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L'éthanol cellulosique va-t-il décoller ?
L'éthanol cellulosique, un carburant produit à partir des tiges et des tiges des plantes (plutôt qu'à partir des seuls sucres et amidons, comme c'est le cas pour l'éthanol de maïs), commence à prendre racine aux États-Unis. Ce mois-ci, Celunol, basée à Cambridge, MA, a inauguré une usine d'éthanol en Louisiane qui sera capable de produire 1,4 million de gallons de carburant chaque année à partir de 2008. D'autres entreprises vont également de l'avant avec des projets de construction d'usines.
Alcool carburant : Celunol, basé à Cambridge, MA, teste son procédé cellulosique-éthanol dans cette usine pilote, qui convertit la biomasse telle que le panic raide en éthanol. La biomasse est stockée et manipulée dans le bâtiment de droite. De là, il est introduit dans les quatre réservoirs noirs au centre, qui contiennent des enzymes pour décomposer la cellulose et d'autres glucides complexes pour former des sucres simples qui peuvent être fermentés dans le réservoir de bière ci-dessous. Là, le liquide produit a la même concentration en alcool que la bière. Ensuite, la bière est distillée dans la haute colonne à gauche du centre avant d'être stockée dans des réservoirs d'éthanol à gauche. Celunol a commencé la construction d'une usine d'éthanol cellulosique beaucoup plus grande ce mois-ci.
Mais les experts de l'industrie et des groupes environnementaux disent que sans garanties de prêt et autres incitations, l'industrie naissante ne sortira pas de la phase de démonstration actuelle pour produire des quantités d'éthanol à l'échelle commerciale. Et sans cela, il pourrait être impossible d'atteindre l'objectif ambitieux du président Bush de produire 35 milliards de gallons de carburants renouvelables par an d'ici 2017.
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Visionnez un diaporama du processus de Celunol.
L'éthanol cellulosique est attrayant parce que la matière première, qui comprend la paille de blé, les tiges de maïs, l'herbe et les copeaux de bois, est bon marché et abondante. Le convertir en éthanol nécessite moins de combustible fossile, il peut donc avoir un effet plus important que l'éthanol de maïs sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre. De plus, un acre de graminées ou d'autres cultures cultivées spécifiquement pour produire de l'éthanol pourrait produire plus de deux fois plus de gallons d'éthanol qu'un acre de maïs, en partie parce que la plante entière peut être utilisée à la place du grain. C'est une bonne nouvelle car de nombreux experts estiment que les producteurs d'éthanol de maïs manqueront de terres, en partie à cause de la demande concurrentielle d'aliments à base de maïs, limitant la production totale à environ 15 milliards de gallons de carburant. (Déjà, les usines d'éthanol de maïs - existantes et planifiées, combinées - ont une capacité d'environ 11 milliards de gallons.) La plus grande productivité des sources cellulosiques devrait leur permettre à terme de produire jusqu'à 150 milliards de gallons d'éthanol d'ici 2050, selon un rapport du National Resources Defense Council (NRDC). C'est l'équivalent de plus des deux tiers de la consommation actuelle d'essence aux États-Unis.
Mais il faudra un certain temps pour atteindre ces niveaux de production. Même produire suffisamment d'éthanol cellulosique pour atteindre l'objectif de 35 milliards de gallons du président sera difficile. Cela nécessitera qu'environ 15 milliards de gallons proviendraient de sources autres que le maïs, telles que l'éthanol cellulosique (environ 5 milliards de gallons pourraient provenir du biodiesel extrait des huiles de cultures telles que le soja). Et atteindre 15 milliards de gallons d'ici 2017 sera un défi. Actuellement, selon la liste des producteurs de l'industrie de l'éthanol aux États-Unis, aucun éthanol ne provient de la biomasse cellulosique.
Les entreprises d'éthanol cellulosique espèrent pouvoir atteindre cet objectif. Colin South, président de Mascoma Corporation, également basée à Cambridge, a déclaré que si tout se passait bien, l'éthanol cellulosique pourrait fournir la moitié de l'objectif de 35 milliards de gallons d'ici 2017. Mais jusqu'à présent, Mascoma n'a annoncé son intention de construire une installation de démonstration. avec une capacité d'environ un demi-million de gallons de carburant par an. Cette installation devrait être prête dans 18 mois, dit South. Mais comme c'est le cas pour la nouvelle usine de Celunol, l'objectif principal de l'installation serait de démontrer que la technologie de l'entreprise peut fonctionner à grande échelle ; il ne fonctionnera pas toujours à pleine capacité, car le système est utilisé pour tester de nouvelles technologies économiques.
