Les gouvernements veulent des recettes fiscales. Les conducteurs veulent des miles bon marché. Le résultat ? Une course effrénée pour trouver une source d’énergie autre que l’essence. Pendant des années, l’industrie a oscillé entre battage médiatique et promesses creuses. Hydrogène? J’attends toujours les infrastructures. Densité de batterie ? En amélioration, mais lentement. Le dernier concurrent en date, cependant, n’est pas un élément nouveau ou un composé chimique complexe. C’est précisément ce que nous essayons d’éliminer. Dioxyde de carbone.
Pouvons-nous réellement transformer les gaz d’échappement en énergie ?
Cela ressemble à une alchimie de science-fiction. Prenez le gaz à effet de serre qui réchauffe la planète, démontez-le et transformez-le en carburant liquide. Plusieurs entreprises s’efforcent actuellement de faire du carburant CO2 une réalité commerciale. Ils ne se contentent plus d’en parler. Ils construisent des pilotes. La logique est séduisante. Si vous pouvez capter le carbone émis par un moteur et le convertir en carburant pour un autre, vous créez une boucle fermée. Une économie circulaire du carbone, essentiellement. Aucun nouveau combustible fossile n’a besoin d’être foré. Juste recyclé.
Mais le diable est dans la chimie. Et l’économie.
Le coût énergétique de la transformation de l’air en carburant
Le procédé consiste généralement à capter le CO2 issu des émissions industrielles ou encore directement de l’atmosphère. Ensuite, vous avez besoin d’hydrogène. Pas n’importe quel hydrogène, mais de l’hydrogène vert, produit par électrolyse à partir d’électricité renouvelable. Vous brisez le CO2 et le H2 ensemble sous haute pression et chaleur, à l’aide de catalyseurs spécialisés. Le résultat ? Carburants synthétiques, souvent appelés e-carburants ou power-to-liquid (PtL).
Le piège ? Il faut énormément d’énergie pour y arriver. L’électrolyse est inefficace. La compression est gourmande en énergie. Le processus de conversion perd une part importante de cette énergie renouvelable d’origine. Ainsi, si le carburant est neutre en carbone lorsqu’il est brûlé, la chaîne de production est loin de l’être. À moins que vous ne disposiez d’une quantité absurde d’énergie éolienne ou solaire excédentaire, les calculs deviennent vite laids.
Pourquoi cet intérêt soudain ?
Pourquoi maintenant ? Parce que le moteur à combustion interne ne disparaît pas tranquillement. L’interdiction par l’UE des nouvelles voitures ICE d’ici 2035 a semé la panique parmi les constructeurs historiques. Porsche investit déjà massivement dans les carburants électroniques. Ils soutiennent que même si les nouvelles voitures doivent être électriques, les milliards de véhicules ICE existants sur la route ont besoin d’un remplacement immédiat de l’essence. Diesel, carburéacteur, carburant marin : ils ont tous besoin d’alternatives. Les carburants dérivés du CO2 offrent une passerelle. Une manière de maintenir les moteurs en marche sans ajouter de nouveau carbone à l’atmosphère.
Mais est-ce moins cher ? Pas encore. Les coûts de production sont élevés. L’infrastructure nécessaire à la distribution de ces carburants synthétiques n’existe pas à grande échelle. Et l’écart d’efficacité reste un problème flagrant. Un moteur électrique a un rendement d’environ 77 à 90 %, de la grille à la roue. Un moteur e-carburant ? Peut-être 30 à 40 %. Vous gaspillez la moitié de votre énergie juste pour la brûler.
La vraie question n’est pas de savoir si ça marche, mais si c’est important
La technologie fonctionne. Nous le savons depuis des décennies. Le procédé Haber-Bosch a fait quelque chose de similaire avec l’ammoniac au 20e siècle. Le procédé Fischer-Tropsch convertit le charbon en combustible liquide, largement utilisé en Afrique du Sud. Désormais, nous échangeons simplement le charbon contre du CO2 capturé et de l’hydrogène vert.
Le goulot d’étranglement n’est pas la science. C’est l’échelle. Pouvons-nous produire suffisamment d’hydrogène vert
La réalité économique du carburant carbone
Byron Elton ne vend pas seulement du rêve. Il évoque une coentreprise concrète de 10 milliards de dollars entre la Louisiane et Sasol, un géant sud-africain de l’énergie, pour construire une immense usine de transformation de gaz en liquide (GTL) près de Lake Charles. Le but ? Prouver que les véhicules fonctionnant au CO2 ne sont pas qu’une curiosité de laboratoire. Ils arrivent. Rapide.
