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L E S B I O C A R B U R A N T S : P E R S P E C T I V E S , R I S Q U E S E T O

L E S B I O C A R B U R A N T S : P E R S P E C T I V E S , R I S Q U E S E T O P P O R T U N I T É S 11 2. Biocarburants et agriculture – un aperçu technique principale source d’énergie pour la plupart de la population du monde qui vit dans des conditions d’extrême pauvreté, et elle sert essentiellement à la cuisson des aliments. Des technologies de conversions plus avancées et efﬁcaces permettent aujourd’hui d’obtenir des biocarburants – solides, liquides ou gazeux – à partir de matériaux comme le bois, les matières premières végétales et les déchets. Le présent chapitre passe en revue les biocarburants. Que sont-ils, quel est leur potentiel, quelles sont leurs implications pour l’agriculture? Les biocarburants liquides pour les transports dont l’emploi tend à se généraliser rapidement, ont retenu particulièrement l’attention. Types de biocarburants Les biocarburants sont des vecteurs d’énergie qui emmagasinent l’énergie tirée de la biomasse2. L’éventail des sources de biomasse qui peuvent servir à produire de la bioénergie sous une variété de formes est large. Par exemple, les résidus de la transformation industrielle des aliments, des ﬁbres et du bois; les cultures énergétiques, les plantations à rotation rapide, et les déchets du secteur agricole; les résidus du secteur forestier, tous peuvent servir à produire de l’électricité, de la chaleur, à cogénérer de la chaleur et de l’électricité ainsi que d’autres formes de bioénergie. Les biocarburants sont également appelés énergie renouvelable parce qu’ils sont de l’énergie solaire sous une autre forme. On peut classer les biocarburants en fonction de leur origine et de leur type. Ils peuvent provenir de déchets forestiers, agricoles ou de produits de la pêche ou de déchets municipaux ou encore de sous- produits et déchets de l’agro-industrie, des industries alimentaires et des services 2 Voir FAO (2004a) pour un aperçu de la terminologie relative aux biocarburants. La biomasse traditionnelle, notamment le bois de feu, le charbon de bois et les déjections animales, reste une importante source d’énergie dans de nombreuses régions du monde. La bioénergie est la Terres Eau Main-d’o euvre Semences Nutriments Énergie … FIGURE 4 Biocarburants – de la matière première à l’utilisation ﬁnale Canne à sucre Betterave à sucre Maïs Blé Colza Huile de palme Jatropha Panic Saule ... Éthanol Biodiesel Bois de feu Charbon de bois Bagasse Biogaz ... RESSOURCES PRODUCTION TRANSFORMATION CONSOMMATION MATIÈRES PREMIÈRES UTILISATION FINALE BIOCARBURANTS Transport Chauffage Électricité ... Source: FAO. L A S I T U A T I O N M O N D I A L E D E L ‘ A L I M E N T A T I O N E T D E L ‘ A G R I C U L T U R E 2 0 0 8 12 FIGURE 5 Utilisations de la biomasse pour l’énergie Source: AIE, 2007. Transport Utilisation industrielle Utilisation résidentielle 2% 18% 80% La biomasse pour la génération de chaleur et d’énergie Différents types de biomasse sont utilisés comme combustibles pour produire de l’électricité et de la chaleur. Parmi ceux-ci on a différents types de déchets, comme les résidus agro-industriels, les résidus de récolte laissés sur le champ, les déjections animales, les déchets de bois de l’industrie et de la sylviculture, les déchets de l’industrie alimentaire et du papier, les déchets municipaux solides, les boues des systèmes d’épuration et les biogaz provenant de la fermentation de déchets agricoles et organiques. On utilise également des végétaux spéciﬁquement cultivés à cette ﬁn, comme des cultures pérennes à croissance rapide (eucalyptus, peupliers, saule) et des herbes (miscanthus et panic érigé). Les procédés de production de l’électricité sont également variés. Ceux qui utilisent la biomasse font généralement intervenir le cycle de la vapeur: la biomasse est brûlée dans une chaudière qui produit un ﬂux de vapeur à haute pression activant des pales aérodynamiques qui mettent en rotation une turbine laquelle entraîne à son tour un alternateur produisant de l’électricité. La biomasse peut également être compactée, par exemple en briquettes de bois servant de combustible, et la biomasse peut également être brûlée avec du charbon dans la chaudière d’une centrale conventionnelle pour produire de la vapeur et de l’électricité. À l’heure actuelle, cette dernière façon de combiner les technologies renouvelables avec la production conventionnelle