Introduction: un phénomène mondial Biocarburants de 1ère génération et équivalents

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2ème rendez-vous Climat – Paris – 11 janvier 2007

Le potentiel des biocarburantsde 1ére et 2ème génération

Jean-François Gruson - Stéphane HisDirection des Études Économiques

Institut Français du Pétrole

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1. Introduction: un phénomène mondial

2. Biocarburants de 1ère génération et équivalents

• Un enjeu: les potentiels de production

• Un défi: l'économie de biocarburants

• Un crédit: les bilans environnementaux...

3. Les nouvelles filières : générations 2

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2,9%1,1%

1,5%

38,7%

58,5%

0,3%

Essence

Gazole

Biocarb.

GPL

GNV

Introduction du Contexte énergétique Les carburants alternatifs aujourd’hui

Consommation mondiale d'énergie dans le secteur des transports en 2005

1,6 GTEP44 MTEP Les enjeux du secteur des transports

• Réduire la dépendance énergétique vis à vis du pétrole

• Réduire la pollution globale : gaz à effet de serre (CO2, etc)

• Réduire la pollution locale due à l’automobile : CO, HC, NOx, fines particules, O3

… Dans des conditions économiques acceptables…

Les biocarburants, une solution répondant à ces enjeux

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46%

14%

11%

17%

7%2% 3%10%

36%

37%

15%2%

Am. sud (Brésil)

Am. Nord (Etats-Unis)

Asie

Production mondiale d'éthanol en 2005 : 37 Mt, 80% utilisés pour la

carburation

Production mondiale d'EMHV en 2005 ~ 4 Mt.

France

Allemagne

Italie

Autres EuropeEurope

Autres

Production mondiale de biocarburants

Etats-Unis

Brésil Autres

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Contexte réglementaire

Dernières évolutions : Biomass Action Plan lancé en 2006

• Révision de la Directive sur les objectifs nationaux à atteindre

• Rendre la directive obligatoire et non plus indicative

• Ne prendre en compte que les biocarburants respectant un cahier des charges en terme de production

• Révision de la norme sur les EMHV pour élargir le spectre des ressources utilisables

• Maintenir la possibilité d'import de biocarburants notamment d'éthanol dans le cadre des accords OMC et autres en vigueur

• Autoriser les EMHA et les EEHV

• Favoriser l'usage de l'éthanol dans le diesel: sous quelle forme?

• Révision des spécifications Européennes sur les biocarburants

• Analyse de la situation éthanol/ETBE

Exemples de développement : l'Europe

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• Un historique ancien: début des années 80 avec le plan "carburol"

• Un développement modéré via l'ETBE et l'apparition de l'EMHV dans les années 90

•Une situation "spécifique" marquée par un fort taux de dieselisation du parc automobile: 32 Mt de gazole pour 10 Mt d'essence

•Une forte demande du monde agricole pour de nouveaux débouchés

•Un rapport de référence du groupe de travail sur les biocarburants (janvier 2006) dans le cadre de la CIVEPE

•Un plan national biocombustibles pour valoriser la biomasse au delà de l'agriculture classique

•l'E85 une voie complémentaire pour le rapport de la commission "Prost" (automne 2006)

•Une fiscalité des carburants incitative renforcée par le mécanisme de la TGAP

Exemples de développement : La France

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Biocarburants de 1ère génération

EMHA

EEHV

Next BtL

EMHV

Un volume limité et une concurrence avec le marché de l’alimentaire

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La biomasse "carburant" en EuropeUtilisations énergétiques de la biomasse

Sources: FAO, FAPRI, USDA

La spécificité européenne: une fortedemande sur le biodiesel

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• L'utilisation du surplus agricole: – peu coûteuse

– relativement simple à mettre en place

– forte concurrence du marché alimentaire extra-européen sur les produits agricoles mobilisés

Intérêts et Limites

• Le recours à l'importation:- offre de matière première facilement adaptable aux besoins

- peu d'intérêt à grande échelle pour les pays "agricoles"

- solution incontournable pour les "petits pays"

• L'utilisation du surplus ligno-cellulosique à plus long terme: – volumes disponibles importants, pas de surface supplémentaire

– concurrence des usages (électricité, bois énergie, biomatériaux etc.)

