Le bioéthanol – carburant suisse

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Contenu

Bioéthanol:potentiel et perspectives

Pierre Schalleralcosuisse

Club Environnement de Fribourg - 5 novembre 2003

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• Qui est alcosuisse ?

• Pourquoi etha+ ?

• Flexibilité d’utilisation

• Matières premières

• Production d’etha+

ContenuPlan

• Tests EMPA

• Analyse sur le cycle de vie

• Planning d’introduction

• Conditions cadres

• Conclusion

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Qui est alcosuisse?

• alcosuisse est un centre de profitde la Régie Fédérale des Alcools

• Domaine d‘activités: commerced’éthanol, pas de carburants

• Utilisation de l‘éthanol:– chimie, technique

– industrie pharmaceutique et des cosmétiques

– denrées alimentaires, spiritueux

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Qu‘est-ce que le bioéthanol?

Le bioéthanol est de l’alcool éthylique obtenu par fermentation des sucres de matières premières végétales (betterave à sucre, céréales, pommes de terre, petit-lait, topinambour, herbe, bois,…)

alcosuisse produit du bioéthanol sous le nom de marque

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Pourquoi etha+®? 5 raisons essentielles• Augmentation des émissions de CO2 et de l’effet de serre, Protocole

de Kyoto, objectifs de SuisseEnergie dans le domaine des transports

• Situation difficile de l’agriculture suisse

• Nécessité de contribuer au développement durable

• Sécurité d’approvisionnement énergétique de la Suisse

• Diversification et développement du marché de l’éthanol, contexte européen et mondial

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Contexte européen: la promotion des biocarburants

Objectifs de l’Union Européenne en 2020: une contribution de 8% des biocarburants

2001

0.3%

2005

2.0%

2010

5.75%

2015

7.0%

2020

8.0%

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Utilisation versatile comme carburant

• Carburant pour véhicules non modifiés(aussi sous forme d‘additif ETBE dansl‘essence) => en faibles proportions(5-15%) dans l‘essence ou le diesel

• Carburant (même sous forme pure) pour véhicules adaptés (par ex. Ford Focus FFV, moteurs diesel fonctionnant àl’éthanol pur) => en fortes proportionsdans l‘essence ou le diesel

• Utilisation largement éprouvée au Brésil, USA, Suède, Canada, France, Espagne, Inde

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Contenu

• essence + 5% v/v bioéthanol etha+®

• Répond à la norme SN EN 228

• Utilisation déjà éprouvée en Suède(5% v/v) et aux USA (10% v/v)

• Garantie de fonctionnement des fabriquants automobiles:

5 : utilisable dès maintenant!

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ContenuProjets pilotes à Delémont, Schachen, et Vevey

3 véhicules5 véhiculesDepuis janvier 2002Ville de Delémont

-8 véhiculesDepuis nov. 2001Ville de Vevey

1 véhicule-

5 véhicules3 véhicules

Depuis avril 2001Depuis août 2002

alcosuisse Delémontalcosuisse Schachen/LU

essEnce5diEsel10EtatProjet

Démarrage fin août 2003 d’un phase test avec 3 véhicules essence de la flotte de Swisscom àWorblaufen

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Matières premières suisses pour une production indigèneDisponibilité immédiate• Valorisation de surplus agricoles• Pas de concurrence avec les

cultures vivrières• Valorisation des co-produits

pour l’affouragement et la fertilisation des sols

• Pommes de terre déclassées• Céréales déclassées• Mélasse de betteraves à sucre• Petit-lait

Long terme• Ecobilan favorable• Intérêt des agriculteurs• Production économique

Recherche et développementsindustriels

• Topinambour• Herbe, fanes, déchets de bois

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Rendement de différentes matières premières

Matière première Sucre Culture Ethanol Rendement[% PF] [tonne/ha] [l/tonne] [l/ha]

Betterave à sucre 16 60 100 6000

Topinambour 16 40 90 3600

Pomme de terre 20 20 120 2400

Herbe 2 - 13 (MS) 150 300 - 1950

Mélasse (40 kg/t b.à.s.) 50 (2.4) 300 (720)

Maïs 58 8.3 390 3000

Blé 60 5.5 370 2040

Petit-lait 4.9 23

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Les co-produits

Co-produit issu de:

Mélasses de betteraves

Céréales déclassées

Pommes de terre déclassées

Petit-lait & perméat

Topinambour

Nature du co-produit

Sirop (60% matières sèches) riche en protéines

Drèches séchées riches en protéines (30%)

