« Biocarburant » est un mot à la mode dans les milieux des transports de nos jours, et pour une bonne raison. Le carburant d'origine végétale peut être produit presque n'importe où, provient d'une ressource renouvelable et produit souvent des émissions plus propres que le carburant à base de pétrole. Alors que les tendances internationales s'orientent vers le transport durable, les carburants tels que l'éthanol à base de maïs et le biodiesel à base de soja, de panic raide et d'huile de palme semblent être une bonne étape vers des autoroutes plus propres et plus vertes.
Mais les biocarburants ne sont pas totalement gratuits. Un certain nombre de facteurs jouent sur le coût de tout carburant, à la fois en termes économiques et environnementaux, et le biocarburant ne se présente pas toujours comme l'option la plus durable. Certes, un carburant d'origine végétale provient d'une source renouvelable, tandis que les carburants fossiles finiront par s'épuiser. Mais tenez compte d'un certain nombre d'autres aspects compliqués, et le biocarburant a souvent un prix élevé.
De nombreuses cultures courantes pourraient produire économiquement du biocarburant dans certaines parties du monde. Mais dans d'autres régions, les mêmes plantes seraient impossibles - ou extrêmement coûteuses - à cultiver. De même, les engrais, l'eau et les terres nécessaires pour produire suffisamment de biocarburant pour réduire considérablement la consommation de combustibles fossiles peuvent créer d'autres problèmes, allant d'une pollution accrue à un accès réduit à la nourriture.
Les biocarburants, et le processus de leur intégration dans nos habitudes de consommation de carburant, peuvent être coûteux. Examinons certains des inconvénients des biocarburants et obtenons une nouvelle perspective sur les carburants que nous verrons peut-être davantage à l'avenir.
ContenuCelui-ci concerne les petites cartes multicolores au dos des sachets de graines. Les rayures irrégulières qui s'étendent d'est en ouest sont des zones de croissance :des régions où l'approvisionnement en eau, la température et l'ensoleillement font des climats hospitaliers pour certains types de plantes. Si vous vivez dans la zone 5, par exemple, vous aurez probablement du mal à cultiver une plante qui nécessite la longue saison de croissance et la chaleur élevée de la zone 10 [source :Burpee].
Les cultures destinées aux biocarburants ne sont pas différentes des pétunias ou des poivrons à cet égard. Certaines cultures pousseront mieux dans certaines régions et pourraient ne pas pousser du tout dans d'autres. Et bien que la gamme de cultures oléagineuses considérées comme viables pour la production de biocarburants soit suffisamment large pour s'adapter à la plupart des zones de culture, les cultures les plus productives ne pousseront tout simplement pas partout. Les consommateurs vivant dans une région à faible production auraient besoin de se faire livrer du biocarburant par camion ou par canalisation, ce qui augmenterait à la fois le coût et la quantité d'émissions produites lors de la production et du transport [source :Pimentel].
Les chercheurs s'efforcent d'augmenter les rendements en biocarburants à partir de cultures résistantes aux intempéries [source :Lau]. Mais de la même manière que les oranges ne seront jamais une culture commerciale en Alaska, il y aura toujours des régions qui ne pourront tout simplement pas soutenir la production à grande échelle de cultures riches en biocarburants.
Demandez à n'importe quel élève du primaire ce dont une plante a besoin pour pousser, et il ou elle mentionnera probablement deux choses :la lumière du soleil et l'eau. Alors que le premier échappe un peu au contrôle des producteurs de biocarburants, le second est au cœur d'un inconvénient potentiellement grave des carburants à base de plantes :les demandes en eau de certaines cultures productrices de biocarburants pourraient exercer une pression insoutenable sur les ressources en eau locales si elles ne sont pas gérées. sagement.
Une étude de 2009 suggère que, dans la précipitation à produire suffisamment d'éthanol à base de maïs pour répondre aux besoins fédéraux en énergie alternative, la demande de biocarburants exerce déjà une pression sur l'approvisionnement en eau douce dans les Grandes Plaines et le centre du Sud-Ouest [source :McKenna]. Au cœur du problème se trouvent les besoins en eau relativement élevés du maïs. Les chercheurs étudient des moyens de concevoir génétiquement des cultures moins assoiffées, et de planifier soigneusement les cultures de biocarburants à planter dans une région donnée peut atténuer ce problème [source :Lau]. Mais la production de biocarburants à grande échelle, en particulier à partir de maïs et dans les régions arides du monde, devra partager des ressources en eau limitées avec les besoins en eau potable et en irrigation.
