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Contact : Frédéric Dupont
Email : dupont@valbiom.be
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne
Juin 2013
Frédéric DUPONT
Avec le soutien de la Région Wallonne – DGO3/4Contact : Frédéric Dupont
Email : dupont@valbiom.be
ValBiom soutient le développement durable et harmonieux des filières de valorisation non-
alimentaire de la biomasse:
en structurant et diffusant des informations scientifiques, neutres et objectives auprès de
différentes audiences privées et publiques;
en favorisant/organisant la rencontre entre tous les acteurs des filières existantes, en cours de
développement ou potentielles;
en apportant un support direct aux porteurs de nouveaux projets et aux acteurs établis;
en accompagnant la structuration des nouvelles filières;
en répondant aux questions de l’administration ou du pouvoir politique et en les sensibilisant
aux enjeux des filières;
en exerçant le rôle de facilitateur pour les industriels et/ou les consommateurs de certaines
filières;
en entretenant des relations avec d’autres institutions belges ou internationales poursuivant
les mêmes objectifs.
La valeur ajoutée, tant économique qu’environnementale, visée par ValBiom repose essentiellement
sur son positionnement indépendant et sur son approche intégrée des filières, de la production à la
valorisation non-alimentaire sous forme d’énergie («fuel») ou de produits biobasés («fiber»).
Date d'édition 21/06/13
Version 1.0
Auteur Frédéric Dupont
Comité de relecture 28/06/13
ValBiom produit ses meilleurs efforts pour que les informations contenues dans ce document soient le plus actuelles,
complètes et correctes possible. Cependant, ValBiom ne peut en aucun cas être tenu responsable des conséquences qui
découleraient de toute utilisation des informations contenues dans ce document et les inexactitudes éventuelles ne
peuvent en aucun cas donner lieu à un quelconque engagement de sa responsabilité.
Avec le soutien de la Région Wallonne – DGO3/4i
TABLE DES MATIÈRES
INTRODUCTION 1
PRÉSENTATION DES FILIÈRES 2
I. BIOCARBURANTS CONVENTIONNELS 2
II. BIOCARBURANTS AVANCÉS 3
CONTEXTE LÉGISLATIF 8
I. LÉGISLATION EUROPÉENNE 8
II. LÉGISLATION BELGE 10
ETAT DES LIEUX DES BIOCARBURANTS EN BELGIQUE 12
I. PRODUCTION DE BIOCARBURANTS 12
II. CONSOMMATION DE BIOCARBURANTS 13
DÉVELOPPEMENT DE LA FILIÈRE DES BIOCARBURANTS AVANCÉS 16
I. ETAT D’AVANCEMENT DES BIOCARBURANTS AVANCÉS EN EUROPE 16
II. ETAT D’AVANCEMENT DES BIOCARBURANTS AVANCÉS EN BELGIQUE 21
IMPACTS DES MODIFICATIONS DE LA LÉGISLATION UE SUR LE DÉVELOPPEMENT DE LA FILIÈRE 25
I. PLANS D’ACTION NATIONAUX EN MATIÈRE D’ÉNERGIES RENOUVELABLES 25
II. ESTIMATION DE LA CONTRIBUTION DES BIOCARBURANTS AVANCÉS EN 2020 28
PERSPECTIVES DE DÉVELOPPEMENT DES BIOCARBURANTS AVANCÉS EN BELGIQUE 34
I. RESPECT DES ENGAGEMENTS EUROPÉENS EN MATIÈRE D’ÉNERGIES RENOUVELABLES 34
II. POSSIBILITÉS DE PRODUCTION DE BIOCARBURANTS AVANCÉS EN BELGIQUE 35
III. COÛT DE PRODUCTION DES BIOCARBURANTS AVANCÉS 39
IV. DISPONIBILITÉ DE LA BIOMASSE 41
V. MESURES POLITIQUES 43
CONCLUSIONS 45
ANNEXES 46
ANNEXE I - SYSTÈMES VOLONTAIRES RECONNUS PAR LA COMMISSION EUROPÉENNE POUR VÉRIFIER LA CONFORMITÉ
DES BIOCARBURANTS AUX CRITÈRES DE DURABILITÉ 46
ANNEXE II - COMPTABILISATION MULTIPLE DES BIOCARBURANTS AVANCÉS DANS LES OBJECTIFS UE
(COM(2012)595 – ANNEXE IX) 47
ANNEXE III - LISTE DES PRINCIPALES UNITÉS DE PRODUCTION DE BIOCARBURANTS AVANCÉS EN EUROPE 48
BIBLIOGRAPHIE 53
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonneii
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 01 : Propriétés des biocarburants conventionnels ................................................................... 2
Tableau 02 : Propriétés des biocarburants avancés ............................................................................... 3
Tableau 03 : Capacité maximale de production de biocarburants en Belgique .................................. 12
Tableau 04 : Quotas annuels de biocarburants défiscalisés en Belgique, par producteur agréé......... 14
Tableau 05 : Estimation des arriérés sur les quotas de biocarburants défiscalisés en Belgique .......... 14
Tableau 06 : Nombre d'installations de biocarburants avancés en Europe (Prévisions 2020)............. 17
Tableau 07 : Part des biocarburants avancés produits en Europe
dans la consommation finale du transport ...................................................................................... 21
Tableau 08 : Estimation de la contribution des énergies renouvelables
dans le transport en Europe à l’horizon 2020 (NREAPs-UE27) ........................................................ 26
Tableau 09 : Estimation de la contribution des énergies renouvelables
dans le transport en Belgique à l’horizon 2020 (NREAP-BE) ............................................................ 27
Tableau 10 : Critères pris en compte pour estimer la contribution aux objectifs UE
pour le transport à l'horizon 2020 (Scénarios RED, CE, IRL A et IRL B) ............................................ 29
Tableau 11 : Profil des principales sociétés développant des unités commerciales
de biocarburants avancés en Europe ............................................................................................... 38
Tableau 12 : Estimation des coûts de production de différents carburants (2010-2050) .................... 40
Tableau 13 : Disponibilité potentielle de la biomasse en Europe et en Belgique à l’horizon 2020...... 41
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonneiii
LISTE DES FIGURES
Figure 01 : Evolution de la production de biocarburants en Belgique.................................................. 12
Figure 02 : Evolution de la consommation de biocarburants
