|
|
|
PRB 06-37F
Rédaction :
Frédéric Forge
Division des sciences et de la technologie
Le 8 février 2007
PDF (106 ko, 15 pages)
Les biocarburants sont produits à partir de ressources renouvelables (plantes, déchets organiques, etc.) et peuvent se substituer aux carburants d’origine fossile (pétrole, gaz). L’éthanol et le biodiesel sont les deux principaux biocarburants utilisés actuellement dans le monde, mais d’autres, comme le biobutanol, en sont au stade de la recherche et du développement.
La production mondiale de biocarburant est en plein essor, car la hausse du prix du pétrole ainsi que les progrès technologiques l’ont rendue plus rentable. Cependant, c’est la volonté politique de la plupart des pays industrialisés d’obtenir une source fiable d’énergie et la mise en place de mesures incitatives qui ont favorisé l’émergence de l’industrie et le développement d’un niveau d’infrastructure suffisant pour tirer parti des conditions économiques favorables.
L’éthanol est un alcool tiré de la fermentation de sources de sucre, dont les plantes. Il peut se mélanger à l’essence ordinaire ou être utilisé à l’état pur. Les mélanges de carburant contenant de 5 à 10 p. 100 d’éthanol ne demandent pas d’adaptation du moteur et sont les plus répandus à l’heure actuelle. Il existe d’autres mélanges comme le E-85 (85 p. 100 d’éthanol, 15 p. 100 d’essence) et, au Brésil, plus de 15 p. 100 des automobiles peuvent rouler à l’éthanol pur.
Le Brésil et les États-Unis sont à l’origine de 70 p. 100 de la production mondiale d’éthanol, qui a atteint 44,7 milliards de litres en 2005. Le Brésil s’est lancé dans un vaste plan de production d’éthanol dans les années 1970 pour lutter contre la hausse des prix du pétrole et améliorer son autonomie énergétique. L’abondance de canne à sucre lui a permis d’être le chef de file mondial dans ce secteur. Le gouvernement fédéral brésilien impose une teneur obligatoire en éthanol de 20 à 25 p. 100 dans l’essence, selon la situation du marché.
Aux États-Unis, l’éthanol, dont la production a pratiquement doublé entre 2002 et 2005, est tiré presque exclusivement du maïs. La Energy Policy Act de 2005 accorde des subventions aux producteurs d’éthanol et oblige les sociétés pétrolières à mélanger annuellement au moins quatre milliards de gallons (15,1 milliards de litres) d’éthanol à l’essence. Ce minimum augmentera à 7,5 milliards de gallons (28,4 milliards de litres) en 2012. Provenant principalement de la Corn Belt(1), la production d’éthanol commence à s’étendre à d’autres régions du pays. La production d’éthanol au Canada s’élève à environ 600 millions de litres par an et devrait passer à 840 millions de litres en 2007. Grâce aux mesures incitatives en place, le gouvernement canadien prévoit que la production atteindra 2,74 milliards de litres à la fin de 2010. Les matières premières sont le blé, dans l’Ouest, et le maïs, au Québec et en Ontario.
En raison de sa tendance à absorber les molécules d’eau, l’éthanol est particulièrement délicat à transporter, notamment par pipeline. De plus, il est relativement corrosif et s’évapore facilement. Pour ces raisons, certaines compagnies, dont British Petroleum (BP) et DuPont, cherchent à modifier leurs usines d’éthanol pour produire du biobutanol.
Le butanol est un alcool que l’on peut obtenir de la fermentation des sources de sucres utilisées pour l’éthanol. Puisqu’il peut aussi être produit à partir de combustibles fossiles, on utilise le terme biobutanol lorsque la source est la biomasse. Par rapport à l’éthanol, le butanol a l’avantage d’être plus énergétique, de s’évaporer plus lentement et de pouvoir être transporté par pipeline. Selon DuPont, les usines d’éthanol existantes peuvent être adaptées de manière économique pour produire du biobutanol. En juin 2006, BP annonçait que le biobutanol serait commercialisé au Royaume-Uni en 2007.