La production de biocarburants à partir de cultures vivrières telles que le maïs, le soja et le sorgho a le potentiel de modifier radicalement l'accès mondial à une alimentation abordable. La simple économie de l'offre et de la demande de biocarburants (la demande croissante de maïs, par exemple, et le maïs devient plus cher) peut constituer une menace pour la sécurité alimentaire de certaines régions. , ou l'accès à des aliments nutritifs abordables pour la population de la région [source :Naylor].
L'augmentation de la demande de cultures destinées à l'alimentation et aux biocarburants peut avoir un effet positif sur les producteurs de cultures, sous la forme d'une hausse des prix de leurs produits. Mais ce prix se répercute rapidement sur les consommateurs. Un éleveur de porcs, par exemple, devra peut-être débourser quelques dollars de plus le boisseau pour acheter du maïs pour nourrir son bétail. Cela se traduit directement par du bacon et du jambon plus chers à l'épicerie [source :Carey]. Pour les milliards de personnes qui vivent avec seulement quelques dollars par jour, même une petite augmentation des prix des denrées alimentaires pourrait mettre en péril leur accès à une alimentation adéquate.
Une façon de contrer cela réside dans la simple diplomatie :la mondialisation du commerce mondial signifie qu'il est maintenant plus facile que jamais de déplacer les approvisionnements alimentaires d'une partie du monde à une autre en réponse à une demande accrue. Cependant, l'accès facile aux importations alimentaires et la facilité d'exportation dépendent d'un large éventail de facteurs politiques et sociaux. S'appuyer sur des produits de l'autre côté du globe pour nourrir une nation affamée est un prix risqué à payer pour l'intégration généralisée des biocarburants dans l'approvisionnement énergétique mondial.
Cela semblait être une idée gagnant-gagnant :la demande européenne de biocarburants était sur le point de monter en flèche, en partie en raison des réglementations visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Les chercheurs de l'industrie avaient trouvé une réponse dans l'huile de palme, une source de biocarburant relativement facile à produire. Les propriétaires de plantations ont préparé leurs opérations pour répondre à la demande…
… et le chaos environnemental s'en est suivi. Selon certaines estimations, l'expansion des plantations d'huile de palme indonésiennes a causé la grande majorité de la déforestation de ce pays à la fin des années 80 et 90. Et les pratiques de production à forte consommation - le transport de l'huile de palme avec des camions à pétrole et la pratique consistant à drainer et à brûler les tourbières pour préparer les terres agricoles - ont fait de la nation d'Asie du Sud-Est l'un des principaux émetteurs de gaz à effet de serre au monde [source :Rosenthal].
Le problème de l'huile de palme indonésienne est en réalité une combinaison des inconvénients des biocarburants. La nature régionale des plantes à haute production telles que l'huile de palme signifie que certaines parties du monde sont des mines d'or agricoles :la demande de biocarburants motive les plantations à se développer rapidement. Mais si elle n'est pas effectuée dans le souci de préserver les ressources et de maintenir l'esprit de réduction des émissions grâce aux carburants d'origine végétale, cette accélération de la production peut entraîner des problèmes environnementaux plus importants que ceux qu'elle est censée résoudre.
C'est un problème que les cultures de biocarburants partagent avec les cultures vivrières, les jardins et les pelouses du monde entier. Toutes ces plantes poussent mieux lorsqu'on leur donne de l'engrais. Mais ces engrais peuvent avoir des effets nocifs sur le milieu environnant, et la production accrue de biocarburants pourrait signifier une menace de pollution majeure pour les sources d'eau douce.
De nombreux engrais contiennent de l'azote et du phosphore. Bien que ces deux additifs favorisent une croissance rapide et vigoureuse dans de nombreuses cultures, ils présentent un inconvénient. Une utilisation excessive ou une application inappropriée peut laisser un excès d'engrais dans le sol, qui se répand ensuite dans les bassins versants régionaux et dans les ruisseaux, les rivières, les lacs et les aquifères souterrains. Et une fois que les produits chimiques sont dans l'approvisionnement en eau, de mauvaises choses peuvent arriver.
Le phosphore a été impliqué comme déclencheur de proliférations d'algues localisées :les minuscules plantes aquatiques s'en nourrissent et se reproduisent rapidement, tuant souvent d'autres plantes et animaux aquatiques en réduisant la quantité d'oxygène dans l'eau ou en libérant des produits chimiques toxiques. L'azote dans l'eau potable peut entraîner une foule de problèmes de santé, y compris la méthémoglobinémie , une condition qui empêche les nourrissons d'utiliser l'oxygène dans leur sang [source :Rosen et Horgan]. Une application prudente d'engrais peut aider à prévenir les problèmes de pollution généralisés, mais l'expansion de la production de biocarburants pour répondre à la demande mondiale ouvre la porte à davantage d'erreurs dans ce domaine.