utilisés dans les transports en Belgique ........................................................................................... 13
Figure 03 : Evolution du taux d’incorporation des biocarburants en Belgique .................................... 15
Figure 04 : Distribution de la taille des installations UE de biocarburants avancés
selon la technologie utilisée ............................................................................................................. 18
Figure 05 : Evolution de la capacité cumulée de production de biocarburants avancés en Europe .... 20
Figure 06 : Comparaison de la contribution des énergies renouvelables en 2011
avec les prévisions des NREAPs en 2020 (UE27) .............................................................................. 26
Figure 07 : Comparaison de la contribution des énergies renouvelables en 2012
avec les prévisions du NREAP en 2020 (Belgique) ........................................................................... 28
Figure 08 : Impacts de la législation sur la contribution des énergies renouvelables
pour atteindre les objectifs UE dans le transport en 2020 (UE27) ................................................. 29
Figure 09 : Contribution réelle des biocarburants avancés en 2020
selon les scénarios en cours de discussion (UE27)........................................................................... 31
Figure 10 : Impacts de la législation sur la contribution des énergies renouvelables
pour atteindre les objectifs UE dans le transport en 2020 (Belgique) ............................................ 32
Figure 11 : Contribution réelle des biocarburants avancés en 2020
selon les scénarios en cours de discussion (Belgique) ..................................................................... 33
Figure 12 : Répartition des principales unités commerciales de biocarburants avancés en Europe
selon leur localisation....................................................................................................................... 36
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonneiv
ACRONYMES
BtL : biomass to liquid (produit de la conversion de la biomasse en carburant liquide)
CE: Commission européenne
CNG : compressed natural gas (gaz naturel compressé)
CH4 : méthane
CO2 : dioxyde de carbone
DDGS : dried distillers grains with solubles (Drêches de distillerie sèche avec solubles), coproduit valorisable de
la production d’éthanol
DME : diméthyléther
E.E. : scénario qui tient compte des effets des mesures dans le domaine de l’efficacité énergétique et des
économies d’énergie dans les Plan d’action nationaux en matière d’énergies renouvelables
EMAG : ester méthylique d’acide gras (biodiesel)
ETBE : éthyl tertio butyl éther
EtOH : éthanol
Fermentation ABE : fermentation acétone butanol éthanol
FQD : fuel quality directive (directive qualité des carburants)
GES : gaz à effet de serre
H2 : hydrogène
HVP : huile végétale pure
HVO : hydrotreated vegetable oil (huile végétale hydrotraitée)
ILUC : indirect land use changes (changements indirects d’affectation des sols)
J : joule
Liquide FT : liquide Fischer-Tropsch
LGE : litre gasoline equivalent (litre d’équivalent essence)
LPG : liquefied petroleum gas (gaz de pétrole liquéfié)
M.B. : Moniteur Belge
NREAP : national renewable energy action plan (plan d’action national en matière d’énergies renouvelables)
NREAP-BE : plan d’action national en matière d’énergies renouvelables pour la Belgique
NREAPs-UE27 : plans d’action nationaux en matière d’énergies renouvelables pour les 27 Etats membres de
l’Union européenne
PAC : politique agricole commune
PBR : photobioréacteur
PCI : pouvoir calorifique inférieur, exprimé en unité d’énergie par unité massique ou volumique
RED : renewable energy directive (directive énergies renouvelables)
Réf. : scénario de référence dans les Plan d’action nationaux en matière d’énergies renouvelables
SNG : synthetic natural gas (gaz naturel synthétique)
Syngas : synthetic gas (gaz de synthèse)
t : tonne
tep : tonne d’équivalent pétrole
UCO : used cooking oil (huile de cuisson usagée)
UE : Union européenne
UE27 : ensemble des 27 Etats membres de l’Union européenne
W : watt
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne1
Introduction
L’Europe rencontre des difficultés pour assurer ses besoins énergétiques. Celles-ci sont dues à la
combinaison de plusieurs facteurs, dont les principaux sont la croissance de la demande mondiale en
pétrole, la raréfaction des ressources fossiles, l’instabilité du prix du pétrole et la dépendance
énergétique vis-à-vis des ressources fossiles. La sécurité énergétique est donc devenue un enjeu
majeur qui pousse les décideurs politiques à promouvoir la diversification des sources d’énergies,
avec pour conséquence l’intensification du développement des énergies renouvelables.
La lutte contre le changement climatique est une autre préoccupation de la communauté
internationale. En Belgique, le secteur du transport est devenu la principale source d’émissions de
gaz à effet de serre (GES). La part des émissions dues au transport est passée de 14,5 % en 1990 à
22,5 % en 2011 (Climat.be, 2013). Cette forte croissance est majoritairement due au transport
routier qui représente environ 97 % des émissions pour ce secteur.
De par leur compatibilité avec les systèmes de stockage, de transport et de distribution du parc
automobile actuel, les biocarburants constituent une des principales alternatives renouvelables dans
le transport. De plus, ils permettent de créer des emplois au niveau local et de diversifier les
débouchés agricoles. Cependant, les biocarburants produits actuellement engendrent également une
pression supplémentaire sur les systèmes agraires, ce qui crée une concurrence avec d’autres
secteurs. Il est donc impératif d’assurer une utilisation durable des ressources.
