Biocarburants -- le mot semble magique. Cela évoque le chant des oiseaux, le ciel bleu clair et le bonheur mondial. D'une manière ou d'une autre, nous pouvons transformer des plantes et d'autres matières organiques en quelque chose qui alimentera nos voitures et sauvera la planète en même temps.
Mais ce n'est pas du tout magique. Dans cet article, nous allons discuter de ce que sont les biocarburants, de ce qu'ils ne sont pas et de la manière dont ils sont exploités à partir de la biomasse (c'est-à-dire la matière organique des plantes et des animaux). Nous aborderons également les promesses et les compromis des principaux types de biocarburants.
Tout d'abord, que sont les biocarburants ? Selon le Département américain de l'énergie (DOE), il s'agit de combustibles solides, gazeux ou liquides renouvelables développés à partir de plantes et de matières organiques qui peuvent être transformés en carburant produit pour alimenter nos voitures et VUS, chauffer nos espaces de vie ou faire fonctionner des machines. Renouvelable en ce sens, cela signifie que nous obtenons les ressources nécessaires pour fabriquer le carburant à partir de quelque chose que nous pouvons reconstituer facilement dans un délai raisonnablement court - comme les plantes. Bien que le pétrole et le gaz naturel proviennent également de plantes, celles-ci ne sont pas renouvelables car il faudrait des millions d'années pour renouveler notre approvisionnement en ces combustibles fossiles.
Pendant des décennies, les propriétaires ont eu la possibilité d'utiliser des combustibles solides comme le bois ou les granulés de maïs - bien que ces derniers temps, cela soit devenu un moyen plus populaire pour aider à compenser les fluctuations brutales des prix du mazout. À des fins de transport, les biocarburants de loin les plus couramment utilisés aujourd'hui sont l'éthanol (une forme d'alcool produit à partir d'amidon ou de sucre) et biodiesel (un carburant à base d'huile, de graisses ou de graisses).
Le suivi de la production de biocarburants n'est pas encore une science exacte en raison des nombreuses méthodes utilisées pour le produire, mais les données sur la production et la consommation globales de biodiesel et d'éthanol sont fiables. Après avoir légèrement baissé au milieu des années 1990, la production d'éthanol aux États-Unis est à un niveau record. La production de biodiesel aux États-Unis a grimpé en flèche, passant de 2 millions de gallons en 2002 à 700 millions de gallons en 2008, selon le National Biodiesel Board, une association commerciale industrielle américaine.
Bien sûr, les carburants alternatifs peuvent être très utiles, mais comment convertissent-ils réellement la biomasse en quelque chose d'utilisable ?
L'éthanol, parfois appelé alcool de grain, est fabriqué par fermentation de matières végétales. Traditionnellement, cela impliquait de faire fermenter la partie consommable des cultures, en particulier du maïs ou de la canne à sucre.
Un gros inconvénient est que cela empiète sur l'approvisionnement alimentaire des personnes et du bétail. De nouvelles recherches se concentrent plutôt sur l'utilisation de la biomasse cellulosique , qui se compose des parties non alimentaires des plantes comme les tiges de maïs]. Le processus consiste à transformer la matière végétale en glucose, qui peut ensuite être fermenté comme n'importe quel autre sucre, produisant de l'éthanol. La lignine, un sous-produit du processus, est brûlée pour fournir de l'énergie afin d'aider à terminer le processus.
Bien qu'il puisse être utilisé comme carburant sous sa forme pure, le biodiesel est généralement associé à l'essence. Tous les véhicules à essence peuvent consommer de l'essence-alcool facilement disponible , un mélange de 90 % d'essence et de 10 % d'éthanol. Les véhicules polycarburants peuvent également utiliser ce qu'on appelle le carburant E85 , un mélange de 85 % d'éthanol et de 15 % d'essence.
Contrairement à l'éthanol, le biodiesel n'a pris son envol aux États-Unis que depuis 2005 environ. La science sous-jacente est également beaucoup plus récente et un peu plus complexe. La plupart des méthodes de production de biodiesel aux États-Unis commencent avec de l'huile de soja ou de l'huile végétale usagée, bien que d'autres huiles et même des algues puissent également être utilisées.
Selon le Service national d'information sur l'agriculture durable, l'huile est associée à un alcool, généralement du méthanol ou même de l'éthanol. Un catalyseur comme l'hydroxyde de potassium ou l'hydroxyde de sodium (lessive) est utilisé pour commencer le processus appelé transestérification , qui produit le biodiesel, avec du glycérol créé comme sous-produit.
Comme l'éthanol, le biodiesel est généralement associé à un carburant à base de pétrole, ce qui permet son utilisation par tous les véhicules diesel. Le mélange le plus courant est appelé B20 , reflétant un mélange de 20 % de biodiesel et de 80 % de diesel pétrolier. Les véhicules modifiés peuvent utiliser B100 , ou 100 % de biodiesel, pour les propulser sur la route.
