Le bioéthanol - carburant suisse
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Le bioéthanol – carburant suisse
Contenu
Bioéthanol:
potentiel et perspectives
Pierre Schaller
alcosuisse
Club Environnement de Fribourg - 5 novembre 2003
2/31
Contenu Plan • Qui est alcosuisse ? • Tests EMPA • Pourquoi etha+ ? • Analyse sur le cycle de vie • Flexibilité d’utilisation • Planning d’introduction • Matières premières • Conditions cadres • Production d’etha+ • Conclusion 3/31
Qui est alcosuisse?
• alcosuisse est un centre de profit
de la Régie Fédérale des Alcools
• Domaine d‘activités: commerce
d’éthanol, pas de carburants
• Utilisation de l‘éthanol:
– chimie, technique
– industrie pharmaceutique et des
cosmétiques
– denrées alimentaires, spiritueux
4/31
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 5/31
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 6/31
Contexte européen: la promotion des biocarburants
Objectifs de l’Union Européenne en 2020:
une contribution de 8% des biocarburants 2020
2015 8.0%
7.0%
2010
5.75%
2005
2.0%
2001
0.3%
7/31
Utilisation versatile comme carburant • Carburant pour véhicules non modifiés (aussi sous forme d‘additif ETBE dans l‘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 à l’éthanol pur) => en fortes proportions dans l‘essence ou le diesel • Utilisation largement éprouvée au Brésil, USA, Suède, Canada, France, Espagne, Inde 8/31
Contenu
5 : utilisable dès maintenant!
• 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:
9/31
Contenu
Projets pilotes à Delémont, Schachen, et Vevey
Projet Etat diEsel10 essEnce5
alcosuisse Delémont Depuis avril 2001 5 véhicules 1 véhicule
alcosuisse Schachen/LU Depuis août 2002 3 véhicules -
Ville de Vevey Depuis nov. 2001 8 véhicules -
Ville de Delémont Depuis janvier 2002 5 véhicules 3 véhicules
Démarrage fin août
2003 d’un phase test
avec 3 véhicules
essence de la flotte de
Swisscom à
Worblaufen
10/31Matières premières suisses pour une production indigène Disponibilité immédiate Long terme • Valorisation de surplus agricoles • Ecobilan favorable • Pas de concurrence avec les • Intérêt des agriculteurs cultures vivrières • Production économique • Valorisation des co-produits pour l’affouragement et la Recherche et développements fertilisation des sols industriels • Pommes de terre déclassées • Topinambour • Céréales déclassées • Herbe, fanes, déchets de bois • Mélasse de betteraves à sucre • Petit-lait 11/31
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
12/31Les co-produits
Co-produit issu de: Nature du co-produit Utilisation du co-produit
Mélasses de betteraves Sirop (60% matières sèches) riche Alimentation animale
en protéines
Céréales déclassées Drèches séchées riches en Alimentation animale de choix
protéines (30%)
Pommes de terre Vinasses à faible valeur nutritive Fertilisant en épandage sur des terres proches,
déclassées production d’énergie par méthanisation
Petit-lait & perméat Levures et vinasses Différentes utilisations possibles en fonction des
procédés
Topinambour Sirop riche en matières azotées, Alimentation animale,
Pulpe et fanes affouragement frais
13/31Schéma de production
Unité multi-matières premières de 45 millions litres etha+ par année
POMMES
CEREALES MELASSES PETIT LAIT
DE TERRE
BROYAGE RAPAGE
LIQUEFACTION
SACCHARIFICATION
FERMENTATION
DISTILLATION DESHYDRATATION
SEPARATION
DRECHES
PRE
CONCENTRATION
SECHAGE
CONCENTRATION
GRANULATION
VINASSES SIROP DE MELASSES
D.D.G.S.
Pommes de Terre 58% MS VINASSES
14/31Usine multi-matières premières Analyse 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 15/31
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 16/31
Mesures comparatives d’émissions à l’EMPA
• Voitures parmi les plus vendues Moteur de camion
IVECO
en Suisse
• Moteur de camion
• Pas de modification ni
d’adaptation des moteurs
• Carburants essence et diesel du Voiture VW
commerce Bora diesel
• Tests officiels
Voiture Ford Focus
essence
17/31Résumé des mesures comparatives d’émissions
Iveco-Motor VW Bora Ford Focus
diEsel10 diEsel10 bEnzin5
10% 10% 5%
etha+ etha+ etha+
Reglementierte
Emissionen
Æ Æ Æ
Treibstoffverbrauch Ê Æ Ì
T.CH-Emissionen Ç Ê Ì
CO2-Emissionen Ì Ì Ì
Pot. zur Ozonbildung - Ç Ê
18/31Analyse 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 PO43- eq./u.f.)