Le secteur des biocarburants est en forte croissance depuis plusieurs années, principalement grâce à
la politique énergétique européenne qui promeut le développement de la filière. Depuis 2009, les
biocarburants consommés sur le territoire de l’UE doivent respecter une série de critères de
durabilité. Mais la controverse autour des changements indirects d’affectation des sols (ILUC) a
poussé la Commission européenne à proposer en octobre 2012 des modifications dans la législation
sur les énergies renouvelables. L’objectif de la Commission est surtout de promouvoir la mise sur le
marché des biocarburants qui ne sont pas produits à partir de cultures alimentaires. Ces
modifications n’ont pas encore été adoptées car elles sont actuellement en cours de discussion, mais
il est déjà certain qu’elles auront un impact important sur le développement de la filière, tant en
Belgique que pour l’ensemble de la communauté européenne.
L’objectif du présent document est d’identifier les conséquences pratiques de ce changement du
cadre règlementaire et d’analyser les opportunités qui pourraient se présenter pour la Belgique, en
particulier pour la Région wallonne.
La première partie du document présente les différentes filières des biocarburants conventionnels et
avancés. L’évolution du contexte législatif est ensuite exposée, tant au niveau européen qu’au niveau
national. La troisième partie fait le point sur le secteur des biocarburants en Belgique. Une mise à
jour de l’état d’avancement du développement des nouvelles technologies de biocarburants est
ensuite présentée. Enfin, la dernière section développe une analyse des possibilités qui s’offrent à la
Belgique et à la Région wallonne dans ce secteur, en tenant compte de la future législation UE.
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne2
Présentation des filières
Les biocarburants conventionnels, actuellement disponibles sur le marché, sont issus de cultures
alimentaires amylacées, sucrières ou oléagineuses. Par opposition à ces biocarburants de 1ère
génération, les biocarburants avancés ou de 2ème génération sont produits à partir d’un éventail plus
large de matières premières : biomasse lignocellulosique, résidus agricoles et forestiers, déchets
industriels et municipaux, fraction organique des déchets ménagers, cultures énergétiques
lignocellulosiques ou algues.
Les biocarburants avancés présentent plusieurs avantages par rapport aux biocarburants
conventionnels. En effet, la matière première est plus abondante, plus diversifiée et permet de
réduire la concurrence avec le secteur alimentaire pour l’utilisation des surfaces agricoles. Par
ailleurs, ces biocarburants présentent un bilan environnemental plus intéressant. Cependant, ces
nouvelles technologies sont encore en processus de développement. Pour assurer leur viabilité, il
s’avère essentiel de réduire les coûts de production et d’optimiser les processus de production.
I. Biocarburants conventionnels
Il existe différents types de biocarburants conventionnels. On distingue principalement le bioéthanol,
le biodiesel et l’huile végétale pure.
Tableau 01 : Propriétés des biocarburants conventionnels
Densité PCI
Biocarburant Processus Phase Type de moteur
(kg/m³) (MJ/kg)
Bioéthanol Hydrolyse ou extraction, Liquide 794 26,8 Essence
ETBE fermentation, distillation Liquide 750 36,3 Essence
Biodiesel Trituration, transestérification,
Liquide 890 36,8 Diesel
(EMAG) purification
HVP (Colza) Trituration, filtration Liquide 910 37,6 Diesel
Sources : Edwards et al. (2011a), Agri for Energy (2011)
Bioéthanol et ETBE
Le bioéthanol est un alcool utilisé en mélange avec l’essence. Il est produit par fermentation des
sucres issus de cultures amylacées (froment, blé, maïs) ou de cultures sucrières (betterave, canne à
sucre). La séparation des sucres se réalise par hydrolyse (cultures amylacées) ou directement par
extraction (cultures sucrières). La deuxième étape du processus est la transformation des
monosaccharides en éthanol par fermentation. Celui-ci est alors distillé pour pouvoir être utilisé
comme carburant. Ce processus génère des coproduits principalement valorisables en alimentation
humaine et animale. Toutefois, ils peuvent également être utilisés pour fertiliser les sols ou pour
générer de l’électricité et de la chaleur par cogénération.
L’ETBE (Ethyl Tertio Butyl Ether) provient de la synthèse de l’éthanol (47 %) avec l’isobutène, un
composant fossile. Ce carburant est utilisé actuellement car il est plus facile à mettre en œuvre d’un
point de vue logistique.
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne3
Biodiesel
Le biodiesel fait référence à l’ester méthylique d’acide gras (EMAG). Il est issu de la trituration par
pressage à chaud de graines oléagineuses, principalement le colza en Belgique. Le biodiesel est
produit par réaction de transestérification de l’huile végétale qui en est extraite avec du méthanol en
présence d’un catalyseur (CRIP-Bioraffinage, 2013). Tout comme pour la production de bioéthanol, la
production de biodiesel génère des coproduits utilisés dans l’alimentation animale ou dans les
industries pharmaceutique, cosmétique, chimique, etc.
Huile Végétale Pure (HVP)
L’huile végétale pure est également produite par trituration de graines oléagineuses mais le
pressage se réalise à froid et dans des petites unités de production. L’huile est ensuite filtrée et peut
être utilisée comme carburant en mélange avec le diesel ou pure dans des moteurs Diesel adaptés.
II. Biocarburants avancés
Les biocarburants avancés sont produits à partir de matières premières non alimentaires. Les
technologies utilisées sont beaucoup plus complexes que celles de la 1ère génération et à l’heure
actuelle, des contraintes technico-économiques ne permettent pas encore une production à l’échelle
industrielle. Plusieurs voies permettent la transformation de la biomasse lignocellulosique en
biocarburant. On distingue les voies thermochimique, biochimique et chimique ainsi que les
biocarburants d’origine algale. Cette section décrit brièvement les principales technologies. D’autres
sont en cours de développement bien qu’elles ne soient pas répertoriées dans ce document.
