jeudi 2 avril 2009

Les algues énergétiques

J'ai rencontré aujourd'hui, à Raleigh (Caroline du Nord) - dans ce qu'on appelle le triangle de recherche -, le directeur d'un laboratoire de recherche sur les biofuels.

Leur recherche porte plus particulièrement sur les algues et me permet de compléter l'aperçu que j'ai pu avoir à Denver sur ce même sujet

Leur objectif est de créer un biofuel immédiatement utilisable par les moteurs actuels sans passer par une transformation des mécaniques. En effet, les premières expériences ont conduit à des contraintes de modification des moteurs, ce qui est un frein à la commercialisation.

A ce jour, ils ont réussi à trouver la technologie mais elle est encore lourde et leur permet de produire, en laboratoire, 1 litre/jour. Ils passeront très rapidement à 20 l/jour.

Évidemment, on ne peut, à ce stade expérimental, comparer cela à la production moyenne des raffineries pétrolières américaines qui produisent chaque année 400 millions de litres par an. A titre d'information, les États Unis consomment chaque année 265 milliards de litres de carburant.

Ce laboratoire estime que d'ici quelques années, si les investisseurs suivent, la production de biofuels à partir des algues pourrait atteindre 2 milliards litres/an, soit un peu moins de 1% de la consommation (c'est un faible %, mais il peut augmenter si le nombre de véhicule hybride ou électrique augmente, si les transports en commun et les pratiques alternatives se développent, et si l'efficacité énergétique moyenne des véhicules permet de consommer moins par véhicule).

Cette production de plusieurs centaines de millions de litres par an - minimum pour commercialiser et rentabiliser les investissements qui se chiffrent à plusieurs millions de dollars - est d'ailleurs la condition pour que les investisseurs s'engagent dans cette voie.
Il faut dire que les mêmes investisseurs sont aujourd'hui très prudents. Ils le sont non seulement du fait du ralentissement économique mondial, mais aussi parce que leurs premiers engagements en faveur des biofuels de première génération se sont révélés (fort heureusement) de mauvais choix du fait de la concurrence avec le marché alimentaire et du retrait des fonds publics dans cette option.
Incidemment, j'ai d'ailleurs appris qu'au cours des 4 dernières années, certains producteurs de biofuels américains ont importé de l'huile de palme de Mailaisie (parce qu'elle était peu coûteuse - et très malheureusement prélevée en lieu et place de forêts tropicales qui abritent, entre autres, des orang-outangs). Ils ont transformé cette huile en biofuels qu'ils ont ensuite exporté en Allemagne où le gouvernement avait mis en place des mesures fiscales très avantageuses pour les biofuels. Il y a 4 mois, le gouvernement allemand a stoppé ce marché totalement contre-productif d'un point de vue environnemental... Mais, si ce qu'on m'a dit est vrai, pendant 4 années, la très vertueuse Allemagne aura, consciemment ou non (je ne sais pas ce qui est le pire), contribué à aggraver la déforestation des forêts tropicales par le biais d'une mesure a priori écologique !... l'enfer est décidément pavé de bonnes intentions.

Revenons aux algues :

Ce laboratoire a bon espoir de réunir assez rapidement les fonds pour démarrer une production industrielle.
La production d'algue pour en faire du biofuel a le grand avantage de ne pas nécessiter beaucoup de surfaces (comme on me l'avait d'ailleurs dit à Denver). Leurs estimations est qu'il faut 50 x moins de surfaces.
De grandes unités existent d'ailleurs déjà : 1 en Californie et une seconde en Israël (dans des zones désertiques).
Il existe beaucoup de sortes d'algues. Sans entrer dans les détails d'un cours de biologie, le type d'algue adapté au biofuel sont les micro-algues (et non celles auxquelles ont peut penser qui seraient celle qu'on voit flotter à la surface des étangs qui sont des macro-algues). Leur culture, pour éviter l'évaporation de l'eau, se fait dans un milieu fermé.
La question de l'eau est très importante, car pour récolter 1 litre d'huile d'algue, il faut 300 litre d'eau. D'où l'importance d'éviter l'évaporation, de travailler en milieu fermé, et de récupérer l'eau. Ce laboratoire compte, à ce sujet, travailler sur un type d'algue qui croît en eau de mer et non en eau douce (l'eau de mer étant infiniment plus disponible que l'eau douce). Il ne faudrait pas, en effet, après avoir crée de la concurrence avec l'alimentation dans le développement des biofuels de première génération, créer une concurrence avec l'eau potable avec ces biofuels de seconde (voire de troisième, car il ne s'agit déjà plus de déchets verts) génération !

