Le bioéthanol – carburant suisse - Adequa
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Le bioéthanol – carburant suisse
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Contenu
Bioéthanol:potentiel et perspectives
Pierre Schalleralcosuisse
Club Environnement de Fribourg - 5 novembre 2003
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• Qui est alcosuisse ?
• Pourquoi etha+ ?
• Flexibilité d’utilisation
• Matières premières
• Production d’etha+
ContenuPlan
• Tests EMPA
• Analyse sur le cycle de vie
• Planning d’introduction
• Conditions cadres
• Conclusion
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Qui est alcosuisse?
• alcosuisse est un centre de profitde la Régie Fédérale des Alcools
• Domaine d‘activités: commerced’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, petit-lait, 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
2001
0.3%
2005
2.0%
2010
5.75%
2015
7.0%
2020
8.0%
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Utilisation versatile comme carburant
• Carburant pour véhicules non modifiés(aussi sous forme d‘additif ETBE dansl‘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 àl’éthanol pur) => en fortes proportionsdans l‘essence ou le diesel
• Utilisation largement éprouvée au Brésil, USA, Suède, Canada, France, Espagne, Inde
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Contenu
• 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:
5 : utilisable dès maintenant!
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ContenuProjets pilotes à Delémont, Schachen, et Vevey
3 véhicules5 véhiculesDepuis janvier 2002Ville de Delémont
-8 véhiculesDepuis nov. 2001Ville de Vevey
1 véhicule-
5 véhicules3 véhicules
Depuis avril 2001Depuis août 2002
alcosuisse Delémontalcosuisse Schachen/LU
essEnce5diEsel10EtatProjet
Démarrage fin août 2003 d’un phase test avec 3 véhicules essence de la flotte de Swisscom àWorblaufen
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Matières premières suisses pour une production indigèneDisponibilité 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
Long terme• Ecobilan favorable• Intérêt des agriculteurs• Production économique
Recherche et développementsindustriels
• Topinambour• Herbe, fanes, déchets de bois
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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
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Les co-produits
Co-produit issu de:
Mélasses de betteraves
Céréales déclassées
Pommes de terre déclassées
Petit-lait & perméat
Topinambour
Nature du co-produit
Sirop (60% matières sèches) riche en protéines
Drèches séchées riches en protéines (30%)
Vinasses à faible valeur nutritive
Levures et vinasses
Sirop riche en matières azotées,Pulpe et fanes
Utilisation du co-produit
Alimentation animale
Alimentation animale de choix
Fertilisant en épandage sur des terres proches, production d’énergie par méthanisation
Différentes utilisations possibles en fonction des procédés
Alimentation animale,affouragement frais
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Schéma de productionUnité multi-matières premières de 45 millions litres etha+ par année
PETIT LAIT
FERMENTATION
RAPAGE
LIQUEFACTIONSACCHARIFICATION
DESHYDRATATION
CONCENTRATION
VINASSESPommes de Terre
SIROP DE MELASSES58% MS
PRECONCENTRATION
VINASSES
DISTILLATION
POMMESDE TERRE MELASSES
D.D.G.S.
SECHAGEGRANULATION
SEPARATIONDRECHES
CEREALES
BROYAGE
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Usine multi-matières premièresAnalyse 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 camionIVECO
Voiture VW Bora diesel
Voiture Ford Focusessence
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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
Treibstoffverbrauch
T.CH-Emissionen
CO2-Emissionen
Pot. zur Ozonbildung -
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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– Amplification énergétique (MJprimaire/u.f.)– Effet de serre (kg CO2 eq./u.f.)– Acidification (kg SO2 eq./u.f.)– Eutrophisation (kg PO4
3-eq./u.f.)
– Impact sur la santé humaine (DALY/u.f.)
