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  • Cinquième partie. Les énergies renouvela...
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  • 31. Carbone renouvelable et durabilité
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    Plan

    Plan détaillé Texte intégral Les impacts environnementaux des bioénergies Impacts économiques et sociaux Alimentation, énergie et climat, un nœud gordien Bibliographie Auteurs

    L'énergie à découvert

    Ce livre est recensé par

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    Table des matières

    31. Carbone renouvelable et durabilité

    Paul Colonna et Benoît Gabrielle

    p. 194-195

    Texte intégral Les impacts environnementaux des bioénergies Impacts économiques et sociaux Alimentation, énergie et climat, un nœud gordien Bibliographie Références bibliographiques Auteurs

    Texte intégral

    1La bio-économie, récemment avancée dans le monde occidental comme levier majeur de développement, est à la convergence de deux dynamiques : la substitution partielle des hydrocarbures fossiles par des ressources biologiques et les changements de stratégie technologique apportés par les biotechnologies* vertes et blanches.

    2L’efficacité énergétique des bioénergies repose sur la conjugaison des rendements de transformation de l’énergie solaire en biomasse et de la conversion de la biomasse en énergie finale. La nature des molécules produites, avec des PCI* (Pouvoir Calorifique Inférieur) allant de 16-10 MJ/kg (biomasse énergie), 34-36 (biocarburants) et 50 (méthane) à comparer aux 43 MJ/kg (carburants fossiles), et leurs conditions d’usages finaux sont une variable importante dans l’analyse d’opportunités de substitution.

    Les impacts environnementaux des bioénergies

    3Les bilans environnementaux et énergétiques des filières bioénergies sont dressés grâce à la méthode de l’analyse de cycle de vie (ACV*), qui intègre sur l’ensemble de la filière leurs conséquences environnementales occasionnées par leur mise en œuvre : consommation des ressources non renouvelables (comme le pétrole), réchauffement climatique, toxicité, modifications des équilibres écologiques.

    4De nombreuses études ACV ont été réalisées dans le monde pour comparer les bioénergies avec leurs équivalents fossiles. Leurs résultats varient fortement en fonction des hypothèses de calcul et des données utilisées, mais elles convergent sur le fait que les bioénergies permettent des économies d’énergie fossile et de gaz à effet de serre (GES*), plus marquées pour les usages chaleur et électricité que pour les carburants.

    5Les dommages locaux induits (pollution par les nitrates et les pesticides, équilibres écologiques) sont en général plus importants pour les bioénergies comparativement aux fossiles, mais le recours à la lignocellulose* (combinaison de cellulose* et de lignine*), une biomasse présente dans tous les végétaux, devrait permettre de réduire ces impacts en même temps que la pression exercée par les biocarburants actuels sur les denrées alimentaires. Cette pression provoque une nécessaire compensation ailleurs sur la planète, entraînant la mise en culture de nouvelles terres, pouvant par la suite occasionner des émissions supplémentaires de GES. Les impacts environnementaux d’une politique publique pour les bioénergies sont donc à considérer aussi à une échelle mondiale.

    Impacts économiques et sociaux

    6Le développement des biocarburants a été le fruit d’une volonté politique, essentiellement agricole au départ. Plus récemment, les engagements issus des négociations climatiques internationales et les mesures favorisant les énergies renouvelables et la souveraineté énergétique ont renforcé ces évolutions, au profit d’émissions de GES évitées, de création d’emplois et de développement local. Les bioénergies ont donc bénéficié de mesures d’accompagnement diverses (exonération de taxes, subvention à la production, obligation d’incorporation, tarif de rachat d’électricité), traduisant un important soutien financier des États dans les politiques pro-environnementales. Les procédés à base de déchets organiques ou de lignocellulose (dont les biocarburants de 2e et 3e générations, en cours de développement) présentent des bénéfices a priori encourageants et un coût de la matière première plus faible (figure).

    Alimentation, énergie et climat, un nœud gordien

    7Le niveau des bioénergies consommées aujourd’hui (50,3.1018 J/an) interdit d’imaginer le remplacement complet des énergies fossiles (442,8.1018 J/an) dans l’état actuel de l’art et des surfaces mises en œuvre. Cependant l’introduction même limitée de carbone biologique peut déséquilibrer les marchés agricoles et forestiers ainsi que l’usage des terres au profit des demandes les plus solvables du marché mondial, comme cela s’est vu pour les biocarburants. Actuellement, seules quelques matières premières agricoles rentrent en concurrence directe avec cette finalité : le maïs, le sucre et les huiles végétales. Les modèles économiques s’accordent sur une contribution des biocarburants aux éventuelles hausses des prix de ces matières premières, avec toutefois une incertitude importante. L’analyse coûts/bénéfices des politiques de soutien aux biocarburants mérite d’être approfondie pour éviter des conséquences désastreuses pour certaines régions du monde, ce qui devrait aller de pair avec une orientation vers des systèmes alimentaires plus durables. Un abandon des soutiens fiscaux aux biocarburants risque de favoriser les importations de matière brute ou transformée en provenance de pays aux coûts de production plus faibles (Brésil, Malaisie). Le respect de conditions de durabilité, traduit en certification de ces filières (en Europe et à l’extérieur de celle-ci), apparaît dès lors comme un enjeu majeur, dont les critères devront passer au mieux entre le Charybde du protectionnisme et le Scylla du laxisme environnemental, économique et social.