– Impact sur la santé humaine (DALY/u.f.)
19/31Synthèse des résultats de l’analyse de cycle de vie
Moteur IVECO VW Bora FORD Focus
Carburants diEsel10 diEsel10 essEnce5
Consommation
– 02.2 % – 06.9 % – 04.7 %
d’énergie
Effet de serre – 04.5 % – 05.0 % – 03.9 %
Eutrophisation – 02.2 % – 07.0 % – 04.8 %
Acidification – 00.2 % + 07.7 % + 00.9 %
Effets
– + 29.9 % – 26.4 %
cancérigènes
Effets
– – 01.3 % + 04.9 %
respiratoires
20/31Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique
Ford Focus pour 100 km N10 GVE
Consommation de carburant :
8
7.033 6.966
7 = - 1%
Consommation
0.35
= - 0,067 l. / 100km
6
[l/100 km]
5
4
7.03 6.62
3
2
1
0
essence essEnce5
Utilisation (essence) Utilisation (bioéthanol)
21/31Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique
Ford Focus pour 100 km N10 GVE
Substitution d‘énergie primaire fossile :
9.55 9.10
10
Consommation d‘énergie
= - 4,7 %
9
2.52 2.14 = - 0,448 l. pétrole brut / 100 km,
8
primaire fossile
7
[l/100 km]
0.35 à 7 l. essEnce5 / 100 km :
6
= - 0,064 l. pétrole brut / l. essEnce5
5
4
3 7.03 6.62
à 0,05 l. bioéthanol / l. essEnce5
2 = - 1,288 l. pétrole brut/ l. bioéthanol incorporé
1
0
essence essEnce5
Utilisation (essence) Utilisation (bioéthanol) Production
22/31Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique
Ford Focus pour 100 km N10 GVE
Réduction des émissions de gaz à effet de serre :
25
21.10 20.28
= - 3,9 %
gaz à effet de serre
20
[kg CO2eq / 100 km]
= - 0,821 kg CO 2eq / 100 km,
4.61 4.54
Emissions de
15 à 7 l. essEnce5 / 100 km :
= - 0,118 kg CO 2eq• / l. essEnce5
10
16.50 15.74
5 à 0,05 l. bioéthanol / l. essEnce5
= - 2,36 kg CO 2eq / l. bioéthanol incorporé
0
essence essEnce5
Utilisation Production
23/31Comparaison bioéthanol essence
Réduction des émissions de CO2 et économies d ’énergie primaire fossile
Par litre d ’éthanol (21.3 MJ/lt) Par litre d ’essence (32.0 MJ/lt)
[lt pétrole brut] [kg CO2eq] Filière éthanol Filière essence [kg CO2eq] [lt pétrole brut]
Agriculture Extraction
0.097 0.202 Herbe, bois Pétrole brut
Transport Transport
0.655 1.358
Pré-traitement
0.212 0.192 Fermentation Raffinage
Distillation
1.521 Bioéthanol Essence
0.023 0.034 Transport Transport
Station service Station service
Combustion Combustion 2.346
0.332 0.596 3.001 1.358
24/31Energie et CO2 : les avantages du carburant essEnce5
100 km
Comparaison 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
25/31Bilan CO2 des carburants fossiles … 26/31
… et bilan CO2 d‘etha+ 27/31
Planning de développement - quantité d’éthanol
280 100 % = - 600'000 t CO2
Bioéthanol importé
Quantité de bioéthanol [Mio l/an]
240 Bioéthanol provenant de l'usine 2
Bioéthanol provenant de l'usine 1 82 %
Bioéthanol provenant de Borregaard
200
introduction détaxe &
60 %
160 nouvelle norme volatilité
décision détaxe &
120
nouvelle norme volatitité 30 %
80
8%
40 4%
< 1%
0
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
décision décision décision
planification construction construction
usine 1 usine 1 usine 2
Adaptation distribution
Phase pilote
Réalisation usine 1 Réalisation usine 2
28/31Conditions 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
29/31Conclusions • Techniquement la production • Des opportunités pour à partir de matières premières l’économie agricole CH se diverses est réalisable présentent • Financièrement la faisabilité • Politiquement le projet est un d’une telle production choix environnemental en d’éthanol est démontrée direction de la détaxe • Les résultats des bilans • L‘ensemble du parc énergétique et gaz à effet de automobile peut fonctionner serre montrent un bon sans modification, sous positionnement garantie des fabricants 30/31
Conclusions (suite) • etha+®, éthanol-carburant de substitution, est un apport quantifiable très bénéfique aux engagements pris dans le cadre du protocole de Kyoto • La stratégie de développement en plusieurs phases est réaliste, elle prend en compte l‘inventaire des risques. 31/31
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