Cela peut sembler contre-intuitif au premier abord, mais certains scientifiques affirment que la production généralisée de biocarburants est un jeu à somme négative :produire suffisamment de biodiesel ou d'éthanol pour remplacer un gallon de carburant à base de pétrole, selon eux, nécessite l'équivalent énergétique de plusieurs gallons de carburant à base de pétrole. [source :Pimentel].
Pour le dire autrement, pensez à un champ de maïs cultivé pour l'éthanol. Il peut produire 100 gallons de carburant à partir de la récolte d'une saison. Mais si les tracteurs qui s'occupent du champ brûlent 75 gallons de carburant pendant la saison, le camion pour transporter le maïs à un processeur brûle 20 gallons pendant le voyage, et le processeur utilise l'énergie de 40 gallons de carburant pour faire fonctionner son équipement de distillation, l'éthanol produit est-il vraiment un carburant écologique et peu polluant ? Ajoutez d'autres coûts de ressources dans l'équation, tels que les gallons d'eau douce nécessaires pour faire pousser les plantes et la quantité d'engrais nécessaire pour les maintenir en bonne santé, et il devient encore plus difficile d'assimiler les biocarburants à de réelles économies d'énergie et d'émissions de carbone.
Une étude de 2005 a suggéré qu'en utilisant les technologies agricoles et de production actuelles, il faut entre 27 et 118 % d'énergie en plus pour produire un gallon de biodiesel que l'énergie qu'il contient [source :Pimentel]. Bien que la technologie puisse éventuellement réduire ces ratios, le rapport énergétique entrée-sortie de la production moderne de biocarburants est un inconvénient majeur à son utilisation généralisée.
De nombreuses cultures de biocarburants sont utilisées pour fabriquer du biodiesel. L'huile de leurs graines est pressée, filtrée et convertie en carburant à l'aide d'un procédé chimique. Mais alors que différentes cultures peuvent devenir du biodiesel par le même processus, le carburant résultant peut varier considérablement dans sa capacité à produire de l'énergie. En d'autres termes, toutes les cultures destinées aux biocarburants ne se valent pas.
Premièrement, il y a la question du rendement. La quantité d'huile végétale disponible dans un acre de cultures peut varier considérablement, de 18 gallons par acre pour le maïs à 635 gallons pour le palmier à huile [source :Journey to Forever]. Et encore une fois, toutes les régions climatiques ne conviennent pas à une culture à haut rendement qui pourrait produire du biodiesel économiquement viable [source :Burpee].
Deuxièmement, l'huile que ces plantes produisent n'est pas égale. Pensez aux huiles dans votre cuisine :alors que l'huile d'olive dans le placard est facile à verser, le saindoux et le shortening végétal ont une consistance pâteuse. Ces différences d'état à une température donnée proviennent de la composition moléculaire des huiles. Les liaisons moléculaires dans les huiles à faible teneur en graisses saturées, qui restent liquides à des températures plus basses, diffèrent de celles riches en graisses saturées, qui forment souvent des solides dans des plages de température moyennes.
Cette différence a un effet sur la viabilité des huiles en tant que carburant. Une considération évidente est le point de gel ou de trouble :un carburant qui devient solide bien au-dessus du point de congélation de l'eau ne serait pas très utile dans un endroit froid. Par conséquent, il est logique de rechercher une huile insaturée comme source de biocarburant.
Mais il y a une autre complication qui survient avec cette sélection. De nombreuses huiles insaturées ont des caractéristiques de combustion indésirables :elles laissent des résidus gommeux dans un moteur lorsqu'elles sont utilisées comme carburant. Hydrogénant , ou traiter l'huile avec de l'hydrogène, peut atténuer ce problème, mais un traitement accru signifie une augmentation des coûts [source :Journey to Forever].
Les symboles du succès agricole dans de nombreuses régions du monde sont des champs sans fin de maïs, de soja ou de blé, avec des cultures identiques s'étendant à perte de vue. Malheureusement, cette image est aussi un signe de monoculture, un problème agricole qui pourrait bien s'aggraver à cause des biocarburants.
Monoculture fait référence à la pratique consistant à cultiver une culture fortement concentrée, plutôt qu'à la rotation de diverses cultures dans les champs d'un agriculteur au fil du temps. Bien qu'il s'agisse d'une pratique économiquement intéressante, jouant sur les économies d'échelle pour rendre la culture plus rentable pour l'agriculteur, elle peut avoir de graves inconvénients environnementaux. Des centaines - voire des milliers - d'acres ininterrompus d'une culture offrent une cible irrésistible pour les ravageurs des plantes ; les populations de ravageurs peuvent exploser au-delà de tout contrôle dans un environnement aussi tentant. De même, les nutriments qui sont restitués au sol par la rotation des cultures et la mise en jachère des champs disparaissent avec la monoculture intense. Les fermes de monoculture de longue date doivent utiliser beaucoup plus d'engrais artificiels que leurs homologues plus durables, ce qui augmente la pollution de l'eau. Et le caractère singulier d'une monoculture augmente le risque de perte totale pour l'agriculteur; imaginez les dégâts si une grave souche de brûlure du maïs frappait une ferme de maïs productrice d'éthanol [source :Altieri].