L'éthanol et le biodiesel sont deux carburants qui obtiennent beaucoup de gloire, mais il y a beaucoup plus dans l'image des biocarburants. Dans la section suivante, nous explorerons d'autres options de biocarburants.
Fabriquer du biodiesel à partir d'huile végétale usagéeVoulez-vous dire au revoir à la station-service? Rejoignez la légion croissante de personnes qui fabriquent du biodiesel à la maison à partir d'huile végétale usagée. Vous aurez besoin de méthanol, d'un catalyseur puissant (la lessive fonctionne) et de nombreuses précautions de sécurité. Les fournitures sont facilement disponibles. La littérature abonde sur le processus, alors lisez bien, achetez vos fournitures, soyez prudent et préparez-vous à déclarer votre indépendance énergétique.
Les biocarburants ne se limitent pas à nos voitures et camions. Dans cette section, nous examinerons quelques nouvelles façons dont les biocarburants entrent dans nos vies.
Les gens se rassemblent autour des feux de bois depuis la nuit des temps. Le bois est facile à travailler, facile à brûler et facile à remplacer (avec une bonne gestion des ressources, de toute façon). La différence aujourd'hui est le développement d'une large gamme de granulés pour alimenter les poêles à bois. Ces poêles deviennent également beaucoup plus efficaces pour brûler les aliments. Le département américain de l'énergie rapporte qu'un poêle à granulés de 42 000 Btu peut chauffer une maison de 1 300 pieds carrés - ces unités produisent même moins de pollution et nécessitent moins d'entretien. Bien que les granulés de bois fabriqués à partir de sciure de bois compactée soient les plus courants, certains poêles peuvent également utiliser du combustible à base de maïs, de vieux papiers, de coquilles de noix et même de noyaux de cerises séchés.
Une technologie un peu moins célèbre prend les déchets solides comme le fumier du bétail ou les déchets municipaux et capture les gaz émis dans le cadre du processus de décomposition anaérobie naturelle. Ce biogaz contient des niveaux élevés de méthane, qui peut être utilisé comme carburant. Une note d'information de l'Environmental and Energy Study Institute à but non lucratif en 2010 a indiqué que 151 digesteurs anaérobies (installations qui captent le biogaz issu de la décomposition) étaient en service aux États-Unis, qui utilisaient tous des déchets animaux comme matériau de base.
Alors que de nombreuses usines de traitement des déchets brûlent traditionnellement le biogaz, il est de plus en plus reconnu comme une autre pièce potentielle du puzzle énergétique alors que nous nous efforçons de trouver une solution énergétique plus permanente.
De nombreuses technologies actuellement en développement pour soutenir la mise en œuvre des biocarburants sont bien avancées, mais peuvent-elles vraiment aider l'environnement et apporter une solution réaliste à nos besoins énergétiques ? Comment va-t-il nous aider ? Nous y reviendrons dans la dernière section.
La barre est haute pour les solutions énergétiques aujourd'hui :elles doivent être plus efficaces et sauver la planète. Les biocarburants peuvent-ils vraiment sauver la situation ? Comme vous vous en doutez, il n'y a pas de réponse simple, et en fin de compte, ils ne sont qu'une pièce d'un puzzle énergétique beaucoup plus grand.
Sur le plan environnemental, l'utilisation de biocarburants n'augmente pas le dioxyde de carbone dans l'atmosphère et n'augmente pas le réchauffement climatique. Les plantes absorbent le carbone pendant leur croissance et le libèrent lorsqu'elles sont converties en énergie. De même, les animaux consomment des plantes, qu'ils convertissent en graisses et en déchets (entre autres), de sorte que le carbone des plantes est à nouveau libéré lorsque ces produits sont convertis en énergie.
Le carbone est enfermé dans le charbon et d'autres combustibles fossiles depuis des millions d'années, et il y reste jusqu'à ce que nous le retirions du sol pour le brûler. Alors que le carbone à l'intérieur de ces carburants remplissait autrefois l'air, il ne faisait pas partie du cycle annuel actuel de l'atmosphère.
D'un point de vue politique, utiliser les ressources disponibles dans son propre pays signifie moins dépendre des ressources étrangères comme le pétrole brut. Combler une partie des besoins de cette énergie avec des biocarburants renouvelables chez soi pourrait grandement contribuer à réduire les tensions internationales.
Les biocarburants sont également bénéfiques pour l'économie dans la mesure où la nature domestique des ressources nécessaires à leur exploitation se situe dans les régions agricoles et forestières locales.
À ce jour, aucune source de carburant unique - biocarburant, combustible fossile, éolien, solaire ou nucléaire - n'est capable de fournir la réponse à tous nos besoins énergétiques. Cependant, les améliorations technologiques facilitent rapidement l'exploitation des biocarburants et permettent à leur développement de contribuer à un avenir meilleur.