Le biodiesel est un biocarburant produit à partir de graisses traitées et il peut être mélangé au diesel ou utilisé pur. Les graisses peuvent provenir de sources diverses, par exemple l’huile de friture usée ou l’huile extraite de plantes ou de gras animal.
L’Union européenne (UE) domine la production mondiale de biodiesel, avec 3,6 milliards de litres en 2005, ce qui représente 1,5 p. 100 du marché du diesel en Europe. La production européenne provient à 80 p. 100 du colza. La réforme de la Politique agricole commune (PAC) en 1992 a autorisé les cultures à destination non alimentaire sur les terres qui devaient être mises en jachère. Ces terres sont rapidement devenues l’une des principales sources de superficies consacrées aux cultures destinées à la production de biocarburants au sein de l’UE.
Aux États-Unis, la production de biodiesel a atteint 288 millions de litres en 2005, soit trois fois plus qu’en 2004. Cette croissance s’explique en grande partie par un crédit d’impôt pour les mélangeurs qui prévoit une subvention de 1 $US par gallon pour soutenir la production de biodiesel à partir d’huile végétale et de 0,50 $US par gallon pour le biodiesel tiré du suif. La production de 2005 représente toutefois moins de 0,2 p. 100 de la consommation américaine de diesel.
Jusqu’à récemment, la production commerciale de biodiesel au Canada était virtuellement nulle. En 2005, Topia Energy Production a ouvert à Sudbury, Ontario, la première unité de production de biodiesel sur une grande échelle au Canada. D’autres compagnies possèdent des usines de démonstration ou de petites unités commerciales qui utilisent diverses matières premières. Pour le moment, les compagnies canadiennes utilisent des matières premières à faible coût, notamment l’huile de poisson, les graisses animales et les huiles de friture recyclées. Si la production de biodiesel augmentait sensiblement, le canola deviendrait probablement la matière première de choix en raison de sa grande disponibilité au pays. Le biodiesel est principalement exporté aux États-Unis, mais il est aussi utilisé par des flottes de véhicules au Canada, par exemple celles de la Société de transport de Montréal, d’Ontario Hydro, de Guelph Transit et de la ville de Toronto.
Comme la plupart des pays industrialisés, le Canada a mis en place des programmes pour appuyer la production de biocarburants. Dès le milieu des années 1990, le gouvernement fédéral renonçait à ses taxes d’accise de 0,10 $ le litre pour l’éthanol mélangé avec de l’essence et de 0,04 $ le litre pour le biodiesel(2). Il a également lancé un programme pour protéger les producteurs contre les conséquences défavorables, dans le cas où cette politique serait amenée à changer. En 2003, le gouvernement canadien a lancé le Programme d’expansion de l’éthanol, qui fournissait une aide à l’investissement pour la construction et l’agrandissement d’usines d’éthanol.
Le 20 décembre 2006, le gouvernement a rendu publique une stratégie dont l’objectif, annoncé plus tôt au cours de l’année, est que les biocarburants représentent 5 p. 100 de la consommation totale de carburant au Canada en 2010. Cette stratégie comporte les éléments suivants :
Un des principaux arguments avancés pour encourager la production de biocarburant est d’obtenir une source fiable d’énergie et de diminuer ainsi la dépendance à l’égard des carburants d’origine fossile. Une première évaluation de la mesure dans laquelle l’offre potentielle d’éthanol ou de biodiesel répond aux besoins en carburant est toutefois décevante. En effet, la production mondiale est encore trop faible et les besoins en matières premières trop importants pour que l’offre de biocarburants puisse avoir un effet suffisamment important sur le marché des carburants et faire contrepoids aux carburants d’origine fossile.