Vinasses à faible valeur nutritive

Levures et vinasses

Sirop riche en matières azotées,Pulpe et fanes

Utilisation du co-produit

Alimentation animale

Alimentation animale de choix

Fertilisant en épandage sur des terres proches, production d’énergie par méthanisation

Différentes utilisations possibles en fonction des procédés

Alimentation animale,affouragement frais

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Schéma de productionUnité multi-matières premières de 45 millions litres etha+ par année

PETIT LAIT

FERMENTATION

RAPAGE

LIQUEFACTIONSACCHARIFICATION

DESHYDRATATION

CONCENTRATION

VINASSESPommes de Terre

SIROP DE MELASSES58% MS

PRECONCENTRATION

VINASSES

DISTILLATION

POMMESDE TERRE MELASSES

D.D.G.S.

SECHAGEGRANULATION

SEPARATIONDRECHES

CEREALES

BROYAGE

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Usine multi-matières premièresAnalyse comparative de 5 sites d’implantation potentiels

• Qualités des sites

• Accès ferroviaires (priorité) et routiers

• Synergies possibles

• Acceptation politique et citoyenne

• Climat économique et social

• Risques et impacts sur l’environnement

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Aspects économiques (selon business plan préliminaire de déc. 2002)• Coût de production moyen: CHF 1.17 / litre etha+ HT

• Contribution moy.des matières premières: 81%• Bonus vente co-produits (DDGS, vinasses): 23%

• Pommes de terre (20% amidon): CHF 0.083 par litre etha+ et par 1.-/dt, soit par ex. CHF 1.66 par litre etha+ pour CHF 20.-/dt

• Céréales (blé, 60% amidon): CHF 0.027 par litre etha+ et par 1.-/dt, soit par ex. CHF 1.15 par litre etha+ pour CHF 42.50.-/dt

• Bonus vente DDGS (0.9 kg/litre etha+): CHF 0.009 par litre etha+ et par 1.-/dt, soit par ex CHF 0.15 par litre etha+ pour CHF 16.-/dt

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Mesures comparatives d’émissions à l’EMPA

• Voitures parmi les plus vendues en Suisse

• Moteur de camion• Pas de modification ni

d’adaptation des moteurs

• Carburants essence et diesel du commerce

• Tests officiels

Moteur de camionIVECO

Voiture VW Bora diesel

Voiture Ford Focusessence

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Résumé des mesures comparatives d’émissions

Iveco-Motor diEsel10

VW Bora diEsel10

Ford Focus bEnzin5

10%

etha+

10%

etha+

5%

etha+

Reglementierte Emissionen

Treibstoffverbrauch

T.CH-Emissionen

CO2-Emissionen

Pot. zur Ozonbildung -

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Analyse LCA ou écobilan

• Comparaison scientifique des impacts

• Tient compte de toutes les étapes :– Production ou extraction des matières

premières– Transport des matières premières– Transformation en carburant– Distribution– Combustion (mesures d’émissions

de l’EMPA)

• Critères d’impact environnementaux– Amplification énergétique (MJprimaire/u.f.)– Effet de serre (kg CO2 eq./u.f.)– Acidification (kg SO2 eq./u.f.)– Eutrophisation (kg PO4

3-eq./u.f.)

– Impact sur la santé humaine (DALY/u.f.)

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Synthèse des résultats de l’analyse de cycle de vie

essEnce5diEsel10diEsel10Carburants

+ 00.9 %+ 07.7 %– 00.2 %Acidification

+ 04.9 %– 01.3 %–Effets respiratoires

– 26.4 %+ 29.9 %–Effets cancérigènes

– 04.8 %– 07.0 %– 02.2 %Eutrophisation

– 03.9 %– 05.0 %– 04.5 %Effet de serre

– 04.7 %– 06.9 %– 02.2 %Consommation d’énergie

FORD FocusVW BoraMoteur IVECO

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Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique

N10 GVE

Ford Focus pour 100 kmConsommation de carburant :

6.627.03

0.35

012345678

essence essEnce5

Utilisation (essence) Utilisation (bioéthanol)

Con

som

mat

ion

[l/10

0 km

]

= - 1%= - 0,067 l. / 100km

6.9667.033

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Comparaison essence – essEnce5 à prestation identiqueFord Focus pour 100 kmSubstitution d‘énergie primaire fossile :