Autre contrainte : la moisson et l'extraction de l'huile. Cette opération représente 25% du coût total de fabrication de l'huile.
A quoi s'ajoute l'élimination des résidus d'eau dans une solution où les algues sont d'une taille microscopique. L'action est là chimique et non mécanique. Et les produits chimiques utilisés sont polluants (d'où des précautions de récupération).

Il existe par contre quelques applications annexes ou collatérales intéressantes.
Tout d'abord, ces mêmes algues concentrent fortement des oméga 3 et 6. Des applications commerciales dans le domaine des nutriments sont donc envisagées très sérieusement. Dans la période actuelle de recherche de bénéfice pour le développement de la culture de ces algues, ce débouché commercial immédiatement rentable permettrait de soutenir le développement pour les carburants (aujourd'hui peu rentables).

Deuxièmement, les secteurs qui font des recherches sur la séquestration du carbone envisagent l'installation des unités de production de ces algues à proximité des centrales thermiques à charbon. La redirection d'environ 25% du CO2 émis (25% car on estime qu'on ne pourra pas tout rediriger) serait donné en "nourriture" aux algues qui, pour leur photosynthèse, en consommeraient énormément. A bien y réfléchir, si, in fine, on brûle les algues pour faire rouler les voitures, on relâcherait quand même le CO2.. mais au passage, on ferait rouler des voitures... ce qui, en somme finale, revient quand même à une réduction des émissions de CO2 (je crains que ce point soit difficile à comprendre ;( )

La réalité demeure toutefois que sur la plan économique, les biofuels restent encore trop peu concurrentiels par rapport au pétrole dont le prix du baril est retombé à un prix bas qui freine tout développement des carburants alternatifs.
Mais si les investisseurs, malgré la crise, se disent prêt à mettre de l'argent dans cette technologie, c'est qu'ils continuent d'anticiper sur un prix du pétrole qui re-augmentera dans les mois et années à venir. La courbe du prix du baril demeure, par ailleurs, depuis les 10 dernières années, tendentiellement à la hausse. Il est à noter qu'aux États Unis, le système des taxes sur les carburants est bien inférieur en % qu'en France. Si bien que les fluctuations du prix se font bien plus ressentir ici. Ainsi, l'année dernière, le prix du galon avait doublé. Les gens craignent une nouvelle hausse de ce type.

Si, économiquement et techniquement, la filière du biofuel par les algues ne fait pas encore sens, ce laboratoire m'assure que cela fera sens dans 2 ou 3 ans. Et, comme à Denver, leur espoir est que, avec un pétrole qui augmente et une accentuation des politiques "pro-climat/anti carbone", on roulera aux algues dans moins d'une dizaine d'années.

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Ci-après le premier entretien à ce sujet à Denver :


Lors de ma visite à Denver, j'ai pu visiter un laboratoire d'une entreprise, Solix Biofuel, qui travaille sur la production de bio-carburant à partir des algues.

L'intérêt de l'algue est son pouvoir énergétique 30 fois supérieur à celui du maïs. La chose est d'autant plus intéressante qu'ici, aux États Unis, comme en Europe, on préfère garder le maïs ou tout autre végétal producteur d'huile ou de sucre à des fins alimentaires et non énergétiques.

EN effet, si la totalité des terres arables américaines étaient consacrées à la culture de végétaux pour en faire du carburant, on ne ferait rouler que le tiers du parc automobile. On est arrivé aux mêmes conclusions en Europe.
Mais l'extrapolation pour l'algue est infiniment plus intéressante puisqu'en utilisant 0,05% des terres arables pour produire des algues, on pourrait couvrir tous les besoins du parc actuel. L'occupation du sol est raisonnable et le marché colossal. De plus, l'algue pousse très vite puisqu'elle double de volume, en condition optimale, toutes les 4 heures.

Évidemment, pour produire l'algue, il faut de l'eau. J'ai pu visiter une unité de fabrication (pas la photo qui n'est qu'un laboratoire - allez sur le site en hyperlien de solix biofuel). Les algues sont cultivées dans des sacs fermés et l'eau est récupérées ensuite. L'eau est réutilisée. La consommation d'eau est donc, a priori, assez réduite.

Il n'en demeure pas moins que pour le moment, la récupération des algues et leur transformation en huile n'est pas optimale et le bilan énergétique n'est pas suffisamment bon (l'énergie consommée pour extraire l'huile est proche de l'énergie restituée par l'huile d'algue).
Mais l'optimisation et l'efficacité énergétique dépend aussi de la dimension de l'installation. C'est pourquoi Solix envisage de démarrer une production à une plus grande échelle et ils estiment que d'ici 1 an, les premiers véhicules prototypes pourront rouler à l'algue.

à suivre avec grand intérêt !

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