Les « SAF », carburants durables indispensables pour décarboner l'aviation

  • AFP
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Le transport aérien mise beaucoup sur les carburants sans pétrole pour réduire ses émissions de gaz à effet de serre mais leur développement est encore limité par une faible disponibilité et des coûts pour l'instant rédhibitoires.

Pourquoi sont-ils essentiels ?

Le transport aérien s'est fixé pour objectif de réduire d'ici à 2050 ses émissions de CO2 de 50% par rapport à leur niveau de 2005. Pour y parvenir, le secteur travaille à améliorer la performance des avions et des moteurs, et à une meilleure gestion du trafic aérien. La moitié des gains attendus tient à l'utilisation de carburants d'aviation durables ("sustainable aviation fuels", SAF).

Ils ont l'avantage de ne pas avoir à changer les moteurs et infrastructures actuels et peuvent réduire les émissions de CO2 de 80% par rapport au kérosène sur l'ensemble de leur cycle d'utilisation, selon l'Association du transport aérien international (Iata). Et ils existent déjà alors que le développement de l'avion à hydrogène, promis pour 2035, se heurte encore à de nombreuses barrières technologiques. Et qu'il ne pourra pas exister pour les long-courriers, les plus émissifs, avant des décennies.

De quoi s'agit-il ?

Les SAF proviennent de la biomasse. Ils peuvent être fabriqués à partir d'huiles végétales, de cuisson, de graisses animales, de sucres et d'amidons, de certaines algues ou de lignocellulose provenant de résidus de bois et de certaines plantes non comestibles.

"Le carburant d'aviation, c'est le Gevrey-Chambertin des carburants", selon Patrick Gandil, ex-directeur général de l'aviation civile (DGAC) en France. "Il doit rester liquide dans une plage de température dont on n'a jamais besoin dans les transports terrestres, en haute atmosphère à - 50°C et sous le soleil d'un désert où cela va monter à 60°C dans les ailes".

Ces biocarburants peuvent actuellement être mélangés à 50% avec le kérosène d'aviation et l'industrie vise 100% d'ici à la fin de la décennie. "Leur composition est proche de celle du kérosène mais pas strictement identique, car ils n'ont pas de molécules aromatiques", explique à l'AFP Philippe Novelli, directeur des programmes propulsion aéronautique et environnement à l'Onera, le centre de recherche aérospatial français. Pour éliminer complètement le kérosène, il faudra donc soit ajouter des aromatiques de synthèse, dont le rôle est essentiel, soit modifier les moteurs.

Des carburants de synthèse appelés « électrofuels » (ou e-fuels) sont par ailleurs en développement. Il s'agit d'utiliser de l'hydrogène, produit par électrolyse, et de capter du CO2 dans l'atmosphère. En recombinant les deux, on obtient un carburant imitant le kérosène d'aviation. Encore faut-il que l'électricité nécessaire pour le produire soit décarbonée, c'est-à-dire d'origine renouvelable ou nucléaire.

Combien en faut-il ?

Bien plus : les SAF représentaient moins de 0,1% des 360 milliards de litres de carburant utilisés par l'aviation en 2019. Les pays scandinaves ont imposé une incorporation de 30% d'ici à 2030. Les Pays-Bas tablent eux sur 14% à cet horizon quand la France cible 5%. L'Allemagne vise 2% d'électrofuels.

"Les objectifs agressifs vont peut-être permettre de respecter la courbe (prévue par le secteur, NDLR) mais ça reste très ambitieux", jugeait Patrick Le Clercq, expert au centre de recherche aérospatiale allemand DLR, lors d'un récent congrès de l'Académie de l'air et de l'espace.

Si plus de 250 000 vols ont été effectués avec une part de carburants durables depuis le premier en 2008, ceux-ci ne sont disponibles continuellement que dans une poignée d'aéroports : Los Angeles, Oslo, Stockholm et Brisbane. "Le problème, c'est l'échelle", selon Paul Stein, directeur technique du motoriste britannique Rolls-Royce. "D'ici à 2050, nous aurons besoin de 500 millions de tonnes de SAF, c'est énorme".

Les projets de production se multiplient toutefois, portés par des entreprises comme le finlandais Neste, les américains Gevo ou Phillips 66, Shell ou Total, qui aura reconverti en 2024 sa raffinerie de Grandpuits en France.

Quels sont les freins ?

Le prix. "Le jet fuel coûte 400 euros la tonne, le biocarburant coûte 1 500", résumait récemment Patrick Pouyanné, le PDG de Total. "Sur un Paris-New York, si on met 1% de biocarburant dans un avion, cela va augmenter le prix du billet aller-retour de 5 dollars".

Il faut selon lui une forte impulsion des pouvoirs publics pour faire baisser drastiquement les coûts : pour les déchets agricoles qui peuvent servir à produire des biocarburants par exemple, "aujourd'hui il n'y a pas de filière parce que le coût de la collecte est absolument énorme".

S'ajoute à la question du prix celle de la durabilité : pas question que la production de biocarburants empiète sur les cultures alimentaires, sur les terres arables ou boisées, alors même que d'autres secteurs d'activité convoitent ces carburants.

Commentaires

Robin

On doit imposer par la loi des seuils minimum de bio-carburant, en s'alignant sur la valeur de 30% des pays scandinaves pour 2030, avec un mécanisme de taxe aux frontières pour les vols en provenance de pays qui n'imposeraient pas les mêmes normes.
Mais il est totalement illusoire de croire qu'on va pouvoir décarboner suffisemment l'aviation : il y a un problème d'échelle, il n'y aura pas assez de bio-carburants et biomasse pour tout les usages : chaleur et process dans l'industrie, chauffage, mobilité ... car il faut respecter la priorité d'usage des terres potentiellement agricoles pour l'alimentation et préserver/développer les surfaces forestières, même si on peut peut-être accroitre leur production annuelle par une meilleure gestion forestière.