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Synthèse des résultats de l’analyse de cycle de vie
essEnce5diEsel10diEsel10Carburants
+ 00.9 %+ 07.7 %– 00.2 %Acidification
+ 04.9 %– 01.3 %–Effets respiratoires
– 26.4 %+ 29.9 %–Effets cancérigènes
– 04.8 %– 07.0 %– 02.2 %Eutrophisation
– 03.9 %– 05.0 %– 04.5 %Effet de serre
– 04.7 %– 06.9 %– 02.2 %Consommation d’énergie
FORD FocusVW BoraMoteur IVECO
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Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique
N10 GVE
Ford Focus pour 100 kmConsommation de carburant :
6.627.03
0.35
012345678
essence essEnce5
Utilisation (essence) Utilisation (bioéthanol)
Con
som
mat
ion
[l/10
0 km
]
= - 1%= - 0,067 l. / 100km
6.9667.033
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Comparaison essence – essEnce5 à prestation identiqueFord Focus pour 100 kmSubstitution d‘énergie primaire fossile :
7.03 6.62
0.35
2.52 2.14
0123456789
10
essence essEnce5
Utilisation (essence) Utilisation (bioéthanol) Production
Con
som
mat
ion
d‘én
ergi
epr
imai
refo
ssile
[l/10
0 km
]
9.109.55= - 4,7 %= - 0,448 l. pétrole brut / 100 km,
à 7 l. essEnce5 / 100 km := - 0,064 l. pétrole brut / l. essEnce5
à 0,05 l. bioéthanol / l. essEnce5
= - 1,288 l. pétrole brut/ l. bioéthanol incorporé
N10 GVE
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Comparaison essence – essEnce5 à prestation identique
N10 GVE
Ford Focus pour 100 kmRéduction des émissions de gaz à effet de serre :
16.50 15.74
4.61 4.54
0
5
10
15
20
25
essence essEnce5
Utilisation Production
= - 3,9 %= - 0,821 kg CO2eq / 100 km,
à 7 l. essEnce5 / 100 km := - 0,118 kg CO2eq• / l. essEnce5
à 0,05 l. bioéthanol / l. essEnce5
= - 2,36 kg CO2eq / l. bioéthanol incorporé
21.10 20.28
Emis
sion
sde
gaz
àef
fetd
e se
rre
[kg
CO
2eq
/ 100
km
]
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Comparaison bioéthanol <=> essenceRéduction des émissions de CO2 et économies d ’énergie primaire fossile
Filière essence
Essence
Raffinage
Transport
Pétrole brut
Combustion
Station service
Transport
Extraction
Filière éthanol[kg CO2eq] [kg CO2eq][lt pétrole brut] [lt pétrole brut]
Par litre d ’éthanol (21.3 MJ/lt) Par litre d ’essence (32.0 MJ/lt)
0.097
0.212
0.023
0.202
0.192
0.034
1.521
Transport
Station service
Combustion
Bioéthanol
Transport
Pré-traitementFermentationDistillation
Herbe, bois
Agriculture
0.655
2.346
1.358
0.332 0.596 3.001 1.358
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Energie et CO2 : les avantages du carburant essEnce5
100 kmComparaison 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 …
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… et bilan CO2 d‘etha+
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Planning de développement - quantité d’éthanol
0
40
80
120
160
200
240
280
Qua
ntité
de
bioé
than
ol [M
io l/
an] Bioéthanol importé
Bioéthanol provenant de l'usine 2Bioéthanol provenant de l'usine 1Bioéthanol provenant de Borregaard
Adaptation distribution
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
décision planification
usine 1
décision construction
usine 2
4 %8 %
30 %
< 1%
60 %
82 %
100 % = - 600'000 t CO2
décision détaxe & nouvelle norme volatitité
introduction détaxe & nouvelle norme volatilité
Phase pilote
Réalisation usine 2Réalisation usine 1
décision construction
usine 1
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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 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
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Conclusions
• Techniquement la production à partir de matières premièresdiverses est réalisable
• Financièrement la faisabilité d’une telle production d’éthanol est démontrée
• Les résultats des bilansénergétique et gaz à effet de serre montrent un bonpositionnement
• Des opportunités pour l’économie agricole CH se présentent
• Politiquement le projet est unchoix environnemental en direction de la détaxe
• L‘ensemble du parcautomobile peut fonctionnersans modification, sousgarantie des fabricants
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Conclusions (suite)
• etha+®, éthanol-carburant de substitution, est un apport quantifiable très bénéfique auxengagements pris dans le cadre du protocole de Kyoto
• La stratégie de développement en plusieurs phases est réaliste, elle prend en comptel‘inventaire des risques.