7.03 6.62

0.35

2.52 2.14

0123456789

10

essence essEnce5

Utilisation (essence) Utilisation (bioéthanol) Production

Con

som

mat

ion

d‘én

ergi

epr

imai

refo

ssile

[l/10

0 km

]

9.109.55= - 4,7 %= - 0,448 l. pétrole brut / 100 km,

à 7 l. essEnce5 / 100 km := - 0,064 l. pétrole brut / l. essEnce5

à 0,05 l. bioéthanol / l. essEnce5

= - 1,288 l. pétrole brut/ l. bioéthanol incorporé

N10 GVE

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Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique

N10 GVE

Ford Focus pour 100 kmRéduction des émissions de gaz à effet de serre :

16.50 15.74

4.61 4.54

0

5

10

15

20

25

essence essEnce5

Utilisation Production

= - 3,9 %= - 0,821 kg CO2eq / 100 km,

à 7 l. essEnce5 / 100 km := - 0,118 kg CO2eq• / l. essEnce5

à 0,05 l. bioéthanol / l. essEnce5

= - 2,36 kg CO2eq / l. bioéthanol incorporé

21.10 20.28

Emis

sion

sde

gaz

àef

fetd

e se

rre

[kg

CO

2eq

/ 100

km

]

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Comparaison bioéthanol <=> essenceRéduction des émissions de CO2 et économies d ’énergie primaire fossile

Filière essence

Essence

Raffinage

Transport

Pétrole brut

Combustion

Station service

Transport

Extraction

Filière éthanol[kg CO2eq] [kg CO2eq][lt pétrole brut] [lt pétrole brut]

Par litre d ’éthanol (21.3 MJ/lt) Par litre d ’essence (32.0 MJ/lt)

0.097

0.212

0.023

0.202

0.192

0.034

1.521

Transport

Station service

Combustion

Bioéthanol

Transport

Pré-traitementFermentationDistillation

Herbe, bois

Agriculture

0.655

2.346

1.358

0.332 0.596 3.001 1.358

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Energie et CO2 : les avantages du carburant essEnce5

100 kmComparaison à prestation de transport identique (cas d‘une Ford Focus 1.6)

Consommation de carburant - 1%

Consom. d‘énergie primaire - 4.7%

- 1.3 litre pétrole brut par litre bioéthanol

Réduction des émissions de CO2 - 3.9%- 2.36 kg CO2eq. par litre de bioéthanol

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Bilan CO2 des carburants fossiles …

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… et bilan CO2 d‘etha+

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Planning de développement - quantité d’éthanol

0

40

80

120

160

200

240

280

Qua

ntité

de

bioé

than

ol [M

io l/

an] Bioéthanol importé

Bioéthanol provenant de l'usine 2Bioéthanol provenant de l'usine 1Bioéthanol provenant de Borregaard

Adaptation distribution

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

décision planification

usine 1

décision construction

usine 2

4 %8 %

30 %

< 1%

60 %

82 %

100 % = - 600'000 t CO2

décision détaxe & nouvelle norme volatitité

introduction détaxe & nouvelle norme volatilité

Phase pilote

Réalisation usine 2Réalisation usine 1

décision construction

usine 1

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Conditions cadres

• Détaxe totale de l’éthanol– projet pilote, quantité limitée selon Ordonnance OImpim, dès 2004– puis modification de la Loi LImpim selon motion CEATE-CN, dès 2006-

2007• Détaxe fiscalement neutre => augmentation de l’impôt (taxe et

surtaxe) sur les carburants fossiles => augmentation du prix de l’essence et de l’essEnce5 de quelque 2 à 4 cts

• Débouché pour la production suisse• Soutien par le Centime Climatique de l’Union Pétrolière

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Conclusions

• Techniquement la production à partir de matières premièresdiverses est réalisable

• Financièrement la faisabilité d’une telle production d’éthanol est démontrée

• Les résultats des bilansénergétique et gaz à effet de serre montrent un bonpositionnement

• Des opportunités pour l’économie agricole CH se présentent

• Politiquement le projet est unchoix environnemental en direction de la détaxe

• L‘ensemble du parcautomobile peut fonctionnersans modification, sousgarantie des fabricants

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Conclusions (suite)

• etha+®, éthanol-carburant de substitution, est un apport quantifiable très bénéfique auxengagements pris dans le cadre du protocole de Kyoto

• La stratégie de développement en plusieurs phases est réaliste, elle prend en comptel‘inventaire des risques.