La monoculture n'est pas un problème confiné à la production de biocarburants; c'est une question qui a été étudiée pendant des années par rapport à la production de cultures vivrières à grande échelle. Mais étant donné que de nombreuses cultures de biocarburants populaires, telles que le maïs et le soja, sont également des sources alimentaires populaires pour une grande partie du monde, il va de soi que les problèmes liés à la monoculture pourraient s'aggraver à mesure que les consommateurs demandent plus de biocarburant.
Les agriculteurs de maïs, de soja et de coton - toutes des sources potentielles de biocarburants - plantent de plus en plus des versions génétiquement modifiées de ces plantes [source :Département de l'agriculture des États-Unis]. Ce n'est pas l'élevage sélectif que les agriculteurs pratiquent depuis des années; les cultures génétiquement modifiées sont modifiées en laboratoire pour mieux tolérer les herbicides, lutter contre les ravageurs ou produire des rendements plus élevés.
En théorie, cela semble être un excellent moyen de répondre à la demande de cultures de biocarburants. Après tout, une meilleure récolte réduirait les prix et garantirait qu'il y a suffisamment de maïs ou de soja pour nourrir et alimenter le monde, n'est-ce pas ? Mais dans des cas qui ressemblent autant à de la science-fiction qu'à des faits scientifiques, les cultures génétiquement modifiées ont accidentellement développé des caractéristiques involontaires et parfois dangereuses.
Un excellent exemple de cela s'est produit au début des années 2000. Au cours des premiers tests d'une souche de maïs modifiée, les chercheurs ont découvert que la culture, qui avait été conçue pour combattre un papillon de nuit connu pour s'attaquer au maïs, produisait du pollen qui pouvait éventuellement tuer les larves du papillon monarque. Les scientifiques ont tiré la sonnette d'alarme et d'autres tests effectués par des chercheurs universitaires et industriels ont confirmé que le pollen de maïs constituait une menace pour les monarques. À ce moment-là, le maïs était sur le marché depuis une saison. Heureusement, il ne s'est pas bien vendu, si peu de champs en ont été plantés. Si cela avait été la souche de maïs populaire de la saison, il aurait pu y avoir une catastrophe écologique lorsque les monarques ont migré à travers le Midwest américain riche en maïs [source :Mellon et Rissler].
Le plus évident des inconvénients du biocarburant est peut-être le plus évident :il ne s'agit pas d'un carburant à base de pétrole, il fonctionnera donc différemment dans les moteurs conçus pour un carburant à base de pétrole.
L'éthanol à base de maïs, par exemple, a une densité plus élevée que l'essence; les injecteurs de carburant doivent être plus gros dans un moteur à éthanol uniquement pour correspondre au débit de carburant d'un moteur à essence comparable. Et les carburants à base d'alcool (y compris l'éthanol) peuvent corroder ou endommager certains des raccords en métal et en caoutchouc utilisés dans les moteurs à essence. La conversion d'un carburant à l'autre, dans certains cas, nécessite une gamme de nouveaux injecteurs, joints et conduites de carburant. Et une fois que le moteur tourne, les différences de propriétés de combustion entre l'essence et l'éthanol signifient que le moteur converti à l'éthanol doit avoir son calage d'allumage ajusté pour fonctionner correctement [source :Tsuneishi].
Le biodiesel ne s'en sort pas beaucoup mieux. En raison du point de gel supérieur à celui du pétrole de nombreuses huiles productrices de biodiesel, un moteur biodiesel peut être difficile, voire impossible, à démarrer par temps froid. Le problème est encore pire pour l'huile végétale pure, utilisée comme carburant dans ce qu'on appelle les "graisseuses". Les conducteurs de véhicules utilisant ces carburants ont souvent des unités de chauffage installées pour garder le réservoir de carburant et les conduites exempts de carburant gélifié, ou installent des systèmes à double carburant qui rincent le moteur avec du diesel pétrolier au démarrage et à l'arrêt. Un certain nombre de fabricants vendent des composants pour les conversions de biodiesel et de graisseur, et les bricoleurs intrépides trouvent souvent des moyens de surmonter le problème de gélification. Mais les conversions ajoutent du temps et de l'argent à l'équation des biocarburants, ce qui peut être rebutant pour les utilisateurs potentiels de biocarburants.
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