Les e-carburants au secours du moteur thermique ?

Les carburants synthétiques produits à partir d’électricité, également appelés e-carburants, apparaissent comme une potentielle alternative aux carburants d’origine fossile pour limiter les émissions nettes de CO2. En effet, leur cycle de fabrication présente une empreinte carbone réduite d’au moins 70% comparé aux carburants pétroliers. Ils suscitent donc un intérêt grandissant pour les industriels de la filière qui sont de plus en plus nombreux à se positionner sur ce marché. L’équipe Energie Environnement Mobilité d’Alcimed s’est interrogée sur le potentiel réel de cette alternative.

Qu’est-ce qu’un e-carburant ?

Les e-carburants, combustibles synthétiques, aussi appelés combustibles Power-to-X (PtX), sont produits à partir d’hydrogène et de CO2.

Zoom sur la production de ces deux « matières premières » pour les e-carburants :

• L’hydrogène : pour que la production d’e-carburants fasse sens, il est important que la production d’hydrogène -reposant sur l’électrolyse- soit réalisée avec une électricité provenant de sources renouvelables.
• Le CO2 :il peut être récupéré directement sur les sites industriels émetteurs (cimenteries, incinérateurs, méthaniseurs etc.) ou depuis l’atmosphère. Cependant ce dernier procédé reste encore très énergivore du fait de la faible concentration de CO2 dans l’atmosphère.

En fonction du procédé de transformation du CO2 utilisé, les carburants obtenus varient… Il pourra s’agir de e-kérosène pour l’aviation, ou de e-diesel ou de e-essence pour le transport routier longue distance.

En revanche, il faut rappeler que ces carburants restent émetteurs de CO2 puisqu’ils en produisent lors de leur combustion. Toutefois ces émissions sont compensées par le CO2 utilisé pour la production du carburant, si cette production est réalisée à partir d’énergies renouvelables. Les e-carburants s’inscrivent donc dans une démarche circulaire.

E-carburant : une solution transitoire pour la filière du transport aérien et routiers

Les e-carburants ne pourront pas être appréhendés comme des substituts aux technologies « zéro émission ». Les e-carburants, lorsqu’ils sont mélangés à des combustibles fossiles, sont compatibles avec les moteurs thermiques actuels sans modification majeure. Différents acteurs du secteur du transport, notamment des transports lourds comme l’aérien.

Outre l’aspect environnemental, les carburants synthétiques sont donc une alternative crédible aux carburants fossiles car ils reposent sur l’utilisation des énergies renouvelables qui est illimité contrairement aux biocarburants.

Bien qu’il puisse s’agir d’une solution transitoire pour ces filières, les moteurs hydrogènes envisagés pour l’aviation peuvent prendre 3 à 4 fois plus de place que les moteurs thermiques utilisés à ce jour et nécessitent encore du développement.

Plusieurs acteurs investissent déjà les e-carburants, à l’image de Porsche et Siemens qui se sont associés pour construire une usine de production d’e-methanol au Chili, dans une région particulièrement venteuse permettant de produire de l’hydrogène vert à faible coût. Siemens a annoncé une capacité de production annuelle de 55 millions de litres d’e-carburant d’ici 2024. Côté aviation, une première usine de production de e-kérosène est prévu pour 2023 avec une capacité de 10 millions de litres par an qui sera utilisé pour les vols intérieurs, avec l’objectif de réduire de 50% les émissions.

Challenges à l’intégration des e-carburants sur le marché

Si cette solution semble prometteuse et plait déjà à certains acteurs du transport, il existe cependant des freins à l’intégration de ces carburants sur le marché :

1. Le prix: les besoins énergétiques conséquents pour la production des e-carburants sont un gros frein à leur attractivité et sont en partie responsable d’un prix à la pompe plus élevé que les carburants fossiles. Pour exemple, le e-kérosène est 6 à 8 fois plus cher que kérosène classique. Il n’est cependant pas impossible d’imaginer une diminution progressive du prix des carburants synthétiques par économie d’échelle et baisse des coûts de production d’électricité renouvelable. Bosch estime ainsi que le prix du carburant synthétique (essence ou gazole) pourrait être compris entre 2 et 2,5€/l d’ici 2050.
2. Les autres polluants : malgré une baisse des émissions de particules fines, leur utilisation ne permet pas de réduire les émissions d’oxydes d’azote comparé à un moteur thermique selon une étude menée par IFP Energies Nouvelles. Il sera donc nécessaire de trouver des solutions techniques pour limiter ces émissions.

Les e-carburants se placent donc comme des solutions transitoires permettant aux industriels du transport de continuer à utiliser leur flotte en réduisant leurs émissions. Cela ne répond cependant pas aux problèmes de pollution de l’air. La France, qui dispose d’une des électricités les plus bas carbone au monde pourrait se positionner comme un leader sur la fabrication et l’exportation d’e-carburants. Si la transition aux carburants synthétiques un enjeu pour vous, Alcimed est là pour vous accompagner !

A propos de l’auteur, 

Charles, Consultant au sein de l’équipe Energie-Mobilité-Environnement d’Alcimed en France