Tableau 02 : Propriétés des biocarburants avancés
Densité PCI
Biocarburant Voie Processus Phase Type de moteur
(kg/m³) (MJ/kg)
Huile de pyrolyse Thermochimique Pyrolyse Liquide 1 200 17,2 Diesel
Liquide FT Thermochimique Gazéification Liquide 780 44,0 Diesel
Thermochimique Gazéification
Biométhanol Liquide 793 19,9 Essence
Chimique Craquage
Diesel adapté ou
BioDME Thermochimique Gazéification Liquide 670 28,4 essence en mélange
avec LPG
BioSNG Thermochimique Gazéification Gazeuse / 45,1 CNG
BioH2 Thermochimique Gazéification Gazeuse / 120,1 Piles à combustibles
Fermentation
EtOH cellulosique Biochimique Liquide 794 26,8 Essence
éthanolique
Fermentation
Biobutanol Biochimique Liquide 813 32,1 Essence
ABE
1 Fermentation
Biogaz Biochimique Gazeuse / 50,0 CNG
méthanique
Bioéthanol Chimique Déshydratation Liquide 794 26,8 Essence
Biodiesel Chimique Estérification Liquide 890 36,8 Diesel
Tallol Diesel Chimique Estérification Liquide 880 36,5 Diesel
Huile végétale Hydro-
Chimique Liquide 780 44,1 Diesel
hydrotraitée (HVO) traitement
Biodiesel d’origine Avec ou sans
Algues Liquide 864 41 Diesel
algale extraction
Biopétrole Avec ou sans
Algues Liquide 820 42 /
(Crude Oil) extraction
Sources : Edwards et al. (2011a-b), Steele et al. (2012),
Merola et al. (2012), Mikkonen et al. (2012), Kurzin et al. (2007), Amin (2009)
1
Les caractéristiques du biogaz sont considérées identiques à celles du biométhane
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne4
II.1. Voie thermochimique
La voie thermochimique transforme la biomasse solide en combustibles gazeux ou liquides. Ceux-ci
sont soit convertis en biocarburants, soit directement utilisés pour la production de chaleur et
d’électricité à travers le processus de cogénération.
Pyrolyse
La pyrolyse est un processus de destruction de la matière organique par la chaleur en absence
d’oxygène permettant l’homogénéisation de la biomasse traitée. Grammont (2006) précise que les
conditions de chauffage orientent la réaction vers une des trois phases valorisables : solide (charbon
végétal), liquide (huile de synthèse) et gazeuse (CO2, CO, H2, CH4, …). La pyrolyse rapide permet la
production d’huile de pyrolyse qui peut être stockée, brulée ou utilisée comme carburant dans des
moteurs Diesel. Selon Meier et al. (2013), la conversion de la matière première en huile de pyrolyse
peut atteindre jusqu’à 75 % massiques. Les sous-produits de la réaction peuvent quant à eux être
utilisés pour fournir de la chaleur et de l’électricité.
La pyrolyse constitue également une étape intermédiaire de la gazéification pour la production d’un
gaz de synthèse, puis de biocarburants. Cette option s’avère prometteuse car l’utilisation de
biomasse liquéfiée réduit les coûts élevés liés au stockage de la matière première et à son transport
vers les installations de gazéification.
Gazéification
La gazéification est la transformation thermique d’un combustible solide en présence d’un réactif
gazeux (O2, H2O, H2, air, etc.) pour former un gaz de synthèse appelé syngas (synthetic gas). Celui-ci
est principalement composé de CO et de H2. Il est utilisable comme combustible gazeux ou comme
intermédiaire de réaction pour la production de carburants.
Cette technologie comporte plusieurs étapes (Sauvage, 2011 ; IFPEN, 2013) :
Prétraitement de la biomasse : la biomasse est d’abord prétraitée par pyrolyse ou torréfaction
pour obtenir une matière homogène.
Gazéification de la biomasse prétraitée : la gazéification de la matière s’opère ensuite pour
former un gaz de synthèse appelé syngas.
Purification du syngas : le gaz de synthèse doit être purifié pour éliminer les composés
indésirables comme les sulfures, les métaux lourds, le CO2, le goudron ou les cendres.
Transformation en biocarburant : le syngas purifié est ensuite transformé en carburant liquide
(Liquide FT, bioéthanol, bioDME) ou gazeux (bioSNG, H2), selon le procédé de production.
Le liquide FT (Fischer-Tropsch), est constitué d’un mélange d’hydrocarbures de différentes longueurs
de chaines carbonées. Il peut être utilisé en mélange illimité avec le diesel d’origine fossile dans les
moteurs traditionnels. La qualité du gaz de synthèse est déterminante pour assurer le bon
déroulement du procédé.
Le biométhanol (CH3OH) est synthétisé par une combinaison de la réaction du syngas à l’eau et de
l’hydrogénation catalytique du CO2, puis par une étape de distillation nécessaire pour séparer le
méthanol de l’eau. Ce combustible liquide peut être utilisé comme carburant dans les moteurs à
essence mais il présente plusieurs inconvénients comme un contenu énergétique relativement faible
et une toxicité élevée (Schwietzke et al., 2008). Le biométhanol constitue également un produit
intermédiaire dans les processus de production d’autres biocarburants comme le bioDME ou le
bioH2. Enfin, il peut être utilisé dans des applications non énergétiques comme la production de
plastique ou de peinture (BioMCN, 2013).
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne5
Le bioDME (diméthylether) est généralement produit en deux étapes : la synthèse du méthanol et sa
déshydratation (Landälv, 2011a). Ce combustible peut être utilisé directement dans les moteurs
Diesel adaptés ou en mélange avec du LPG (Liquefied Petroleum Gas). Les inconvénients du bioDME
sont dus à ses propriétés physiques. C’est un produit gazeux à température et pression ambiantes, ce
qui requiert des infrastructures de distribution adaptées. De plus, le faible contenu énergétique du
bioDME augmente le volume du réservoir des véhicules et des additifs de lubrification sont
nécessaires pour améliorer sa viscosité (Schwietzke et al., 2008).