La société d’Elton, Carbon Sciences, dispose d’un processus qui transforme le CO2, le méthane et un catalyseur en gaz de synthèse. Ce gaz de synthèse devient du diesel propre. Plus tard, le carburéacteur. Puis l’essence. Pas d’échange de moteur. Pas de mise à niveau. Il suffit de le pomper et c’est parti.
Le processus Fischer-Tropsch derrière cela n’est pas nouveau. Il alimentait les chars pendant la Seconde Guerre mondiale. Mais il était toujours trop cher pour rivaliser avec le pétrole brut. Elton prétend que cela a changé. Sa technologie le rendrait viable. Et propre. Il soutient que nous ne produisons pas seulement du carburant. Nous nettoyons l’atmosphère.
Mais tout le monde n’y croit pas.
L’opposition ne nie pas l’alchimie. Ils nient les aspects économiques. Fabriquer du carburant à partir du CO2 coûte cher. C’est inefficace. L’apport d’énergie nécessaire pour capturer et convertir le carbone dépasse souvent la production d’énergie de la goutte finale.
Alors qu’est-ce qu’on obtient ? Une brûlure plus propre. Un encombrement réduit. Mais à un prix plus élevé. Et une efficacité moindre.
Résolvons-nous vraiment le problème climatique ? Ou simplement trouver un moyen de conduire plus coûteux ?
Trader du mauvais pour du moins mauvais
Le débat ne porte pas sur la physique. C’est une question de pragmatisme.
Si vous êtes un décideur politique cherchant à atteindre des objectifs d’émissions agressifs, les véhicules alimentés au CO2 offrent une voie directe. Vous captez les déchets. Vous le transformez en énergie. Vous le bouclez. C’est circulaire. C’est sexy.
Mais si vous êtes ingénieur ou consommateur, les calculs deviennent compliqués. L’ACV (Analyse du Cycle de Vie) raconte une autre histoire. L’infrastructure de GTL est à forte intensité de capital. La densité énergétique est bonne, mais pas suffisante pour compenser les coûts d’extraction.
Certains prétendent que nous échangeons l’air vicié du pétrole contre les mauvaises performances économiques du carburant synthétique. C’est un net gain de pureté. Une perte nette d’abordabilité.
Elton dit que le coût va baisser. Sasol affirme que le volume justifiera le prix. Le gouvernement de l’État de Louisiane affirme que les emplois justifient le risque.
Mais les sceptiques demeurent. Ils voient une solution à la recherche d’un problème. Ou un problème déjà résolu grâce aux batteries et aux énergies renouvelables.
Pourquoi investir des milliards dans une usine chimique complexe alors que vous pourriez simplement électrifier le réseau ?
La réponse dépend de ce que vous appréciez le plus. Réduction immédiate des émissions d’échappement ? Ou une efficacité systémique à long terme ?
Il n’y a pas de réponse facile. Juste un choix entre deux futurs imparfaits. On brûle la saleté. L’autre brûle de l’argent. Les deux brûlent du carbone.
Le carburant est prêt. La question est de savoir si quelqu’un va payer pour cela.
La thermodynamique du recyclage du carbone
Le battage médiatique autour de la capture du CO2 pour créer des carburants synthétiques semble étrangement familier à Ozzie Zehner. Professeur invité à l’UC-Berkeley et auteur du prochain livre Green Illusions (Bison Books, 2012), Zehner voit un parallèle direct avec le boom des piles à combustible à hydrogène qui s’est essoufflé il y a quelques années à peine. Cette époque promettait un avenir propre, alimenté par l’excès d’énergie solaire utilisé pour diviser l’eau en hydrogène. Le piège ? La comptabilité énergétique n’a jamais été additionnée. Il fallait injecter plus d’énergie dans le processus d’électrolyse que ce que l’on avait jamais reçu de la pile à combustible.
C’est comme faire fonctionner une machine à imprimer de l’argent qui coûte 23 dollars pour imprimer un billet de 20 dollars. Vous dépensez littéralement de la valeur pour créer de la valeur, avec une perte nette.