– difficultés d'approvisionnement

– procédés de conversion au stade R&D

Des solutions pour satisfaire la demande :

Surplus: 74 Mt de produits agricoles sur 8,2 Mha

dont 90% de surface de céréales

La biomasse "carburant" en Europe

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26,7% de la production de colza est dédiée au

biodiesel

Sources: FAO, ONIC

ONIC, 2005: Surfces de produits agricoles non alimentaires

Sources: FAO, IFN, ADEME

La biomasse "carburant" en Europe

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La biomasse "carburant" en France

La demande en biomasse pour répondre aux objectifs

2008 (5,75%) 2015 (10%)

Demande en carburants 42,4 Mtep 41,3 Mtep

Dont essence 9,5 Mtep 8 Mtep

Dont gasoil 32,9 Mtep 33,3 Mtep

Demande en biocarburants 2,4 Mtep 4,13 Mtep

Dont bioéthanol 0,54 Mtep 0,8 Mtep

Dont biodiesel 1,9 Mtep 3,33 Mtep

NB: Surface de jachère: 1,6 Mha

Sources: PEL, IFP

Demande en produits agricoles 10,6 Mt 17,1 Mt

Dont demande en Colza 5,3 Mt 9,4 Mt

Dont demande en Blé 1,87 Mt 2,3 Mt

Dont demande en Betterave 3,5 Mt 5,4 Mt

Demande en surface agricole* 1,94 Mha 3,1 Mha

Dont demande en surface de Colza 1,64 Mha 2,7 Mha

Dont demande en surface de Blé 0,25 Mha 0,31 Mha

Dont demande en surface de Betterave 0,05 Mha 0,08 Mha

*Sans prendre en compte les éventuels améliorations de rendement

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Utilisation du surplus agricole

Tonnage (Mtonnes) Surface (Mha)

Usages nonalimentaires*

Exportshors UE

TotalUsages nonalimentaires

*

Exports hors

UETotal

Céréales (blé, orge,maïs)

1,5 12,8 14,3 0,041 1,99 2

Oléagineux (colza,tournesol)

1,7 0,018 1,7 0,45 0,007 0,45

Betteraves sucrières 2,3 7 9,3 0,032 0,1 0,13

TOTAL 5,5 19,8 25,3 0,5 2,1 2,6

Surplus: 25,3 Mt de produits agricoles sur 2,6 Mha

dont 77% de surface de céréales


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Utilisation du surplus agricole

Surplus agricoleJachère

existanteTotal

Surfaces agricoles mobilisées

2,3 Mha 1,05 Mha* 3,35 Mha

Quantité de biomasse

Selon assolement actuel:24,3 Mt

1,7 Mt colza14,3 Mt blé

8,3 Mt betterave 12,4 Mt2,5 Mt colza1,9 Mt blé

7,8 Mt betterave

37,7 Mt

39,4 Mt

En réponse à la demande:

27 Mt5,8 Mt colza4,2 Mt blé

17 Mt betterave

Quantité max biocarburants

3,7 Mtep 1,7 Mtep 5,4 Mtep

Besoins 2008 Besoins 2015 Disponibilité max Écart

Colza 5,3 Mt 9,4 Mt 8,3 Mt - 1,1 Mt

Blé 1,87 Mt 2,3 Mt 6,1 Mt + 3,8 Mt

Betterave 3,5 Mt 5,4 Mt 24,8 Mt + 19,4 Mt

* Se

uls 7

0%

de

la su

rface

tota

le d

e ja

chè

re so

nt cu

ltivab

les (IN

RA

)

Besoins

1,94 Mha3,1 Mha

10,6 Mt17,1 Mt

2,4 Mtep4,13 Mtep


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effet investissement

L'éthanol

11 94

96

30

15

16

0

10

20

30

40

50

60

EU New big Fact. USA Brazil

Autres Energie & environnement Matières 1ére

50

30

20

Euro/Hl

L'économie des biocarburants

Mais 50 en 2006

Mais 35 en 2006

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Les EMHV

L'économie des biocarburants

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

août-9

0

août-9

1

août-9

2

août-9

3

août-9

4

août-9

5

août-9

6

août-9

7

août-9

8

août-9

9

août-0

0

août-0

1

août-0

2

août-0

3

août-0

4

août-0

5

août-0

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Evolution du prix du gazole

Evolution du prix de l'huile de colza

Évolution comparée du prix d' huile de colza et du gazole en Europe$/t

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Coûts comparés des principales filières biocarburants

ÉthanolEurope

0,4-0,6 €/l 0,3 $/l 0,35-0,65 €/l

19-29 €/GJ 10,5-20 €/GJ

0,23 $/l

11 $/GJ14 $/GJ

ÉthanolÉtats-unis

ÉthanolBrésil

EMHVEurope

Ordre de grandeur de prix des carburants pétroliers

Brut à 25 $/bl

Brut à 60 $/bl 0,2 $/l ou 6$/GJ0,48 $/l ou 15$/GJ

Sources : AIE/IFP

Comparaison internationalL'économie des biocarburants

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0

20

40

60

80

100

Essen

ce

Ethan

ol Blé

Ethan

ol Bet

tera

ve

ETBE Blé

ETBE Bet

tera

ve

Gazole

EMHV C

olza

EMHV T

ourn

esol

Bilan effet de serre des biocarburants

Résultats de l’étude ADEME/DIREM 2002

- 60%- 70%

Gr.