Le bioSNG (Synthetic Natural Gas) est un gaz contenant principalement du méthane (CH4), tout
comme le biogaz issu de la voie biochimique. Il est produit par méthanation du gaz de synthèse, soit
en voie propre soit en coproduction avec le liquide FT (Schwietzke et al., 2008). La composition du
bioSNG est identique à celle du gaz naturel, ce qui le rend miscible au CNG (Compressed Natural Gas)
et lui permet de bénéficier du réseau de distribution du gaz naturel (van der Drift et al., 2012). Pour
pouvoir être utilisé comme carburant, le bioSNG doit être liquéfié par compression, ce qui demande
une quantité d’énergie additionnelle. Celle-ci pourrait cependant être compensée par la chaleur
produite lors du processus exothermique de méthanation (Mertens & Roïz, 2010).
Le biohydrogène (H2) issu de la biomasse peut être produit selon de nombreuses méthodes tant
thermochimiques que biochimiques. C’est la teneur en eau de la matière première qui détermine la
méthode la plus appropriée (Bradley et al., 2009). Ce gaz a l’avantage de pouvoir être stocké sous
différentes formes. Il présente un contenu énergétique élevé par unité de masse et est utilisé dans
des piles à combustible (NEW-IG, 2011).
II.2. Voie biochimique
La voie biochimique est issue de processus biologiques et chimiques. Généralement, elle se réalise
par hydrolyse puis fermentation de la biomasse lignocellulosique, ce qui permet d’obtenir de
l’éthanol cellulosique, du biobutanol ou du biogaz, selon le type de fermentation.
Le processus biochimique de production des biocarburants avancés issus de la fermentation
comporte plusieurs étapes (EERE, 2012 ; IFPEN, 2013) :
Le prétraitement de la biomasse peut être réalisé au moyen de nombreux procédés
physiques, chimiques ou biologiques. Il permet de libérer la fraction hydrolysable de la
biomasse (éthanol et biobutanol) ou d’améliorer sa biodégradabilité (Biogaz)
L’hydrolyse de la cellulose et des hémicelluloses libérées lors du prétraitement permet leur
transformation en monosaccharides.
La fermentation des monosaccharides est de type éthanolique (éthanol cellulosique),
acétonobutylique (butanol) ou méthanique (Biogaz).
L’épuration du produit de la fermentation par distillation et déshydratation est nécessaire
pour éliminer les substances indésirables et améliorer la qualité du combustible.
Fermentation éthanolique
L’éthanol cellulosique est chimiquement identique au bioéthanol de première génération, mais son
processus de production est plus compliqué (EBTP, 2013). En effet, la transformation de la lignine, de
la cellulose et des hémicelluloses contenus dans la biomasse en sucres fermentescibles requiert des
étapes de prétraitement et d’hydrolyse enzymatique (Tutt et al., 2012). Une fois les sucres
fermentescibles isolés, la suite du processus de production est similaire à celui du bioéthanol
conventionnel (ePURE, 2013).
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne6
Fermentation acétonobutylique
La production du biobutanol est comparable à celle de l’éthanol cellulosique si ce n’est que la
transformation des sucres en alcool se réalise par fermentation acétonobutylique grâce à la bactérie
Clostridium acetonobutylicum. Elle est également connue sous le nom de fermentation ABE, faisant
référence aux trois principaux sous-produits que sont l’acétone, le butanol et éthanol. (Kumar &
Gayen, 2011) Le biobutanol peut donc être produit à partir des mêmes matières premières que
l’éthanol cellulosique et pourrait bénéficier des infrastructures de distribution existantes sans
modification importante. De plus, ses propriétés chimiques permettent un plus haut pourcentage
d’incorporation à l’essence que le bioéthanol dans les moteurs conventionnels (Butamax, 2013).
Fermentation méthanique
Le biogaz est le produit de la fermentation anaérobie de matières organiques animales ou végétales
riches en sucres. Cette biomasse fermentescible comprend des déchets urbains et ménagers, des
sous-produits industriels ou encore des résidus agricoles. Pour pouvoir être utilisé comme carburant,
le biogaz obtenu suite à la fermentation méthanique doit être purifié afin d’éliminer son contenu en
CO2, H2S, H2O et autres contaminants. Le biométhane obtenu est un gaz dont la concentration en
méthane (CH4) atteint au moins 95 % (Biogasmax, 2010). Il a la même composition chimique que le
gaz naturel et peut donc être utilisé dans le réseau de gaz baturel actuel (Verbio, 2013).
II.3. Voie chimique
Les processus chimiques de production de biocarburants ne sont pas des nouvelles technologies
puisqu’ils sont déjà connus et utilisés depuis plusieurs années, notamment pour la production des
biocarburants conventionnels. Toutefois, la voie chimique doit être inclue dans cette section car
certains biocarburants avancés en sont issus. On distingue les processus d’hydrotraitement, de
décarboxylation, de craquage, de déshydratation et d’estérification.
Hydrotraitement
L’hydrotraitement des huiles végétales, graisses animales et sous-produits de la raffinerie avec de
l’hydrogène est une réaction chimique permettant la production d’hydrocarbures. Ceux-ci,
également appelés huiles végétales hydrotraitées (HVO – Hydrotreated Vegetable Oil), sont libres
de sulfures, d’oxygène, d’azote et de composés aromatiques (Bacovsky et al., 2013). L’HVO peut être
mélangée au diesel ou utilisée pure dans des flottes captives afin d’améliorer la qualité locale de l’air.
Dans ce cas, il est parfois nécessaire de calibrer le système d’injection à cause de la faible densité du
liquide (Mikkonen et al., 2012).
Décarboxylation
La décarboxylation des acides gras extraits des huiles et des graisses par hydrolyse produit une série
d’hydrocarbures dont du biodiesel (Bacovsky et al., 2013). Tout comme l’hydrotraitement, cette
réaction chimique élimine le CO2 contenu dans les molécules organiques. Toutefois, la
décarboxylation catalytique n’utilise que peu ou pas d’hydrogène (Alipha Jet, 2013), ce qui pourrait à
terme rendre la méthode moins coûteuse.
