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Analyse

Le biocarburant à base d’algues, un carburant pour l’avenir ?

Texte écrit dans le cadre de la SHS Enjeux Mondiaux Climat.

Auteur·ices: Chiara BEZZOLA (SV), Louis PIVRON (SV) , Arnaut PONCET (SIE), David KAROUBI (INF), Arthur SIMON (GM)

Tous les scénarios qui limitent le réchauffement planétaire à 1,5°C incluent notamment la captation de 100 à 1 000 GtCO₂ au cours du XXIe siècle. 

Voilà l’ampleur du défi qui nous attend. Il s’agit non seulement de découpler tous les secteurs d’activité des énergies fossiles, mais aussi de capturer du CO₂ de l’atmosphère d’une manière ou d’une autre, pour pouvoir stabiliser progressivement les émissions au zéro net à l’horizon 2050. Sans capture de carbone, les courbes d’émissions doivent s’infléchir et décroitre bien plus vite, et tous les secteurs industriels comme économiques doivent subir des modifications sans précédent. Mais certains types d’activités et d’industries nécessiteront des efforts titanesques pour limiter leur empreinte carbone. On peut penser notamment aux transports longue distance, en particulier le secteur aérien ou le commerce maritime, la construction des bâtiments, ou l’industrie chimique.

Les principales technologies envisagées aujourd’hui pour la capture de CO₂ sont associées à la biomasse (BECCS), à la reforestation d’espaces dégradés, ou encore aux technologies en développement de captation et de stockage dans le sol (DACS). Bien que prometteuses, le déploiement de certaines de ces techniques fait face à des freins importants

Nous nous intéressons à une solution alternative qui ouvrirait la voie d’une transition rapide vers la décarbonation du secteur des transports, qui représente encore aujourd’hui en Suisse près de 32% des émissions de gaz à effet de serre

Cette solution est celle que développe la start-up américaine Aljadix, dont l’ambition est de produire du carburant à partir d’algues et de plancton à travers un processus dont l’empreinte carbone finale est négative

Les micro-algues captent du carbone sous forme de CO₂ lors de leur croissance. À maturité, elles sont transformées par HTL (hydrothermal liquefaction) en carburant brut (≈90%) et en biochar (≈10%). Le carburant brut sera ensuite raffiné et brûlé par des moteurs thermiques classiques. Cette part de carbone retourne donc dans l’atmosphère sous forme de CO₂, mais le biochar, lui, reste tel quel. C’est un solide riche en carbone qui peut également être utilisé dans l’agriculture pour ses vertus de fertilisation et de stabilisation des sols. Sur l’ensemble du cycle, tout compris (consommation énergétique de la HTL, combustion du biocarburant, etc.), la quantité de CO₂ captée est supérieure à la quantité de CO₂ émise. La différence est en partie séquestrée sous forme de biochar. C’est pourquoi Aljadix présente son produit comme un biocarburant à “émissions négatives”. La croissance des algues ne requiert ni sol ni eau douce (et qu’elle n’entre donc pas en concurrence avec l’agriculture ou même avec les besoins vitaux des populations locales en ce qui concerne l’eau douce).

La promesse est de pouvoir remplacer à court terme les diesels issus du pétrole qui émettent une grande quantité de polluants en plus du CO₂. A long terme, elle est celle d’associer les biocarburants aux véhicules électriques pour diminuer drastiquement les émissions de ce secteur.

La technologie est encore en phase de développement, et les informations à son sujet peu disponibles, ce qui représentait un obstacle pour évaluer ses différents enjeux économiques, sociaux et environnementaux. Mais nous avons eu l’opportunité de pouvoir échanger avec le directeur de cette entreprise, Thomas Digby, qui a répondu généreusement à nos questions, et a orienté notre réflexion en nous proposant des données fiables et concrètes

Bien que cette technologie présente de nombreux avantages sur les autres technologies de capture de carbone, elle rencontre également certaines limites. D’un point de vue économique, il n’est pas improbable que la mise sur le marché d’un nouveau carburant compétitif ait des répercussions géopolitiques et financières importantes. Sur le plan purement technique, le développement des plateformes de culture à large échelle pose question, tout comme leur maintenance ou encore la distribution du carburant. Enfin, l’impact de telles cultures en mer n’est pas négligeable pour la faune marine, et comme pour l’aquaculture, des réglementations devront être mises en place

La solution proposée par Aljadix mérite, pour les raisons développées, un intérêt de recherche et développement important. En effet, elle a le potentiel d’amorcer la mutation d’un secteur polluant, tout en permettant de gagner un temps précieux sur nos objectifs climatiques. 

Mais comme avec tout progrès technique, l’effet rebond lié à l’augmentation de la consommation est à prendre en compte, et c’est davantage à une diminution de la demande que nous devons aspirer.

Bibliographie:

Émissions négatives

1. Fuss, S. et al. (2018) ‘Negative emissions—Part 2: Costs, potentials and side effects’, Environmental Research Letters, 13(6), p. 063002.

2. Rockström, Gaffney, Rogelj J. (2017) ‘A roadmap for rapid decarbonization’, Science, vol 355, issue 6331.

3. Richard King, Duncan Brack. ‘Net Zero and Beyond: What Role for Bioenergy with Carbon Capture and Storage?’ (2020) Chatham House – International Affairs Think Tank. ISBN : 978 1 78413 380 1 [online]

Biocarburants et transports

4. Office fédéral de l’environnement OFEV, Division Climat. (actualisé en 2021). ‘Indicateurs de l’évolution des émissions de gaz à effet de serre en Suisse 1990-2019’. [online]

5. Agarwal, A. K., Gupta, T. and Kothari, A. (2011) ‘Particulate emissions from biodiesel vs diesel fuelled compression ignition engine’, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(6), pp. 3278–3300.

6. Jancovici, J.M. (2011) ‘Could we totally substitute oil by biofuels?’ [online]

7. Traviss, N. (2012) ‘Breathing easier? The known impacts of biodiesel on air quality’, Biofuels, 3(3), pp. 285–291.

Algues

8. Ajjawi, I. et al. (2017) ‘Lipid production in Nannochloropsis gaditana is doubled by decreasing expression of a single transcriptional regulator’, Nature Biotechnology, 35(7), pp. 647–652.

9. Biello, D. (2011) ‘Can Algae Feed the World and Fuel the Planet? A Q&A with Craig Venter’, Scientific American.

10. Canter, C. E. et al. (2015) ‘Implications of widespread algal biofuels production on macronutrient fertilizer supplies: Nutrient demand and evaluation of potential alternate nutrient sources’, Applied Energy, 143, pp. 71–80.

11. Carneiro, M. L. N. M. et al. (2017) ‘Potential of biofuels from algae: Comparison with fossil fuels, ethanol and biodiesel in Europe and Brazil through life cycle assessment (LCA)’, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 73, pp. 632–653.

Divers

12. IPCC [Masson-Delmotte V., Zhai P., Pörtner H. O., Roberts D., Skea J., Shukla P.R., Pirani A., Moufouma-Okia W…]. (2018) Summary for Policymakers. In: Global warming of 1.5°C.

13. Thomas Digby, Aljadix Founder and CEO. (2021) ‘Introduction’. [online] www.aljadix.com

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