GE

S/M

JLes études du puit à la roue

Limites méthodologiques

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0

40

80

120

160

200

DISI 2

010

Gasoli

ne

DISI 2

010E

TOH WHEAT

DISI 2

010

ETOH SBEET

DISI 2

010

ETOH STRAW

DICI 2

010

Diesel

DICI 2

010

RME

DICI 2

010

SME

DICI 2

010

BtL W

OOD

Em

issi

ons

de

GE

SC

O2

eq.

/ K

mLes études du puit à la roue

Bilan effet de serre des biocarburants

Résultats de l’étude JRC/EUCAR/CONCAWE (Mai 06)

- 40%- 53%

- 78%

TTW WTT

Coûts de la tonne de CO2 évitées: de 100 à 300 €/t

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Les études du puit à la roueLimite méthodologique

180

140

100

98

47

39

-300 -200 -100 0 100 200 300

biogas / animal manures (1)

bioethanol / lignocellulosic residues (1)

bioethanol / lignocellulosic crops (1)

biodiesel / oil seeds (3)

pure vegetable oil / oil seed (1)

bioethanol / sugar crops (2)

bioethanol / starch crops (2)

gasoline (3)

diesel (3)

mix diesel&gasoline (3)

CO2-eq. emissions [g CO2-eq./ km]

Number in brackets number of studies considered for the VIEWLS reference results.Reference values given for 2 significant digits.

Résultat d'une comparaison de plus de 70 études : le projet VIEWLS

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• A partir de ~ 2015:

Les nouvelles filières : génération 2

Utilisation du surplus ligno-cellulosique

• Production de biocarburants à partir de résidus agricoles et forestiers, de cultures dédiées et de déchets organiques

• Coût des matières premières faible,

• Pas de compétition avec la filière alimentaire, MAIS avec les usages combustibles (chaleur/électricité) ou matières premières

• Pas de co-produits et volumes de biocarburants produits plus importants

• mais une teneur en O2 supérieure à 40%...

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Lignine

Hemicellulose

Cellulose Sucre : hydrolyses enzymatiques

et fermentation (ethanol)

Gazéification : CO+H2

biocarburants synthétiques


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Un taux de substitution possible supérieur à 20% de la demande en carburants routiers après 2015


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Les potentiels de productionLa biomasse énergétique en France

Source : Plan Biocombustibles

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• Coûts de production

Aujourd’hui Après-demain

0,4-0,5 $/l 0,19 $/l

Demain

0,29 $/l14 $/GJ

Ethanol ex lignocellulose

BtL

9 $/GJ

0,8 $/l21 $/GJ

Principales caractéristiques des nouvelles filières

• Pas de co-produits

• Un potentiel initial estimé entre 5 à 10 Mtep (à terme)

à réévaluer en fonction des bassins de production et de la compétition avec d’autres filières non alimentaires ou énergétique de la biomasse

Sources : AIE/IFP

0,4-0,5 $/l11-14 $/GJ


> 1 $/l

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• Les filières de 2ème génération ont un fort potentiel (>= 10 Mtep), mais ne sont pas aujourd'hui disponibles. Leur bilan "GES" sont a priori les meilleurs.

• La poursuite des travaux de R&D et la mise en place des conditions pour la mise à disposition de la ressource est une nécessité.

• Les filières de 1ère génération répondent au besoin à court terme.• La question des coûts de production reste un enjeu fort (compétition des usages,

fiscalité optimale...).• Les objectifs apparaissent plus accessibles en termes de surfaces agricoles pour

l'éthanol que pour le biodiesel.• Les bilans "GES" sont a priori favorables mais les "écarts" entre les études sont

sensibles en particulier pour l'éthanol. Besoins de travaux complémentaires sur l'évaluation (méthodologie, données...) et élargir les critères (eg: projet ANABIO/ANR)

• La problématique du développement d'un marché international de l'éthanol et des huiles végétales doit être prise en considération (disparition éventuelle des droits d'importation)

Perpectives

Documents

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