The Shift project a présenté le 3 Mars 2021 toute une liste de propositions solides complémentaires pour le secteur aérien, la synthèse ici : https://theshiftproject.org/wp-content/uploads/2021/03/Pouvoir-voler-en….

Il me semble donc qu'on ne réussira pas sans une réduction drastique (50%? 80%? ...) de l'activité aérienne : fermeture de nombreuses lignes, fin du frêt aérien fin du tourisme aérien de masse ...

Marc Diedisheim

Ne cédons pas au malthusianisme. La solution n'est pas exclusivement dans la biomasse qui, on le sait, ne pourra pas alimenter tous les usages qui la convoitent: les bio-carburants, la chimie, l'énergie gazeuse ou solide, les matériaux de construction, etc.
En revanche les carburants liquides issus de la synthèse ne nécessitent que des investissements et de l'énergie décarbonée, de l'eau et du CO2 (prélevé dans l'atmosphère). De ce côté-là les limites sont très éloignées: d'une part le Monde croule sous les réserves de cash non-investies dans l'économie, et d'autre part les capacités de production d'énergies renouvelables (c.a.d. solaire) peuvent matériellement être développées sur une très grande échelle. Le Soleil nous envoie en permanence 10 000 fois nos besoins énergétiques mondiaux. La synthèse de ces carburants permet de produire de l'énergie dans des zones de consommation nulle (par exemple des déserts) pour la transporter aisément vers des zones de consommation intense généralement éloignées (les zones peuplées); et ces carburants zéro carbone s'adaptent aisément aux appareils actuels (avions, voitures, bateaux, ... )
Quoique l'on fasse ces carburants seront (beaucoup) plus chers que les carburants issus du pétrole, ou que l'électricité décarbonée, en raison des limites que la nature impose aux rendements de production: il faut actuellement 3,63 plus d'énergie primaire pour créer 1 kWh de e-fuel que pour créer 1kWh d'électricité stockée dans une batterie.
Imposer progressivement l'usage de ces carburant dans l'aviation imposera de-facto une hausse du prix du km-passager ou du km-kg de fret, ce qui provoquera des efforts intenses de R&D et la mise en œuvre de modes d'exploitation moins énergivores pour continuer à réduire la consommation, et des arbitrages différents (mais libres et non imposés par la force!) entre les différents modes de transport. Sur ce dernier point, on peut en effet s'interroger sur l'éthique et sur le bénéfice négatif qu'il y aurait à réduire de façon autoritaire le tourisme de masse, qui a tant contribué à l'ouverture sur le monde des dites "masses", et aux progrès de la tolérance entre cultures différentes. Bien cordialement.

Robin

Bonjour,
Vous avez raison sur les réserves de cash qui cherchent des opportunités d'investissement solides. Mais ces montants ne s'investiront pas naturellement d'eux-mêmes dans la décarbonation, sans un cadre juridique musclé, très fléché et, je crois, très contraignant, de la part des états : la plupart des solutions de décarbonation à mettre en œuvre n'ont pas la rentabilité économique que les investisseurs peuvent trouver dans d'autres domaines, et certaines solutions ont tout simplement une rentabilité négative (en tout cas tant qu'on ne s'est pas pris le mûr de façon irréversible). Il faut mettre en place au plus vite des mécanismes tels que les "CCFDs" (Carbon Contract for Difference (https://ec.europa.eu/clima/sites/default/files/strategies/2050/docs/ind…) mais ça ne suffira pas. Je pense que les ordres de grandeur, en quantité d'énergie carbonée à substituer, et surtout en délais de mise en œuvre des solutions décarbonées, ne nous laissent malheureusement plus le temps de compter sur "l'autorégulation du marché", dont les constantes de temps sont beaucoup trop longues. L'objectif de 1.5°C est déjà mort quoiqu'on fasse, les scientifiques le disent depuis plusieurs années et nous sommes sur une trajectoire à plus de 3°C d'ici la fin du siècle, que mes petits-enfants vivront. Pour avoir une chance de rester sous les 2°C (dont on sait déjà que les conséquences pour l'humanité, la bio-diversité et l'environnement seront dramatiques), il nous reste moins de 10 ans pour réduire les émissions d'au moins 50% ..., un covid/an, tous les ans, pendant 10 ans, puis accélérer ... Alors même si le tourisme aérien de masse avait quelques vertus (franchement j'en doute mais soit ...) , la question n'est plus là, on n'a simplement plus le temps !

Marc Diedisheim

Je partage votre analyse, mais en ajoutant un élément de mesure: l'aviation civile représente 2 à 3% des émissions mondiales de CO2. La réduction de 50% de ses émissions aura un impact de 1,5% environ. Les 48,5% restant à obtenir ne sont-ils pas autrement plus prioritaires en termes d'allocation de ressources ? Bien cordialement.

Jean-Paul CARRIE

Bonjour,
Annoncer une augmentation de seulement 5 € pour un A/R Paris - New York et dire qu'il faudra une forte impulsion des pouvoirs publics me parait disproportionné quand on voit la variabilité du prix d'un tel A/R d'un jour sur l'autre et d'un siège à l'autre... Les compagnies auraient-elles des scrupules a augmenté de 5€ pour ne pas payer un carburant coûtant 5 € de plus?

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