Zehner soutient que la création de carburants synthétiques à partir de dioxyde de carbone est tout aussi punitive sur le plan énergétique. Les partisans affirment que ces processus peuvent stocker de la chaleur ou de l’électricité sous une forme liquide distribuable pour une utilisation ultérieure. C’est techniquement vrai. Mais voici la dure vérité que souligne Zehner : Le CO2 n’est pas un carburant. C’est un déchet. Il doit être chimiquement raffiné en quelque chose de combustible, comme le méthane, qui est le principal composant du gaz naturel.
La barrière est la thermodynamique. Plus précisément, la réaction endothermique nécessaire pour lier le carbone et l’hydrogène. Vous devez injecter beaucoup de chaleur et d’énergie pour conduire la réaction. Vous pourriez consommer du carburant, mais vous ne récupérerez jamais toute cette énergie consommée.
“Jusqu’à ce qu’ils trouvent comment changer les lois de la thermodynamique”, dit Zehner, “nous resterons coincés avec ce que nous avons.”
Alors pourquoi se lancer dans une telle galère complexe et énergivore ? Zehner souligne qu’il est beaucoup plus facile et moins coûteux d’extraire simplement les ressources de gaz naturel existantes. Nous disposons déjà d’énormes réserves de méthane dans le sol. Pourquoi payer pour extraire le CO2 de l’atmosphère, le mélanger avec de l’hydrogène, appliquer une chaleur intense, puis extraire le méthane obtenu ? Aucun acteur industriel ne fait ça. L’économie ne fonctionne pas lorsque vous disposez d’un approvisionnement immédiat en produit fini.
Ensuite, il y a l’argument de la propreté. Les défenseurs suggèrent que les carburants synthétiques sont plus propres que les carburants fossiles. Par définition, ils ne le sont pas. Vous avez besoin d’énergie pour créer ou reformer le carburant. Si cette énergie provient de l’énergie nucléaire pour obtenir un volume suffisant pour le processus de conversion, vous vous retrouvez avec une question politique : le nucléaire est-il réellement plus propre que l’extraction de combustibles fossiles ? La réponse dépend de la personne à qui vous demandez.
Pourquoi la conversion du carbone en carburant est une perte d’énergie
Le principal problème des carburants synthétiques est la pénalité énergétique. Pour transformer le CO2 en un carburant utilisable comme le méthane, vous avez besoin d’une réaction endothermique. Cela signifie que vous devez fournir de la chaleur et de l’énergie externes pour provoquer le changement chimique. Vous récupérez une partie de l’énergie dans le carburant obtenu, mais jamais la totalité. Comme le note Zehner, jusqu’à ce que quelqu’un trouve comment changer les lois de la thermodynamique, nous restons coincés avec la réalité physique de la perte d’énergie.
Zehner compare cela au rêve raté de l’hydrogène. Les piles à combustible à hydrogène étaient censées utiliser l’énergie solaire éolienne excédentaire pour créer de l’hydrogène. Le problème ? Il a fallu plus d’énergie pour créer l’hydrogène que vous n’en avez retiré. C’est comme avoir une machine qui crée des billets de 20 $, mais il en coûte 23 $ pour créer chacun d’entre eux.
Zehner affirme que la création de carburants au CO2 est tout aussi gourmande en énergie
La fausse équivalence du plaidoyer en faveur des voitures vertes
La conclusion de Zehner retentit avec un bruit sourd. Il soutient que nous échangeons simplement un problème contre un autre. « Il n’est pas acceptable que les médecins fassent la promotion des cigarettes à faible teneur en goudron », note-t-il. « Pourquoi les écologistes devraient-ils promouvoir les automobiles alimentées par des carburants alternatifs ? »
Cela semble aigu. Cela joue bien dans un débat. Mais est-ce que cela tient le coup quand on regarde les mécanismes réels de la situation ? L’analogie avec les cigarettes à faible teneur en goudron ignore la différence fondamentale entre un produit intrinsèquement toxique et une technologie tout simplement moins nocive que son prédécesseur.
La question persistante n’est pas seulement rhétorique. C’est pratique. Une alternative « à faible teneur en goudron » est-elle une solution viable pour l’environnement ? Ou sommes-nous simplement en train de polir le chrome d’un navire en perdition ? Le débat sur la question de savoir si les carburants alternatifs constituent une véritable solution ou une distraction marketing reste largement ouvert.
