Les carburants synthétiques : comprendre leur rôle dans la transition énergétique
Face à l’urgence climatique et à la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre, les carburants synthétiques, également appelés e-fuels ou carburants de synthèse, émergent comme une solution prometteuse. Utilisables dans les moteurs thermiques existants, notamment dans l’aviation et le transport lourd, ces carburants visent à allier performance énergétique et faible empreinte carbone.
Contrairement aux carburants fossiles traditionnels, les carburants synthétiques sont produits à partir d’hydrogène, obtenu par électrolyse de l’eau à l’aide d’électricité issue de sources renouvelables, auquel est ajouté du dioxyde de carbone capté dans l’atmosphère ou dans des procédés industriels. Ce mélange permet la création de molécules hydrocarbures, réutilisables dans les infrastructures énergétiques actuelles.
Dans la perspective d’un futur décarboné, les carburants synthétiques représentent ainsi une technologie de transition, particulièrement utile pour les secteurs difficiles à électrifier.
Pourquoi les carburants synthétiques sont cruciaux pour l’aviation et la mobilité lourde
L’aviation, le transport maritime et les poids lourds présentent un défi majeur pour la décarbonation. Leur forte consommation énergétique et leurs exigences en matière de densité énergétique rendent l’électrification directe difficile. C’est ici que les carburants synthétiques prennent tout leur sens.
Dans ces secteurs, les carburants synthétiques offrent plusieurs avantages :
- Compatibilité avec les moteurs existants : pas besoin de remplacer ou de modifier massivement les infrastructures et équipements.
- Réduction des émissions nettes de CO₂ : en captant du CO₂ pour la fabrication, les e-fuels peuvent théoriquement être neutres en carbone sur leur cycle de vie.
- Stockage et transport facilités : les carburants synthétiques liquides utilisent les mêmes réseaux logistiques que les carburants classiques.
Ces avantages en font une solution idéale pour augmenter rapidement la part des énergies décarbonées dans des secteurs aujourd’hui très dépendants des hydrocarbures fossiles.
Production des carburants synthétiques : étapes et technologies clés
La production de carburants de synthèse repose sur des procédés industriels avancés. La première étape est l’électrolyse de l’eau, qui permet d’extraire de l’hydrogène grâce à une électricité bas carbone. Cette étape est essentielle, car l’hydrogène en est le composant principal.
Ensuite, l’hydrogène est associé à du dioxyde de carbone capté. Cette recombinaison est réalisée par différentes techniques :
- Synthèse de Fischer-Tropsch, pour produire des carburants liquides comme le kérosène synthétique ou le diesel synthétique.
- Réactions catalytiques avancées, permettant d’optimiser le rendement énergétique du processus.
Le caractère renouvelable de l’électricité utilisée est fondamental. Si cette électricité provient de sources fossiles, l’impact environnemental des e-fuels s’alourdit considérablement.
Le développement de centres de production de carburants synthétiques dans les régions riches en énergies renouvelables (comme le solaire ou l’éolien) est une piste actuellement explorée par de nombreux acteurs industriels.
Impact climatique et gains environnementaux des e-fuels
Le principal atout environnemental des carburants synthétiques réside dans leur potentiel de neutralité carbone. En théorie, le CO₂ émis lors de la combustion du carburant est équivalent à celui capté lors de sa production. De plus, en combinaison avec une énergie d’origine renouvelable, l’empreinte carbone nette peut être fortement réduite.
Voici plusieurs avantages environnementaux des carburants synthétiques dans le cadre de la transition écologique du transport aérien et lourd :
- Réduction jusqu’à 90 % des émissions de CO₂ par rapport aux carburants fossiles, selon les conditions de production.
- Diminution des particules fines et des oxydes d’azote, améliorant la qualité de l’air localement.
- Moins de pollution sonore, dans le cas de moteurs hybrides utilisant ponctuellement les e-fuels.
Pour que ces bénéfices soient effectifs, il est essentiel d’assurer la traçabilité et la durabilité des ressources engagées, en particulier l’électricité et le CO₂ utilisé.
Défis économiques et logistiques des carburants de synthèse
Malgré leur potentiel, les carburants synthétiques rencontrent encore plusieurs obstacles avant un déploiement massif. Le principal facteur limitant est le coût de production, encore largement supérieur à celui des carburants conventionnels. Cela s’explique par :
- Le coût élevé de l’électrolyse, même si celui-ci diminue avec l’amélioration des technologies et la baisse du prix des énergies renouvelables.
- Des processus complexes et énergivores, nécessitant une parfaite maîtrise technique.
- Le manque d’infrastructures industrielles à grande échelle, bien que de nombreux projets pilotes soient actuellement en cours.
Une politique de soutien, incluant des subventions, des crédits carbone et des exigences réglementaires, est donc indispensable pour favoriser l’essor des carburants synthétiques. L’Union européenne, par exemple, impose une part minimale de carburants durables dans le secteur aérien à partir de 2030.
Les initiatives industrielles en faveur des e-fuels
De nombreuses entreprises, start-ups et consortiums énergétiques investissent dans cette technologie. Des projets emblématiques voient le jour :
- L’usine Haru Oni au Chili, soutenue par Siemens Energy et Porsche, utilise l’éolien pour produire des carburants synthétiques à destination de l’Europe.
- Des compagnies aériennes, comme Lufthansa ou Air France, testent l’intégration progressive des e-fuels dans leurs flottes.
- Shell, TotalEnergies et d’autres géants énergétiques développent des partenariats publics-privés pour répondre aux futures exigences réglementaires.
L’engagement croissant des acteurs industriels montre qu’une transition vers une aviation bas carbone est en marche, dépendante notamment de la maturité technologique des carburants synthétiques.
Perspectives d’avenir et potentiel de déploiement à grande échelle
À l’échelle mondiale, la viabilité économique et environnementale des carburants de synthèse dépend de plusieurs facteurs clés :
- Le développement massif des énergies renouvelables permettant une électrolyse verte bon marché.
- Des politiques incitatives encourageant la production et l’utilisation de carburants bas carbone, notamment dans les secteurs non-électrifiables.
- L’amélioration continue des procédés industriels pour des rendements plus élevés et un coût au litre compétitif.
Dans un avenir proche, les carburants synthétiques resteront probablement une solution à impact ciblé, destinée aux usages les plus complexes à décarboner. Mais à moyen terme, avec les bons leviers industriels et politiques, ils pourraient jouer un rôle central dans la neutralité carbone des transports mondiaux.
Pour les acteurs de la mobilité durable, les carburants synthétiques représentent une piste d’évolution technologique à fort potentiel. Ils apparaissent ainsi comme un complément indispensable à l’électrification, dans un bouquet énergétique global et résilient.