Pourquoi les biocarburants ne peuvent pas remplacer le pétrole

« Le rôle des biocarburants dans la hausse des prix des denrées alimentaires suscite des inquiétudes croissantes… et des doutes sur les avantages climatiques. Cela a conduit à de sérieuses questions sur leur durabilité, « Renewable Fuels Agency

Le Renewable Fuel Standard (RFS2) de la Loi sur l’indépendance et la sécurité énergétiques de 2007 ordonne l’utilisation d’au moins 36 milliards de gallons de biocarburants de transport d’ici 2022, contre environ 15 milliards de gallons de production aujourd’hui (par comparaison, les États-Unis utilisent désormais 140 milliards de gallons d’essence et 63 milliards de gallons de carburant diesel chaque année). De ce nombre, 16 milliards de gallons devraient provenir de « biocarburants cellulosiques », dérivés de parties de plantes, de déchets de bois et d’autres matières premières non alimentaires (bien qu’environ 21 millions de gallons seulement aient été produits en 2014). L’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis est responsable de l’établissement et de la mise en œuvre des règlements pour assurer la conformité. L’éthanol et le biodiesel sont les deux principaux types de biocarburants, dérivés de la matière organique (obtenue directement à partir de plantes, ou indirectement à partir de déchets agricoles, commerciaux, domestiques et / ou industriels). Pour être une alternative viable au pétrole, un biocarburant doit fournir un gain énergétique net, offrir des avantages environnementaux et économiques évidents et ne pas réduire les approvisionnements alimentaires et / ou augmenter leurs coûts. Les biocarburants ne répondent pas à ces exigences et devraient donc rester un marché de niche, utilisé modérément et éventuellement au lieu d’être imposé à une utilisation publique à grande échelle. Les groupes environnementaux eux-mêmes ont constaté qu’entre 2008 et 2022, les biocarburants recevront plus de 400 milliards de dollars de subventions.

Augmentation des prix des carburants et des denrées alimentaires

Un obstacle majeur à la commercialisation des biocarburants est leur coût par rapport aux carburants à base de pétrole. La densité énergétique plus faible et le prix des matières premières rendent les biocarburants plus chers lors de la production de chaleur. Et plus la teneur en biocarburant du carburant est élevée, plus la densité énergétique et donc l’efficacité énergétique sont faibles (voir Fig. 1). Un concept essentiel lors de l’examen des alternatives au pétrole est le retour sur investissement énergétique (EROI), ou combien de gain énergétique net réside dans le produit fini par rapport à l’énergie totale utilisée dans sa production. EROI mesure les processus de production, de distribution et de consommation d’une source d’énergie. Et cela a un impact direct sur le prix, le taux d’adoption, le taux de développement économique et les avantages environnementaux de la société qui en consomme. Le pétrole a un EROI de 16, contre seulement 5,5 pour le biodiesel issu du soja, qui représente environ 60% de la production de biodiesel aux États-Unis. En réalité, cela signifie que les biocarburants contredisent les objectifs / mandats nationaux et nationaux visant à déployer l’efficacité énergétique en tant que « ressource prioritaire » pour réduire à la fois la consommation d’énergie et les émissions de gaz à effet de serre. Par exemple, publié en mai 2014, la Stratégie énergétique de 40 pages de la Maison Blanche pour l’Amérique mentionne 44 fois « l’efficacité »!

Les biocarburants sont corrosifs et provoquent des fissures dans l’acier, de sorte que l’industrie est dominée par les camions et le rail, et non par notre vaste réseau de pipelines moins coûteux. Les camions peuvent augmenter les coûts de transport d’un facteur cinq et le rail d’un facteur trois ou quatre. Cela peut rapidement s’ajouter pour les États du Nord-Est comme New York et le Massachusetts qui souhaitent utiliser plus de biocarburants: 95% de la production d’éthanol et 60% de la production de biodiesel se produisent dans le lointain Midwest. De 2007 à 2014, selon une estimation, les automobilistes américains paient chaque année 10 milliards de dollars supplémentaires en coûts de carburant pour mélanger 93 milliards de gallons d’éthanol dans de l’essence. Le mazout de chauffage conventionnel contenant 2% de biodiesel (actuellement à l’étude comme mandat pour New York) coûte généralement environ 3 à 5 cents le gallon de plus, augmentant de 1 à 2 cents pour chaque pourcentage de biodiesel contenu. En tant que produit commercialisé, l’huile de cuisson usagée des friteuses (« graisse jaune”) est considérée comme le type de biodiesel le plus durable, et la demande est en hausse. La matière première non raffinée seule est maintenant appelée « or liquide », qui coûte plus de 3 dollars le gallon à New York, lorsque les propriétaires de restaurants ont dû payer pour l’emporter il y a quelques années à peine. En raison de la hausse de la valeur, le vol et la vente au « marché noir” ont suivi: seulement 30% des graisses usagées à New York sont récupérées par des collecteurs agréés. Les coûts supplémentaires des biocarburants ne sont souvent pas pris en compte. Une étude publiée en janvier par le World Resources Institute a révélé que les mandats de biocarburants ne tiennent pas compte de leurs coûts d’opportunité, une erreur commune commise par ceux qui privilégient les énergies renouvelables aux formes d’énergie conventionnelles comme le pétrole. L’incohérence des biocarburants et la résistance variable des mélanges créent des problèmes importants, en particulier du point de vue de l’efficacité énergétique. L’EPA, par exemple, a retardé ses volumes de mélange RFS 2014, 2015 et 2016 en raison de prix plus élevés, de dommages à l’équipement (l’éthanol peut nuire aux moteurs), de réparations coûteuses et de pénuries d’approvisionnement.

