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Evaluation environnementale des technologies de production des biocarburants : IFPEN exploite une nouvelle approche systémique

Octobre 2015

Les nombreuses études qui visent à quantifier l’impact environnemental des filières biocarburants de 2e génération[a] à travers l’Analyse de Cycle de Vie (ACV) reposent presque toujours sur une modélisation dite attributionnelle, statique, linéaire et limitée à la description des seuls flux physiques(1). Celle-ci s’avère peu adaptée pour évaluer les impacts liés au déploiement de technologies futures.

Une approche complémentaire, dite ACV conséquentielle, est actuellement développée en Europe et aux États-Unis pour quantifier les conséquences environnementales de décisions politiques et industrielles à grande échelle. Dans ce cas, l’analyse prend en compte un ou plusieurs secteurs économiques, les secteurs énergie et transport, ou l’ensemble de l’économie par exemple. Cette approche a été utilisée par IFPEN pour étudier l’impact de l’émergence de la technologie de production de biocarburant BtL (Biomass To Liquid) à l’horizon 2030 en France et a fait l’objet d’une publication récente(2).

Dans le cadre de cette étude, les chercheurs économistes d’IFPEN ont évalué différents scénarios, en tenant compte notamment de la vitesse de déploiement, des caractéristiques de la technologie BtL, du prix des énergies et de l’objectif européen concernant les énergies renouvelables. Ils se sont appuyés sur le modèle prospectif MIRET[b], lequel permet l’intégration d’effets dynamiques et de mécanismes économiques dans l’analyse environnementale. Avec ce type de modèle, le bilan relatif aux Gaz à Effet de Serre (GES) résulte d’une optimisation économique de l’ensemble des secteurs considérés, sur une période donnée (ici 2007 à 2030). Les évolutions technologiques au sein de ces mêmes secteurs sont déterminées par le modèle et liées aux changements dans les équilibres offre-demande.

Il ressort de cette étude (cf. figure) que :

  • l’introduction du BtL sur le marché français affecte différents secteurs : transport, production électrique, de chaleur, imports d’énergie,
  • le bilan GES global dépend fortement du contexte réglementaire en place, et dans une moindre mesure des prix de l’énergie et du design des unités BtL.
  • Enfin, les résultats obtenus montrent que le bilan GES évolue de façon non linéaire avec le niveau de déploiement de la technologie. Il n’est donc pas possible d’évaluer les conséquences à grande échelle d’évolutions technologiques à partir des seuls résultats d’ACV attributionnelle.

Ces nouvelles approches d’ACV conséquentielles, mises en œuvre par IFPEN, mêlent des compétences en modélisation énergétique, en économie et en ACV. Elles sont applicables à tous types de technologies et pour des périmètres géographiques variés. Elles devraient donc progressivement se développer, en complément des ACV attributionnelles, dans les années à venir.

Bilan GES de l’introduction de la filière BtL sur le marché français, par secteur et par scénario

Bilan GES de l’introduction de la filière BtL sur le marché français, par secteur et par scénario.

Ces résultats correspondent à la différence - en terme d’impact sur le changement climatique - entre deux cas, avec et sans la technologie BtL (production de 100 kt/an de biocarburant entre 2020 et 2030). Deux contextes réglementaires différents sont considérés (POLICY / NO POLICY), intégrant ou non les objectifs en matière de développement des énergies renouvelables, de réduction de l’intensité carbone des carburants ainsi qu’une taxe carbone.

Publications :

  • (1) F. Menten, B. Chèze, L. Patouillard, F. Bouvart, A review of LCA greenhouse gas emissions results for advanced biofuels: The use of meta-regression analysis, Renewable and Sustainable Energy Reviews 26 (2013) 108-134.
    >> DOI:10.1016/j.rser.2013.04.021
  • (2) F. Menten, S. Tchung-Ming, D. Lorne, F. Bouvart, Lessons from the use of a long-term energy model for consequential life cycle assessment: The BTL case, Renewable and Sustainable Energy Reviews 43 (2015) 942-960.
    >> DOI:10.1016/j.rser.2014.11.072
       

Contacts scientifiques :  frederique.bouvart@ifpen.fr stephane.tchung-ming@ifpen.fr

[a] Les biocarburants de 2e génération sont obtenus à partir de la biomasse lignocellulosique, sans concurrence d'usage avec l'alimentaire : paille de céréales, miscanthus, bois et résidus forestiers, cultures dédiées, etc. Il y a, à ce jour, deux filières principales de production proches de l'industrialisation : la filière biochimique de production d'éthanol cellulosique et la filière thermochimique de production de gazole et de kérosène de synthèse, appelées BtL (Biomass to Liquid).
>> Espace Découverte > Tous les Zooms > Les biocarburants de 2e génération proches de l'industrialisation

[b] Le modèle MIRET est un modèle économique prospectif du secteur énergie et transport français. Il est fondé sur une description détaillée des technologies de production et de demande d’énergie et permet de déterminer les choix technologiques optimaux (moindre coût) compatible avec les évolutions de l’offre, de la demande et des contraintes environnementales.


 

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