Le rendement en éthanol ou en biodiesel diffère selon la matière première utilisée. Par exemple, un hectare (ha) de canne à sucre cultivé au Brésil fournit presque deux fois plus d’éthanol que la même superficie de maïs cultivée au Canada. Ainsi, il faudrait un peu moins de 2 ha de blé ou 0,6 ha de maïs cultivés au Canada pour alimenter entièrement en biocarburant un véhicule pendant une année(3), alors que 0,3 ha de canne à sucre cultivé au Brésil suffirait pour assurer la même consommation.
Ainsi, en utilisant 16 p. 100 de leur production totale de maïs en 2006, les États-Unis ont pu remplacer 3 p. 100 de leur consommation annuelle d’essence par du biocarburant. Selon Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), l’utilisation de la totalité de la production américaine de maïs permettrait de porter ce chiffre à 20 p. 100.
Selon un article publié dans le New Scientist(4), le Canada devrait utiliser 36 p. 100 de sa superficie agricole pour remplacer par du biocarburant 10 p. 100 du carburant utilisé actuellement pour le transport. Le Brésil semble s’en tirer relativement mieux, puisqu’il devrait utiliser seulement 3 p. 100 de sa superficie agricole pour parvenir au même résultat. AAC estime que pour atteindre l’objectif de 5 p. 100 de la consommation de carburant en 2010, soit environ 2,74 milliards de litres d’éthanol et 0,36 milliard de litres de biodiesel, il faudrait utiliser 4,6 millions de tonnes de maïs, 2,3 millions de tonnes de blé et 0,56 million de tonnes de canola. Si toutes les matières premières étaient produites au Canada, ces quantités représenteraient, à l’heure actuelle, de 48 à 52 p. 100 de la superficie ensemencée en maïs, de 11 à 12 p. 100 de la superficie ensemencée en blé et environ 8 p. 100 de la superficie ensemencée en canola au pays(5).
Il est fort probable que la proportion de la superficie agricole requise diminuera grâce à l’amélioration des rendements et à la mise en culture de terres marginales, si les prix des matières premières augmentent, stimulés par la demande de biocarburant. Cependant, le besoin en matières premières restera très important si la demande de biocarburant augmente. Par conséquent, on s’interroge sur le bien-fondé d’affecter des terres agricoles à la production énergétique plutôt qu’à la production alimentaire. Selon certains, la concurrence entre les deux marchés existe déjà : d’après l’Organisation des Nations Unies pour l’agriculture et l’alimentation (FAO), l’essor de la production d’éthanol à partir de maïs est la principale raison de la baisse des stocks mondiaux de céréales au cours de la première moitié de l’année 2006.
L’idée de trouver des matières premières dont la production soit moins exigeante gagne du terrain. Les scientifiques cherchent à perfectionner le processus de production d’éthanol à partir de cultures non alimentaires ou de matières riches en cellulose(6). En effet, la mise au point d’un processus efficient de transformation de la cellulose en éthanol pourrait favoriser l’utilisation de matières premières telles que les résidus agricoles, la paille, les copeaux de bois, etc. Iogen, une compagnie installée à Ottawa, a construit une usine pilote et produit de l’éthanol à partir de matériaux cellulosiques depuis quelques années.
Le biobutanol est une autre possibilité, puisqu’il est produit à partir des mêmes matières premières que l’éthanol, tout en ayant l’avantage d’être plus énergétique. Les technologies existent donc, mais il faut les rendre plus attrayantes économiquement pour qu’elles supplantent la production de biocarburant à partir de produits agricoles classiques. Une fois ces technologies en place, les biocarburants pourraient plus facilement réduire de façon importante la dépendance à l’égard des carburants d’origine fossile.
Bien que les biocarburants, notamment l’éthanol, soient utilisés depuis plus d’un siècle, les avantages environnementaux de leur utilisation n’ont retenu l’attention qu’assez récemment. Par exemple, l’éthanol est utilisé comme additif pour en remplacer d’autres, notamment l’éther méthyltertiobutylique, que l’on considérait plus nuisible pour la santé et l’environnement. Plus récemment, on a suggéré d’accroître l’utilisation du mélange éthanol-essence et de biodiesel pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) dans le secteur des transports.
