Le bioéthanol – carburant suisse

Le bioéthanol – carburant suisse
Contenu
Bioéthanol:
potentiel et perspectives
Pierre Schaller
alcosuisse
Club Environnement de Fribourg - 5 novembre 2003
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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
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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
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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, petitlait, 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
2020
2015
2010
5.75%
2005
2.0%
2001
0.3%
7/31
7.0%
8.0%
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
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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:
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Contenu
Projets pilotes à Delémont, Schachen, et Vevey
Projet
Etat
diEsel10
essEnce5
alcosuisse Delémont
alcosuisse Schachen/LU
Depuis avril 2001
Depuis août 2002
5 véhicules
3 véhicules
1 véhicule
-
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
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Matières premières suisses pour une production
indigène
Disponibilité 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
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Long terme
• Ecobilan favorable
• Intérêt des agriculteurs
• Production économique
Recherche et développements
industriels
• Topinambour
• Herbe, fanes, déchets de bois
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
150
300 - 1950
Herbe
2 - 13 (MS)
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
12/31
23
Les co-produits
Co-produit issu de:
Nature du co-produit
Utilisation du co-produit
Mélasses de betteraves
Sirop (60% matières sèches) riche
en protéines
Alimentation animale
Céréales déclassées
Drèches séchées riches en
protéines (30%)
Alimentation animale de choix
Pommes de terre
déclassées
Vinasses à faible valeur nutritive
Fertilisant en épandage sur des terres proches,
production d’énergie par méthanisation
Petit-lait & perméat
Levures et vinasses
Différentes utilisations possibles en fonction des
procédés
Topinambour
Sirop riche en matières azotées,
Pulpe et fanes
Alimentation animale,
affouragement frais
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Schéma de production
Unité multi-matières premières de 45 millions litres etha+ par année
CEREALES
BROYAGE
POMMES
DE TERRE
MELASSES
PETIT LAIT
RAPAGE
LIQUEFACTION
SACCHARIFICATION
FERMENTATION
DISTILLATION
DESHYDRATATION
SEPARATION
DRECHES
PRE
CONCENTRATION
SECHAGE
GRANULATION
D.D.G.S.
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CONCENTRATION
VINASSES
Pommes de Terre
SIROP DE MELASSES
58% MS
VINASSES
Usine 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
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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 camion
IVECO
Voiture VW
Bora diesel
Voiture Ford Focus
essence
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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
Æ
Æ
Æ
Treibstoffverbrauch
Ê
Æ
Ì
T.CH-Emissionen
Ç
Ê
Ì
CO2-Emissionen
Ì
Ì
Ì
Pot. zur Ozonbildung
-
Ç
Ê
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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
–
–
–
–
–
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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.)
Synthèse des résultats de l’analyse de cycle de vie
Moteur IVECO
VW Bora
FORD Focus
Carburants
diEsel10
diEsel10
essEnce5
Consommation
d’énergie
– 02.2 %
– 06.9 %
– 04.7 %
Effet de serre
– 04.5 %
– 05.0 %
– 03.9 %
Eutrophisation
– 02.2 %
– 07.0 %
– 04.8 %
Acidification
– 00.2 %
+ 07.7 %
+ 00.9 %
Effets
cancérigènes
–
+ 29.9 %
– 26.4 %
Effets
respiratoires
–
– 01.3 %
+ 04.9 %
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Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique
Ford Focus pour 100 km
N10 GVE
Consommation de carburant :
Consommation
[l/100 km]
8
7
6.966
7.033
0.35
6
5
4
7.03
3
6.62
2
1
0
essence
Utilisation (essence)
21/31
essEnce5
Utilisation (bioéthanol)
= - 1%
= - 0,067 l. / 100km
Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique
Ford Focus pour 100 km
N10 GVE
Consommation d‘énergie
primaire fossile
[l/100 km]
Substitution d‘énergie primaire fossile :
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
9.55
2.52
22/31
2.14
= - 4,7 %
= - 0,448 l. pétrole brut / 100 km,
0.35
à 7 l. essEnce5 / 100 km :
= - 0,064 l. pétrole brut / l. essEnce5
7.03
6.62
à 0,05 l. bioéthanol / l. essEnce5
= - 1,288 l. pétrole brut/ l. bioéthanol incorporé
essence
Utilisation (essence)
9.10
essEnce5
Utilisation (bioéthanol)
Production
Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique
Ford Focus pour 100 km
N10 GVE
Réduction des émissions de gaz à effet de serre :
Emissions de
gaz à effet de serre
[kg CO2eq / 100 km]
25
21.10
20.28
20
4.61
= - 0,821 kg CO 2eq / 100 km,
4.54
15
à 7 l. essEnce5 / 100 km :
= - 0,118 kg CO 2eq• / l. essEnce5
10
16.50 15.74
à 0,05 l. bioéthanol / l. essEnce5
5
= - 2,36 kg CO 2eq / l. bioéthanol incorporé
0
23/31
= - 3,9 %
essence
essEnce5
Utilisation
Production
Comparaison bioéthanol <=> essence
Réduction des émissions de CO2 et économies d ’énergie primaire fossile
Par litre d ’éthanol (21.3 MJ/lt)
[lt pétrole brut]
0.097
0.212
[kg CO2eq]
0.202
0.192
1.521
0.023
0.332
24/31
0.034
0.596
Par litre d ’essence (32.0 MJ/lt)
Filière éthanol
Filière essence
Agriculture
Extraction
Herbe, bois
Pétrole brut
Transport
Transport
Pré-traitement
Fermentation
Distillation
[kg CO2eq]
0.655
[lt pétrole brut]
1.358
Raffinage
Bioéthanol
Essence
Transport
Transport
Station service
Station service
Combustion
Combustion
2.346
3.001
1.358
Energie 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
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Bilan CO2 des carburants fossiles …
26/31
… et bilan CO2 d‘etha+
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Quantité de bioéthanol [Mio l/an]
Planning de développement - quantité d’éthanol
280
240
200
introduction détaxe &
nouvelle norme volatilité
160
120
100 % = - 600'000 t CO2
Bioéthanol importé
Bioéthanol provenant de l'usine 2
Bioéthanol provenant de l'usine 1
Bioéthanol provenant de Borregaard
décision détaxe &
nouvelle norme volatitité
82 %
60 %
30 %
80
40
< 1%
8%
4%
0
2004
2005
2006
décision
décision
planification construction
usine 1
usine 1
2007
2008
2009
décision
construction
usine 2
Adaptation distribution
Phase pilote
Réalisation usine 1
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Réalisation usine 2
2010
2011
2012
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 20062007
• 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 premières
diverses est réalisable
• Des opportunités pour
l’économie agricole CH se
présentent
• Financièrement la faisabilité
d’une telle production
d’éthanol est démontrée
• Politiquement le projet est un
choix environnemental en
direction de la détaxe
• Les résultats des bilans
énergétique et gaz à effet de
serre montrent un bon
positionnement
• L‘ensemble du parc
automobile peut fonctionner
sans modification, sous
garantie des fabricants
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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.
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