Production de biométhanol par craquage
Après avoir été purifiée et évaporée, la glycérine brute, coproduit de la production de biodiesel
conventionnel, peut être transformée en gaz de synthèse par craquage (Bacovsky et al., 2013). Ce gaz
de synthèse est ensuite utilisé pour produire du biométhanol, qui doit encore être purifié par
distillation avant d’être stocké (BioMCN, 2013).
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne7
Estérification
Ce processus est semblable à celui permettant la production de biosiesel conventionnel mais la
matière première utilisée est de l’huile de cuisson usagée (UCO – Used Cooking Oil) ou de la résine
liquide issue de la production de pâte à papier (tallol ou tall oil). La réaction d’estérification est issue
du mélange de l’huile avec du méthanol et de l’acide sulfurique. Le diesel brut est ensuite distillé et
purifié pour former un hydrocarbure dont les caractéristiques sont semblables à celles du biodiesel
(Chemrec, 2013).
II.4. Biocarburants d’origine algale
La production de biocarburants d’origine algale est une autre voie qui pourrait constituer une
alternative très intéressante. En effet, le contenu énergétique de ce type de carburant est élevé tout
comme le rendement à l’hectare. De plus, la production d’algues requiert de grandes quantités de
CO2 et permet de réduire fortement la compétition avec l’agriculture conventionnelle pour les
surfaces agricoles et les nutriments, mais également pour l’approvisionnement en eau potable. (IEA
Bioenergy, 2011) Cependant, cette nouvelle technologie est actuellement confrontée à des défis
techniques et économiques très importants car elle exige une grande maitrise des conditions de
culture et de récolte ainsi qu’une amélioration des processus de production en aval (IFPEN, 2013).
C’est la raison pour laquelle certaines sources considèrent que ce type de biocarburants est à classer
dans une 3ème génération.
Plusieurs voies de production de biocarburants d’origine algale sont actuellement à l’étude. Ces
technologies peuvent être classées en trois catégories (EERE, 2010) :
Le traitement de produits lipidiques extraits de la biomasse algale. L’huile extraite de la
biomasse algale peut produire un carburant de type biodiesel en subissant une réaction
chimique de transestérification, une conversion enzymatique ou un craquage catalytique. Ce
processus est actuellement le plus avancé car il est relativement facile à mettre en œuvre.
La production directe de biocarburants à partir d’algues, sans extraction. La biomasse algale
est fermentée dans des photobioréacteurs (PBR). En fonction du type de fermentation et des
conditions de traitement, il est possible de produire des alcools (éthanol, méthanol ou
butanol), des alcanes ou encore du bioH2.
Le traitement de l’ensemble de la biomasse algale, sans extraction. Ces traitements sont
similaires aux procédés de production de biocarburants issus de la biomasse lignocellulosique
terrestre (pyrolyse, gazéification, digestion anaérobie), ce qui permettrait d’obtenir une large
gamme de biocarburants.
La première voie de production est la plus avancée car elle comprend moins de freins
technologiques. Les deux autres catégories, plus complexes, permettent d’envisager la production
d’une large gamme de biocarburants potentiellement viables tout en réduisant les coûts liés à
l’extraction de l’huile.
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne8
Contexte législatif
I. Législation européenne
Promotion des biocarburants en Europe
La Directive 2003/30/CE2, publiée en mai 2003, a pour but d’accroitre la part des énergies
renouvelables dans le secteur des transports afin d’en réduire l’impact sur la santé et
l’environnement. Cette directive européenne établit les bases de la promotion des biocarburants en
fixant des objectifs nationaux à atteindre entre 2005 et 2010. Ceux-ci reposent sur des valeurs de
référence indicatives, à savoir 2 % de biocarburants dans la consommation énergétique du transport
en 2005 et 5,75 % en 2010.
Paquet Climat-Energie
En janvier 2008, la Commission européenne a présenté un plan d’action pour l’Europe appelé
« Paquet Climat-Energie » ou « Politique 20-20-20 ». Celui-ci a été adopté en décembre 2008 par le
Parlement européen et en avril 2009 par le Conseil de l’Union européenne. Le plan comprend un
triple objectif pour l’Union européenne en 2020 (CE, 2008) :
Augmenter de 20 % l’efficacité énergétique
Réduire de 20 % les émissions de gaz à effet de serre (GES)
Atteindre une proportion de 20 % d’énergies renouvelables dans la consommation
énergétique totale de l’UE
Dans le cadre de ce paquet Climat-Energie, les deux directives européennes 2009/28/CE et
2009/30/CE concernent plus particulièrement les biocarburants.
D’une part, la Directive 2009/28/CE3 relative à la promotion de l’utilisation de l’énergie produite à
partir de sources renouvelables, également appelée RED (Renewable Energy Directive), fixe un
objectif contraignant pour les Etats membres d’une part de 10 % d’énergies renouvelables dans le
transport en 2020. Afin de promouvoir l’utilisation des biocarburants avancés, la RED prévoit une
double comptabilisation dans cet objectif pour les biocarburants produits à partir de déchets, de
résidus, de matières cellulosiques d’origine non alimentaires et de matières lignocellulosiques.
D’autre part, la Directive 2009/30/CE4 relative à la qualité de l’essence ou FQD (Fuel Quality
Directive) fait obligation aux fournisseurs de réduire d’au moins 6 % les émissions de GES sur
l’ensemble du cycle de vie des carburants utilisés dans l’UE par rapport aux normes de base imputées
aux carburants fossiles en 2010. Cet objectif peut être atteint en incorporant des biocarburants dans
les carburants fossiles ainsi qu’en améliorant les technologies de production des raffineries.