d’électricité est la plus rentable parce que dans la plupart des cas il est possible d’utiliser l’infrastructure des centrales existantes sans grandes modiﬁcations. Les biogaz dans la production de chaleur et d’électricité et dans les transports Digestion anaérobie La digestion anaérobie de déchets alimentaires ou animaux par des bactéries dans un environnement privé d’oxygène libère des biogaz à forte teneur en méthane et en dioxyde de carbone pouvant servir à produire de la chaleur ou de l’électricité dans un moteur à combustion interne modiﬁé. ENCADRÉ 1 Autres types de biomasse pour la génération de chaleur, d’énergie et pour le transport L E S B I O C A R B U R A N T S : P E R S P E C T I V E S , R I S Q U E S E T O P P O R T U N I T É S 13 La conversion en méthane/biogaz des déchets et déjections d’origine animale peut présenter des avantages intéressants du point de vue de l’environnement et de la santé. Le méthane est un gaz à effet de serre dont le potentiel au regard du réchauffement planétaire est de 22 à 24 fois plus puissant que celui du dioxyde de carbone. En piégeant et en utilisant le méthane, on neutralise ses effets de gaz à effet de serre. De plus, la chaleur produite pendant le processus de biodigestion tue les agents pathogènes présents dans le fumier et le processus livre un résidu valorisé comme engrais. Gazéiﬁcation Moyennant un processus de gazéiﬁcation, la biomasse solide peut être convertie en un combustible gazeux ou biogaz. Le fonctionnement du gazéiﬁeur est le suivant: la biomasse portée à température élevée dans un milieu pauvre en oxygène est décomposée et libère un gaz de synthèse inﬂammable riche en énergie que l’on appelle «syngaz». Ce gaz peut être brûlé dans une chaudière conventionnelle ou utilisé à la place du gaz naturel dans une turbine à gaz pour actionner un générateur électrique. Le biogaz obtenu par gazéiﬁcation peut être ﬁltré pour le débarrasser des composés chimiques non désirés puis utilisé dans des centrales à rendement élevé à «cycle combiné» qui utilisent des turbines à gaz et à vapeur pour produire de l’électricité. Biogaz pour le transport Le biogaz non traité est impropre à l’usage comme carburant pour le transport en raison de sa faible teneur en méthane (60-70 pour cent) et de sa forte concentration en contaminants. Il peut toutefois être traité pour être débarrassé du dioxyde de carbone, de l’eau et de sulfures d’azote corrosifs, et pour être enrichi en méthane. Le biogaz traité lorsqu’il est comprimé, a des propriétés similaires à celles du gaz naturel comprimé et peut alors servir de carburant pour le transport. Source: sur la base du GBEP, 2007. alimentaires. Ils peuvent être solides, bois de feu, charbon de bois, briquettes de bois; liquides, comme l’éthanol, le biodiesel et les huiles de pyrolyse; gazeux comme les biogaz. On distingue également entre les biocarburants primaires (non transformés) et secondaires (transformés): • Les biocarburants primaires, comme le bois de feu, les copeaux et les briquettes de bois, sont ceux où la matière organique est utilisée dans sa forme naturelle (telle qu’elle est récoltée). ils fournissent en général le combustible servant directement à cuire les aliments, à produire de la chaleur ou de l’électricité dans des applications industrielle à petite et grande échelle. • Les biocarburants secondaires sous la forme de solides (par exemple, le charbon de bois), liquides (l’éthanol, le biodiesel, les huiles biologiques, etc.) ou de gaz (biogaz, syngaz et hydrogène) peuvent servir dans un éventail d’applications plus large notamment dans les transports et les processus industriels à température élevée. Biocarburants liquides pour le transport3 En dépit du faible volume de la production totale de biocarburants liquides, la production de biocarburants liquides pour le transport à partir essentiellement de matières premières agricoles et alimentaires est le secteur qui a enregistré la croissance la plus rapide de ces dernières années. Les plus importants sont l’éthanol et le biodiesel. 3 La présente section s’inspire de GBEP (2007, p. 2-10) et AIE (2004). L A S I T U A T I O N M O N D I A L E D E L ‘ A L I M E N T A T I O N E T D E L ‘ A G R I C U L T U R E 2 0 0 8 14 L’éthanol Tout matériau dont la teneur en sucre est sufﬁsante ou tout matériau pouvant être converti en sucre, tels la cellulose ou l’amidon, peut servir à produire de l’éthanol. L’éthanol que l’on trouve aujourd’hui sur le marché des uploads/Industriel/ biiiio-pdf.pdf