 0,22 euro par litre. Cette réduction devait passer à 0,135 euro en 2009, à 0,10 euro en 2010, 0,06 en 2011, et être supprimée en 2012. Côté essence, aux mêmes dates, pour les alcools éthyliques incorporés aux supers, la réduction de TIPP devait être de 0,27 euro en 2008, 0,17 en 2009, puis 0,15, 0,11 et nulle en 2012. Mais les députés ont bataillé à chaque budget pour maintenir ces subventions, qui, finalement, n’ont pas été réduites comme prévu en 2009, mais beaucoup moins, et contre l’avis du gouvernement. L’Etat justifiait ces décisions par la hausse du prix du pétrole, qui est réelle, et non par le bilan contesté et contestable des agro carburants. Car la Loi d’orientation agricole du 5 janvier 2006 prévoyait encore une extension des surfaces de cultures d’agro carburants, avec l’aide de l’Etat. L’aide aux cultures « énergétiques » était de 45 euros par hectare et le Commissariat général au Développement Durable estimait à 400000 hectares la surface concernée pour les campagnes 2006-2007. S’ajoute à ces « aides » des subventions directes et importantes pour la construction des unités de production dont 11 usines étaient encore en projet en 2008 ! On a vu qu’un rapport d’information de la commission des finances de l’Assemblée Nationale de 2011 « dénonce la défiscalisation coûteuse et largement inutile dont a bénéficié la filière biocarburant depuis 2002. ». Ce même rapport, estime à 3,8 milliards d’euros le soutien de l’Etat à cette production entre 2002 et 2011. Malgré la réduction opérée par la loi de finances 2009, ce coût pour l’Etat est encore de 480 millions pour 2011. (La France Agricole.fr 2010). Et députés et sénateurs demandent le maintien pour 2012 et 2013, pour tenir compte, disent-ils, de l’envolée des prix des matières premières, que le programme a lui-même provoquée ! Est-ce raisonnable alors que l’Etat doit réduire son budget ?
Enfin, comble de l’ironie, des pénalités sont payées par les distributeurs de carburants qui n’atteignent pas les objectifs d’incorporation prévus, au titre de la Taxe Générale sur les Activités Polluantes (TGAP), et ce, malgré le bilan faible et incertain pour l’effet de serre de la plupart des agro carburants. Ces pénalités ont été de 19,75 millions d’euros en 2007 pour l’essence, et 5,26 millions pour le gazole. Payer pour une pollution évitée, on n’arrête pas le progrès !
Le Ministère de l’Economie et des Finances a publié en Juin 2011 une étude dans laquelle on peut lire :
« La filière biocarburants est vivement critiquée pour 3 raisons : d’abord, la politique de soutien aux biocarburants de première génération est une politique coûteuse pour les ressources de l’Etat. Les défiscalisations accordées aux biocarburants sont importantes pour des retombées en termes d’emploi incertaines. Le bilan environnemental en termes de réduction d’émissions par rapport à l’équivalent fossile sur l’ensemble du cycle de vie des biocarburants reste incertain et sujet à controverse… »
Références
AFSSET (2007) Effet des substituts du diesel d’origine végétale sur les émissions des véhicules routiers.
Campbell E. et al (2009) Greater transportation energy and greenhouse gas offsets from bioelectricity than from bioéthanol. Science, vol 324, n°5930, 1055-1057
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Le Maire B. (2011) 17 février 2011 - Assemblée générale des Nations Unies - Priorités de la présidence française du G20 en matière agricole - Intervention de M. Bruno Le Maire, ministre de l’Agriculture, de l’Alimentation, de la Pêche, de la Ruralité et de l’Aménagement du territoire
Loi du 3 Aout 2009, 2009-967, de programmation de la mise en œuvre du Grenelle de l’Environnement, dite Grenelle I
Loi du 12 juillet 2010, 2010/788, portant “Engagement National pour l’Environnement” dite Grenelle 2,
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