2
Directive 2003/30/CE du Parlement européen et du Conseil du 08 mai 2003 visant à promouvoir l’utilisation de biocarburants ou autres
carburants renouvelables dans les transports (JO L 123 du 17.5.2003)
3
Directive 2009/28/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 avril 2009 relative à la promotion de l’utilisation de l’énergie produite à
partir de sources renouvelables (JO L 140 du 5.6.2009)
4
Directive 2009/30/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 avril 2009 qui concerne les spécifications relatives à l’essence, au
carburant diesel et aux gazoles ainsi que l’introduction d’un mécanisme permettant de surveiller et de réduire les émissions de gaz à effet de
serre (JO L 140 du 5.6.2009)
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne9
Ces deux directives définissent également des critères de durabilité pour les biocarburants
consommés en Europe, qu’ils soient importés ou produits sur le territoire de l’UE :
Réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) : tout au long de leur cycle de vie, les
biocarburants doivent réduire les émissions de GES par rapport à l’équivalent fossile de
minimum 35 % jusqu’en 2017 et 50 % postérieurement. De plus, la réduction des émissions de
GES doit atteindre au moins 60 % à partir de 2018 pour les biocarburants produits dans des
installations dans lesquelles la production aura démarré après le 31 décembre 2016.
Protection de la biodiversité : les biocarburants ne peuvent pas être produits à partir de
matières premières provenant de terres de grande valeur en termes de diversité biologique.
Ces terres comprennent les forêts primaires, les zones protégées et les prairies présentant une
grande valeur sur le plan de la biodiversité.
Maintien des stocks de carbone : les biocarburants ne peuvent pas être produits à partir de
matières premières cultivées sur des terres présentant un important stock de carbone. Il s’agit
des zones humides, des zones forestières continues et des tourbières.
En ce qui concerne les biocarburants issus de matières premières cultivées dans la Communauté
européenne, ils sont soumis à la Conditionnalité de la PAC (Politique Agricole Commune). Ils doivent
donc respecter les exigences minimales assurant le maintien de bonnes pratiques agricoles et
environnementales.
Les biocarburants ne satisfaisant pas aux critères de durabilité ne peuvent être comptabilisés ni dans
les objectifs nationaux ni dans les objectifs en matière d’énergie renouvelable. Ils ne sont pas non
plus admissibles à une aide financière pour leur mise à la consommation.
La conformité aux critères de durabilité peut être vérifiée soit directement par les Etats membres
(système national ou accords bilatéraux et/ou multilatéraux avec des pays tiers) soit à travers un
système volontaire reconnu par la Commission européenne. Il existe actuellement 14 systèmes
volontaires agréés (Annexe I).
Révision des directives européennes sur les énergies renouvelables dans le transport
En octobre 2012, la Commission européenne a publié une proposition d’amendement de la RED et
de la FQD en matière de biocarburants5. Le texte, qui doit encore être approuvé par le Conseil de l’UE
et le Parlement européen, a pour but de renforcer les critères de durabilité déjà existants et
d’encourager la transition des biocarburants conventionnels vers les biocarburants avancés.
La Commission propose de plafonner la contribution des biocarburants conventionnels à 5 % de la
consommation finale d’énergie dans le secteur des transports en 2020 tout en maintenant l’objectif
initial de 10 % d’énergies renouvelables dans les transports. Parallèlement, seuls les biocarburants
avancés bénéficieront d’un soutien dans le cadre de la politique en faveur des énergies
renouvelables après 2020. Il est question également d’octroyer aux biocarburants d’origine algale
ainsi qu’à ceux issus des déchets et résidus une contribution aux objectifs nationaux équivalente à
quatre fois leur contenu énergétique, tout en maintenant la double contribution pour les autres
biocarburants produits à partir de biomasse lignocellulosique (Annexe II).
En ce qui concerne les critères de durabilité, la réduction des émissions de GES résultant de
l’utilisation de biocarburants produits dans des installations mises en service après le 1er juillet 2014
devra atteindre minimum 60 %. Il est également proposé de prendre en compte les changements
indirects d’affectation des sols (ILUC – Indirect Land Use Changes) dans le calcul des émissions de
5
COM(2012) 595 final – 2012/0288 (COD)
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne10
GES des biocarburants. Lorsque des surfaces agricoles initialement destinées au marché alimentaire
ou à la production de fibres sont convertis à la production de biocarburants, des terres non agricoles
doivent être mises en production pour satisfaire la demande de ces produits, ce qui entraine des
émissions de GES supplémentaires. Pour tenir compte de ce paramètre, la Commission propose
d’attribuer un coefficient CO2 lié aux ILUC dans le calcul du bilan carbone des biocarburants :
Céréales et autres plantes riches en amidon : 12 gCO2/MJ
Plantes sucrières : 13 gCO2/MJ
Plantes oléagineuses : 55 gCO2/MJ
Les estimations des émissions liées aux ILUC ont été calculées par modélisation. Malgré les progrès
scientifiques, celles-ci demeurent tributaires du cadre et des hypothèses utilisées et leurs résultats
peuvent varier en fonction de ceux-ci. C’est pourquoi la Commission se propose de réviser le modèle
ILUC avant le 31 décembre 2017 en rédigeant un rapport sur l’efficacité des mesures instaurées. Ce
rapport se basera sur les données scientifiques disponibles les plus récentes.
La proposition d’amendement est actuellement en cours de révision au Parlement européen et au
Conseil de l’UE. En mars 2013, suite à la 3224ème session du Conseil de l’UE, la Présidence irlandaise a
publié une note basée sur les positions exprimées par les délégations nationales6. Deux options sont
présentées dans cette note et il a été demandé à la Commission européenne ainsi qu’aux
délégations nationales d’exprimer leur point de vue quant aux alternatives proposées.
L’option A propose de ne limiter à 5 % que les cultures oléagineuses et d’appliquer la
comptabilisation multiple non seulement aux objectifs pour le transport mais également aux
objectifs globaux en matière d’énergies renouvelables.
Afin de protéger les investissements réalisés et de rendre les objectifs européens à l’horizon
2020 plus réalisables, l’option B propose d’augmenter la limitation des biocarburants
conventionnels de 5 % à 8,6 % dans le secteur des transports.