Les biocarburants augmentent les prix des denrées alimentaires (plus la volatilité de ces prix) et n’ont donc pas beaucoup des avantages positifs pour l’humanité revendiqués par les promoteurs. En fait, l’ONU a demandé aux États-Unis de suspendre ses mandats en matière de biocarburants car cela exacerbait la crise alimentaire: un enfant meurt de faim toutes les 10 secondes. Pour les États-Unis et le monde, 48 millions d’Américains vivent dans la pauvreté et plus de 80% du globe est sous-développé, de sorte que la concurrence croissante entre « carburant et nourriture” est une question morale. Considérons l’éthanol, FarmEcon constate qu’avec la production croissante d’éthanol et les mandats depuis 2006, les prix des aliments ont fortement augmenté, et la famille américaine typique de quatre personnes a payé 2 055 bills de plus en factures alimentaires que ce n’aurait été le cas si les coûts s’étaient maintenus à la ligne de tendance 1950-2005. Plus de 40% du maïs américain est utilisé pour produire de l’éthanol, ce qui a provoqué des émeutes à Mexico, par exemple, en raison des coûts plus élevés des tortillas. La demande de biodiesel augmente le prix du soja, ce qui a un effet de ruissellement énorme, car le soja a littéralement des centaines d’utilisations dans les produits industriels, de l’huile moteur aux crayons en passant par les produits alimentaires et les aliments pour animaux. Plus de 98% de la farine de soja américaine sert à nourrir les porcs, les poulets et les vaches. Aujourd’hui, le bœuf, le porc, la volaille, les œufs et le lait ont connu les hausses de prix les plus spectaculaires, augmentées par la sécheresse, une épidémie de virus et des exportations croissantes.

Les marchés de l’énergie rivalisent désormais régulièrement avec le secteur alimentaire pour l’huile végétale, de sorte que les prix du soja et les prix de l’énergie ont été statistiquement liés, créant un prix plancher pour l’huile de soja. La hausse des prix des denrées alimentaires et de l’énergie élargit déjà dangereusement le problème de « l’insécurité alimentaire. »L’indice des prix alimentaires aux États-Unis approche maintenant 250, sur la base de 100 au milieu des années 1980. Environ 20% des familles américaines avec enfants sont « en insécurité alimentaire. »La hausse des prix alimentaires intérieurs a des conséquences désastreuses à l’échelle mondiale: depuis 2008, les pays en développement, déjà accablés par de faibles revenus et une dette croissante, ont constitué l’essentiel des exportations alimentaires des États-Unis. De plus, malgré des subventions importantes et des politiques protectionnistes, le biodiesel est évidemment plus cher que le mazout de chauffage, nécessitant toujours une aide gouvernementale pour survivre. Nous le savons parce que Platts vient d’annoncer que la décision de l’EPA de retarder la publication des mandats de mélange RFS a laissé le marché du biodiesel « mort. »L’Energy Information Administration des États-Unis ne prévoit pas d’augmentation significative de la production de biodiesel. Comme la santé humaine (p. ex., plus de revenu disponible est la base de notre santé) et les avantages climatiques (par exemple, les décès dus aux intempéries extrêmes ont été réduits de 99% à l’ère des combustibles fossiles depuis 1920) des systèmes énergétiques conventionnels moins chers et plus fiables sont commodément ignorés, même les mandats gouvernementaux bien intentionnés pour les énergies renouvelables comme les biocarburants ne devraient jamais nous rendre aveugles aux réalités du marché. L’année dernière, le Government Accountability Office a constaté que le Département de la Défense des États-Unis payait jusqu’à 150 per le gallon pour des carburéacteurs alternatifs à base d’algues, alors que les carburéacteurs à base d’huile ne coûtaient que 3 gall le gallon.