Les analyses des émissions de GES tout au long du cycle de vie(7) semblent toutes indiquer que les biocarburants produisent moins d’émissions que les carburants d’origine fossile. À titre indicatif, Ressources naturelles Canada estime qu’au Canada :
Il faut cependant noter que les émissions de GES sur le cycle de vie complet de l’éthanol peuvent varier fortement en fonction des sources d’énergie qui alimentent les usines qui le produisent. Par exemple au Canada, les usines où l’on tire l’éthanol du maïs et du blé sont alimentées au gaz naturel et émettent moins de GES qu’un grand nombre d’usines américaines qui sont alimentées au charbon ou à d’autres combustibles fossiles. L’avantage environnemental net de l’éthanol sur l’essence peut donc varier de façon importante.
À l’heure actuelle, le remplacement de 5 p. 100 du carburant par des biocarburants aurait un effet relativement faible sur la réduction des émissions nationales de GES. En effet, si 10 p. 100 du carburant consommé était de l’éthanol produit à partir de maïs (autrement dit si le mélange E-10 était utilisé par tous les véhicules), les émissions nationales de GES seraient réduites d’environ 1 p. 100(8). De fait, pour exercer un effet sur les émissions totales d’un pays, il faut cibler certains types de biocarburants tels que le biodiesel et l’éthanol provenant de matières cellulosiques.
L’annonce par le gouvernement fédéral d’une stratégie pour encourager la production de biocarburant a suscité un intérêt important dans le milieu agricole. En effet, la hausse de la demande et de la production de biocarburants, plus particulièrement de l’éthanol, en Amérique du Nord influera inévitablement sur les marchés agricoles. Cependant, très peu d’études ont été réalisées à ce sujet, et la quasi-totalité d’entre elles portent exclusivement sur le marché américain.
Tout comme au Canada, l’éthanol est le biocarburant dominant aux États-Unis. On estime qu’environ 16 p. 100 de la production américaine de maïs sert à la production d’éthanol, le troisième plus important débouché pour le maïs américain, après le marché de l’alimentation animale et les exportations.
Étant donné la croissance substantielle de la demande d’éthanol, on s’attend à une croissance importante de la demande de maïs, comme on peut le voir au graphique 1. De nombreux experts se demandent quel effet cette augmentation de la demande aura sur le marché de l’alimentation humaine, notamment sur le prix de la nourriture. Au Canada, l’industrie de l’élevage a dit craindre que l’expansion du marché des biocarburants influe sur la disponibilité et le prix des céréales qu’elle utilise en alimentation animale.
Graphique 1 : Demande de maïs pour la production d'éthanol
aux États-Unis (millions de boisseaux)
Source : United States Department of Agriculture, University of Missouri,
Food and Agricultural Policy Research Institute.
Selon le département de l’Agriculture des États-Unis (United States Department of Agriculture) la production d’éthanol ajoute de 0,25 $ à 0,50 $ au prix d’un boisseau de maïs, soit près de 5,5 milliards de dollars à la totalité de la production américaine. Comme nous l’avons déjà signalé, la FAO rapporte que la production d’éthanol à partir de maïs est la principale raison de la baisse des stocks mondiaux de céréales et de l’augmentation des prix au cours de la première moitié de l’année 2006.
À plus long terme cependant, les experts ne s’attendent en général qu’à une très modeste augmentation du prix du maïs attribuable à l’augmentation considérable prévue de la demande de cette céréale pour la production d’éthanol, notamment parce qu’ils s’attendent aussi à une amélioration continue des rendements(9), à une réduction des exportations et, dans le cas des éleveurs, à une augmentation du remplacement du maïs par d’autres aliments du bétail, y compris les tourteaux de protéines du maïs et les drêches de distillerie(10). L’accroissement de ces deux produits de remplacement en alimentation animale aura sans doute un effet sur le marché des aliments pour animaux, à savoir de modérer la hausse du prix du maïs(11).