Malgré ces changements importants dans la législation européenne, aucun objectif n’a actuellement
été fixé après 2020. Or, une politique à long terme en matière d’énergies renouvelables semble
nécessaire pour assurer le développement du secteur.
II. Législation belge
Transposition des Directives européennes
La Directive européenne 2003/30/CE visant à promouvoir l’utilisation de biocarburants dans le
secteur des transports a été transposée en Belgique par l’Arrêté Royal du 04 mars 20057. Ce texte
définit les caractéristiques des biocarburants ainsi que les objectifs de leur mise sur le marché belge.
Les critères de durabilité définis dans la RED ont été mis en place aux niveaux fédéral et régional. En
effet, le volet relatif aux biocarburants relève des compétences fédérales tandis que les bioliquides
relèvent des compétences régionales (Parlement wallon, 2013). La transposition en droit belge des
critères de durabilité des biocarburants et des bioliquides a donc été réalisée au travers de 4 Arrêtés
publiés en 2011. Il s’agit d’une part de l’Arrêté Royal du 26 novembre 20118 pour les biocarburants et
d’autre part des Arrêtés Gouvernementaux du 08 avril 20119 (Région flamande), du 26 mai 201110
(Région de Bruxelles-Capitale) et du 24 novembre 201111 (Région wallonne) pour les bioliquides.
6
7480/13 – 2012/0288 (COD)
7
Arrêté Royal du 04 mars 2005 concernant les biocarburants et les autres carburants renouvelables (M.B. 08/03/2005)
8
Arrêté Royal du 26 novembre 2011 établissant des normes de produits pour les biocarburants (M.B. 07/12/2011)
9
Arrêté du Gouvernement flamand du 08 avril 2011 introduisant les critères de durabilité pour les bioliquides (M.B. 23/05/2011)
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
Conséquences pratiques et opportunités pour la Région wallonne11
Régime de défiscalisation des biocarburants
En Belgique, une politique de défiscalisation des biocarburants est prévue depuis 2006 afin de
soutenir la filière malgré des coûts de production relativement élevés. Afin de maintenir une
neutralité budgétaire pour l’Etat, la perte d’accises générée par l’exonération des biocarburants a été
compensée par une augmentation de l’accise pour les carburants fossiles. Dans la pratique, la
défiscalisation des biocarburants a généré des rentrées supplémentaires pour l’Etat car la
compensation est basée sur des quotas qui n’ont pas été atteints.
L’Arrêté Royal du 10 mars 200612 sur l’huile de colza utilisée comme carburant permettait aux
agriculteurs de commercialiser directement de l’huile végétale pure (HVP) issue de leurs propres
cultures aux consommateurs possédant un véhicule adapté. Ce texte accordait également une
exemption fiscale pour l’huile végétale pure utilisée comme carburant sous certaines conditions pour
une période de 6 ans. Il a pris fin au début du mois d’avril 2012 mais il n’a pas encore été prolongé.
La Loi du 10 juin 200613 prévoit une exonération de l’accise pour le bioéthanol et le biodiesel
mélangés à faible pourcentage dans les carburants fossiles. Ce régime de défiscalisation, valable
jusqu’au 30 septembre 2013, s’applique sur des quotas annuels de 250 000 m³ de bioéthanol et de
380 000 m³ de biodiesel. Pour bénéficier de l’exonération de l’accise, les biocarburants doivent être
produits dans une des 7 installations belges ayant été sélectionnées suite à un appel d’offres
européen. Depuis 2006, plusieurs Arrêtés Royaux ont été adoptés afin d’actualiser les taux d’accises
des carburants traditionnels non mélangés et des carburants mélangés aux biocarburants.
Les quotas annuels alloués aux biocarburants n’ayant pas été atteints, le Projet de Loi du 24
décembre 201214 propose une prolongation du régime d’aide sur ces biocarburants pour une période
de 6 ans ou jusqu’à épuisement des quotas initiaux. Avant d’être définitivement adopté, ce projet de
loi doit encore être approuvé par la Commission européenne.
Obligation d’incorporation des biocarburants dans les carburants fossiles
En Belgique, la Loi du 22 juillet 200915 impose un seuil minimum d’incorporation des biocarburants
dans les carburants fossiles. Par conséquent, toute société pétrolière enregistrée se voit obligée de
mettre à la consommation au cours d’une même année civile une quantité de bioéthanol, pur ou
sous forme d’ETBE, et de biodiesel à concurrence d’au moins 4%v de la quantité d’essence et de
diesel mis à la consommation, respectivement. Cette loi est en vigueur jusqu’au 30 juin 2013. Une
nouvelle loi devrait la remplacer, mais elle est encore à l’étude. En ce sens, la Chambre des
Représenants de Belgique a adopté un Projet de Loi du 20 juin 201316 et l’a transmis au Sénat. Ce
texte vise à augmenter les taux minimum d’incorporation des biocarburants. Le texte a été transmis
au Sénat.
10
Arrêté du Gouvernement de la Région de Bruxelles-Capitale du 26 mai 2011 relatif à la promotion de la cogénération (M.B. 20/06/2011)
11
Arrêté du Gouvernement wallon du 24 novembre 2011 relatif à l’électricité produite au moyen de cogénération (M.B. 08/12/2011)
12
Arrêté Royal du 10 mars 2006 en matière d’huile de colza utilisée comme carburant (M.B. 20/03/2006)
13
Loi du 10 juin 2006 concernant les biocarburants (M.B. 16/06/2006)
14
Projet de Loi du 24 décembre 2012 concernant les biocarburants (M.B. 28/12/2012)
15
Loi du 22 juillet 2009 relative à l’obligation d’incorporation de biocarburants dans les carburants fossiles (M.B. 03/08/2009)
16
Projet de Loi du 20 juin 2013 relative aux volumes nominaux minimaux de biocarburants durables (DOC 52 2866/005)
Modification de la législation UE sur les biocarburants :
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