    Matière première

    Région

    Rendement (GJ/ha/an)

    Biocarburants

    Chaleur, électricité, cogénération

    Coproduits pour l’alimentation animale

    Coûts ($US2005/GJ)

    Colza

    Europe

    40-70

    Huiles et dérivés

    /

    Tourteaux

    7,2

    Maïs

    États- Unis

    72-79

    Éthanol et alcools supérieurs

    /

    Drêches

    10,9

    Canne à sucre

    Brésil

    116-149

    Éthanol et alcools supérieurs

    Bagasse

    /

    1,0 - 2,0

    Miscanthus

    Europe

    190-280

    Éthanol et alcools supérieurs

    Voie possible

    /

    4,8 - 16

    Panic érigé

    Amérique Nord

    103-150

    Éthanol et alcools supérieurs

    Voie possible

    /

    4,4

    Paille de blé

    Europe

    60

    Éthanol et alcools supérieurs

    /

    /

    1,9

    Résidus forestiers

    Europe

    2-15

    Éthanol et alcools supérieurs

    Voie possible

    /

    1 - 7,7

    Bois énergie

    Europe

    110

    /

    Voie principale

    Résidus forestiers

    3,4 - 13,6

    Micro- algues

    Italie

    1200-1600

    Huiles et dérivés

    /

    Tourteaux

    Sans pertinence à ce stade de développement

    Productivité par hectare et coûts de quelques cultures énergétiques. À partir de Chum et al., 2011

    8Les biocarburants de 2e et 3e générations feront appel à des fractions biochimiques inutilisables en alimentation humaine et à des déchets organiques actuellement non valorisés, en étendant les surfaces productives. L’usage de terres marginales (inutilisables à des finalités urbaines ou alimentaires) et l’extension des surfaces productives jusqu’à des terres immergées ou du moins des surfaces cultivables (pour les filières à base d’algues marines) offrent des perspectives de développement significatif. Une contribution des bioénergies à hauteur future de 100 à 300 EJ/an est avancée. Le couplage des systèmes alimentaires, chimiques et bioénergétiques est le Graal de tout avenir durable. L’interdisciplinarité jouera tout son rôle pour appréhender l’articulation entre le local, l’espace qui nous est le plus familier, et le global planétaire. Comment projeter les effets d’une technologie locale à un niveau régional, voire planétaire ? Comment symétriquement comprendre les déclinaisons d’une décision ou d’un phénomène planétaire sur les choix technologiques aux échelles inférieures, jusqu’au local ?

    Bibliographie

    Références bibliographiques

    • H. CHUM et al. – Bioenergy, In Edenhofer, IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation, Cambridge University Press, 2011.

    • P. COLONNA – Le carbone renouvelable dans les systèmes alimentaires, énergétiques et chimiques, Leçons inaugurales du Collège de France, 2012.

    Auteurs

    • Paul Colonna

      Agroalimentaire et bio-économie, Directeur de Recherche à l’INRA, Président du CPS du projet Futurol (Éthanol 2G), Paris.
      colonna@nantes.inra.fr

    • Benoît Gabrielle

      Bioénergie et évaluation environnementale, Professeur, Agro ParisTech, INRA, EGC, Thiverval-Grignon.
      benoit.gabrielle@agroparistech.fr

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    Référence numérique du chapitre

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    Colonna, P., & Gabrielle, B. (2013). 31. Carbone renouvelable et durabilité. In R. Mosseri & C. Jeandel (éds.), L’énergie à découvert. Paris: CNRS Éditions. https://doi.org/10.4000/books.editionscnrs.11094
    Colonna, Paul, et Benoît Gabrielle. « 31. Carbone renouvelable et durabilité ». In L’énergie à découvert, édité par Rémy Mosseri et Catherine Jeandel. Paris: CNRS Éditions, 2013. doi:10.4000/books.editionscnrs.11094.
    Colonna, Paul, et Benoît Gabrielle. « 31. Carbone renouvelable et durabilité ». L’énergie à découvert, édité par Rémy Mosseri et Catherine Jeandel, CNRS Éditions, 2013, https://doi.org/10.4000/books.editionscnrs.11094.

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    Mosseri, R., & Jeandel, C. (éds.). (2013). L’énergie à découvert. Paris: CNRS Éditions. https://doi.org/10.4000/books.editionscnrs.10893
    Mosseri, Rémy, et Catherine Jeandel, éd. L’énergie à découvert. Paris: CNRS Éditions, 2013. doi:10.4000/books.editionscnrs.10893.
    Mosseri, Rémy, et Catherine Jeandel, éditeurs. L’énergie à découvert. CNRS Éditions, 2013, https://doi.org/10.4000/books.editionscnrs.10893.
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