Fig. 1: Les Biocarburants Ont Des Densités Énergétiques Plus Faibles…et sont donc moins économes en énergie

Sources: JTC;DOE

Avantages environnementaux très discutables

Contrairement à ce que nous entendons, les émissions totales de gaz à effet de serre du cycle de vie des biocarburants sont pratiquement impossibles à mesurer. À titre d’exemple, il existe un désaccord important sur les économies réelles d’énergie et de gaz à effet de serre des biocarburants remplaçant les combustibles fossiles, et « un grand nombre de publications qui analysent le cycle de vie des systèmes de biocarburants présentent des conclusions variables et parfois contradictoires, même pour le même type de biocarburant. » (voir cette étude ici). Alors que les émissions ”directes” peuvent être plus faibles pour les biocarburants, leurs rejets « indirects” beaucoup plus abstraits équivalent généralement à des émissions plus élevées au cours du cycle de vie. En d’autres termes, les gaz à effet de serre sont émis tout au long des différentes étapes de la production et de l’utilisation des biocarburants, de la production des engrais, des pesticides et du carburant utilisés dans l’agriculture, lors du traitement chimique, du transport et de la distribution, jusqu’à l’utilisation finale. Ce processus implique une quantité importante d’énergie fossile tout au long de la chaîne d’approvisionnement, ce qui rend souvent les biocarburants moins respectueux de l’environnement que les carburants à base de pétrole. Du broyage au transport, il peut prendre 18 mégajoules d’énergie fossile pour fabriquer un seul litre de biodiesel à base de soja, ce qui équivaut à un demi-litre d’essence. Les problèmes environnementaux non pris en compte qui découlent indirectement de l’utilisation des biocarburants sont importants: 1) conflits directs entre les terres pour les combustibles et les terres pour l’alimentation, 2) autres changements d’utilisation des terres, 3) pénurie d’eau, 4) perte de biodiversité et 4) pollution azotée par l’utilisation excessive d’engrais.

Le biodiesel à base de soja, notre principale matière première pour le biodiesel, est particulièrement gourmand en terres – il faut cinq fois plus de terres que l’éthanol pour produire la quantité équivalente d’énergie des biocarburants. Le biodiesel émet des émissions de NOx nettement plus élevées que le carburant diesel ordinaire car il contient beaucoup plus d’oxygène (voir cette étude ici). Les NOx sont une famille extrêmement puissante de gaz à effet de serre qui a un impact plus de 300 fois plus important sur le réchauffement de l’atmosphère que le CO2. L’Union des scientifiques concernés a conclu: « les biocarburants ont de graves impacts secondaires qui minent leurs avantages climatiques et constituent une menace pour les ressources en eau. »En 2014, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat a signalé que les émissions indirectes provenant des biocarburants « peuvent entraîner des émissions totales plus importantes que lors de l’utilisation de produits pétroliers. »Et une étude commandée par l’Union européenne s’est concentrée sur les émissions indirectes et a conclu que les émissions de CO2 des biocarburants sont quatre fois plus élevées que celles des produits à base de pétrole. L’Institut international pour le développement durable a également estimé que les avantages climatiques du remplacement des carburants pétroliers par des biocarburants sont fondamentalement nuls. Une étude récente de Chatham House était encore plus franche: « Le biodiesel issu d’huiles végétales s’avère pire pour le climat que le diesel fossile. »

Alors que la tendance de la demande de biocarburants (grâce à l’utilisation obligatoire) est fortement à la hausse, l’utilisation domestique du pétrole dans tous les secteurs est soit en croissance lente, soit stable, voire en baisse. Par exemple, d’ici 2025, par exemple, les Perspectives énergétiques mondiales 2014 de l’Agence internationale de l’énergie prévoient que la production totale de pétrole aux États-Unis augmentera de plus de 20%, tandis que la demande diminuera d’environ 8%, car les nouvelles normes d’efficacité des véhicules, par exemple, devraient réduire l’utilisation de 2,2 millions de b / j. Ainsi, la disponibilité du pétrole augmente rapidement. La production de pétrole brut aux États-Unis est maintenant supérieure à 9.5 millions de b/j, le niveau le plus élevé depuis 1972. Et avec un potentiel de croissance énorme au Canada (3e au monde avec 173 milliards de barils de réserves de pétrole prouvées) et au Mexique (de nouvelles réformes énergétiques permettront l’investissement étranger), la sécurité pétrolière nord-américaine ne fait que se renforcer.

Fig. 2: Idéalement Ignoré…Énergies renouvelables Les rendements inférieurs sont mieux caractérisés dans le secteur de l’électricité aux États-Unis (Facteurs de capacité en 2018)