À l’échelle locale, il peut y avoir certaines pressions sur le prix du maïs si une usine d’éthanol consomme une grande proportion de la production locale(12). Selon une étude, les producteurs de maïs qui se trouvent près d’une usine d’éthanol reçoivent en moyenne entre 2 et 5 p. 100 de plus pour leur maïs. Des chercheurs de l’Université Purdue, en Indiana, en sont récemment venus à la même conclusion(13). Selon une analyse préparée pour Ressources naturelles Canada, on pourrait également s’attendre à un phénomène similaire au Canada(14). On peut imaginer que cette prime est plus ou moins équivalente à ce qu’il en coûterait au producteur d’éthanol pour faire acheminer du maïs d’une région plus éloignée.
Toutefois, il est encore trop tôt pour déterminer avec exactitude l’effet de l’essor des biocarburants sur les différents marchés agricoles de l’alimentation animale et humaine, et pour savoir si les agriculteurs en bénéficieront à long terme. Même si l’industrie canadienne des céréales et des oléagineux a affirmé à diverses reprises que l’augmentation de la production de biocarburant aura un effet bénéfique sur les prix, elle n’a toutefois pas précisé si cet effet pourrait renverser la tendance à long terme à la baisse des prix des céréales et avoir un effet important sur les revenus agricoles.
Il ne faut donc pas s’étonner qu’une partie de l’aide à la production de biocarburant cible les agriculteurs, pour qu’ils investissent dans des usines de transformation de biocarburants (200 millions de dollars sur quatre ans pour le Programme d’aide à la formation de capital pour la production de carburants renouvelables). Cette mesure s’inscrit parfaitement dans la politique d’encourager les agriculteurs à investir dans la valeur ajoutée pour lutter contre les effets de la baisse du revenu agricole.
Un programme d’aide ayant le même objectif a été mis en place aux États-Unis, avec un certain succès. Selon la Renewable Fuels Association, au début de 2006, 46 des 96 usines d’éthanol américaines appartenaient à des groupes d’agriculteurs; il s’agit de 39 p. 100 de la capacité de production du pays. On note cependant un ralentissement dans l’implication des producteurs agricoles, puisque sur les 31 nouvelles usines planifiées en 2006 seules quatre (11 p. 100 de la capacité en construction) étaient des initiatives d’agriculteurs.
En effet, on observe aux États-Unis une consolidation de l’industrie et le rachat, par de plus grandes compagnies, des petites usines à l’origine de la production d’éthanol. Les économies d’échelle sont devenues essentielles au maintien de la rentabilité des raffineries. Certains parlent d’une capacité de production minimale de 130 millions de litres par an pour qu’une usine puisse réaliser des économies d’échelle substantielles(15). Au Canada, seules les usines de Husky Energy à Lloydminster (Saskatchewan), Suncor Energy à Sarnia (Ontario) et Les Alcools de Commerce à Chatham (Ontario) et Varennes (Québec) atteignent ou dépassent cette capacité de production. L’impératif économique de construire des usines d’éthanol de grande capacité pourrait donc limiter les possibilités d’investissement pour les agriculteurs dans de telles usines.
L’expansion de la production de biocarburant tient en grande partie à des politiques gouvernementales axées sur des objectifs ambitieux, en particulier la diminution de la dépendance envers les sources d’énergie fossiles et la réduction des émissions de gaz à effet de serre. À la lumière des données disponibles, les biocarburants seuls ne peuvent permettre d’atteindre ces objectifs. On s’attend toutefois à ce que les avantages qu’ils présentent se bonifient si les technologies permettant d’utiliser des matières premières dont la production est moins exigeante deviennent plus attrayantes économiquement.
L’effet de futures expansions du marché des biocarburants sur l’industrie agricole sera aussi à surveiller. Même si les espoirs sont grands de voir les prix des céréales augmenter, il existe encore beaucoup d’incertitude concernant l’incidence d’une demande accrue de céréales pour la production de biocarburant. Les marchés de l’alimentation humaine et de l’alimentation animale pourraient être touchés et les ajustements de production pourraient modérer toute hausse des prix au producteur.