D'autres entreprises envisagent de construire des usines, mais celles-ci sont également relativement petites. Range Fuels (anciennement Kergy), basé à Broomfield, CO, prévoit de commencer la construction cette année d'une usine de 10 millions de gallons par an en Géorgie, a déclaré le PDG Mitch Mandich. Une grande entreprise d'éthanol de maïs-grain, Abengoa Bioenergy, de Saint-Louis, construit une usine d'éthanol de biomasse de 1,3 million de gallons en Espagne. Mais même prises ensemble, ces usines ne fourniront qu'une infime fraction de l'objectif de 15 milliards de gallons.
C'est un objectif énorme, déclare John Howe, vice-président des affaires publiques chez Celunol. C'est bien au-delà de ce qu'une entreprise ou un grand nombre d'entreprises [peuvent faire]. Il faudra un effort national massif pour se rapprocher de cet objectif.
Par effort national, il entend en partie de l'argent pour des garanties de prêt qui inciteront les financiers à financer la construction de grandes usines à échelle commerciale. Les dirigeants d'entreprise et les défenseurs de l'éthanol cellulosique s'accordent sur la nécessité d'une telle aide gouvernementale. Iogen Corporation, à Ottawa, Canada, en est un exemple. L'entreprise produit de l'éthanol cellulosique depuis 2004 et possède déjà une usine de démonstration de près de 700 000 gallons par an. Mais les plans d'Iogen pour une usine à échelle commerciale de 20 millions de gallons sont maintenant suspendus alors que la société attend l'adoption d'une législation au Canada, aux États-Unis ou en Allemagne qui fournira les incitations financières dont Iogen a besoin pour construire une si grande opération.
Pourtant, le financement n'est peut-être pas le seul obstacle : même si des usines commerciales peuvent être construites, le processus peut encore s'avérer trop coûteux pour concurrencer l'éthanol de maïs, des travaux supplémentaires en laboratoire peuvent donc être nécessaires. (Voir Repenser la vie pour fabriquer de l'éthanol .)
En effet, les chercheurs des entreprises d'éthanol cellulosique, des laboratoires nationaux et des laboratoires universitaires sont engagés dans la poursuite de la R&D à la fois dans la conversion de la biomasse en éthanol et dans la culture de souches de biomasse plus productives. À l'heure actuelle, la conversion est un processus en plusieurs étapes coûteux et gourmand en eau. Certains groupes espèrent modifier génétiquement un seul organisme pour à la fois décomposer la cellulose en sucres plus simples et fermenter les alcools, simplifiant ainsi le processus. D'autres s'efforcent d'améliorer les méthodes de conversion de la biomasse en éthanol à l'aide de chaleur et de catalyseurs, méthode utilisée par Range Fuels. Et des entreprises telles que Celunol étudient de meilleures cultures, telles que les ancêtres de la canne à sucre d'aujourd'hui, qui peuvent produire plus d'éthanol par acre.
Certains chercheurs ont même abandonné l'idée de l'éthanol cellulosique, se tournant plutôt vers des sources telles que les algues pour les biocarburants. (Voir Algae-Based Fuels Set to Bloom.) Mais Nathanael Greene, spécialiste de la politique énergétique au NRDC, reste optimiste. Bien qu'il pense qu'il est peu probable que les usines d'éthanol cellulosique produisent plus de quelques milliards de gallons de carburant d'ici 2017, cela nous placerait dans la position où l'industrie cellulosique est vraiment prête à commencer à croître de façon exponentielle, dit-il. Une fois que nous aurons surmonté cette première bosse, je pense que l'industrie cellulosique se développera assez rapidement, et [elle] a un potentiel de croissance à long terme beaucoup plus grand [que l'éthanol de maïs].
Greene cite l'exemple de l'industrie de l'éthanol de maïs en pleine croissance. Il a fallu 10 ans pour obtenir le premier milliard de gallons et 10 ans pour obtenir le deuxième milliard, dit-il. Et maintenant, nous allons passer de 6 à environ 12 milliards en 18 mois.