Si vous avez lu ou regardé les nouvelles récemment, vous êtes probablement tombé sur un article, un extrait ou un extrait sonore lié au pétrole et aux prix du pétrole. Même dans vos routines quotidiennes, il y a de fortes chances que quelqu'un le mentionne. Que ce soit dans l'automobile, l'économie, l'histoire, la géographie ou la politique, le pétrole a réussi à s'infiltrer dans presque tous les aspects de notre vie quotidienne. C'est l'un des produits les plus discutés (et controversés) sur lesquels les consommateurs comptent quotidiennement.
Toutes ces discussions sur le pétrole suscitent un intérêt continu pour les alternatives à l'essence . On parle de choses comme les voitures électriques et les piles à combustible à hydrogène comme des alternatives réalisables au pétrole. À mesure que la technologie s'améliore, ces concepts pourraient devenir réalité. Mais qu'en est-il maintenant ?
Perdus dans le mélange sont les biocarburants , des carburants fabriqués à partir d'ingrédients biologiques au lieu de carburants fossiles. Ces ingrédients de départ peuvent aller du maïs au soja en passant par les graisses animales, selon le type de carburant fabriqué et la méthode de production.
Dans cet article, nous allons examiner de plus près le biodiesel , l'un des principaux biocarburants. Pour commencer, ce serait une bonne idée de vérifier comment fonctionnent les moteurs de voiture et comment fonctionnent les moteurs diesel pour obtenir des informations de base. Après cela, revenez et nous séparerons la réalité du biodiesel de la fiction.
De manière générale, le biodiesel est une alternative ou un additif au carburant diesel standard qui est fabriqué à partir d'ingrédients biologiques au lieu de pétrole (ou de pétrole brut). Le biodiesel est généralement fabriqué à partir d'huiles végétales ou de la graisse animale par une série de réactions chimiques. Il est à la fois non toxique et renouvelable . Étant donné que le biodiesel provient essentiellement de plantes et d'animaux, les sources peuvent être reconstituées par l'agriculture et le recyclage.
Le biodiesel est sûr et peut être utilisé dans les moteurs diesel avec peu ou pas de modifications nécessaires. Bien que le biodiesel puisse être utilisé sous sa forme pure, il est généralement mélangé avec du carburant diesel standard . Les mélanges sont indiqués par l'abréviation Bxx , où xx est le pourcentage de biodiesel dans le mélange. Par exemple, le mélange le plus courant est le B20 , ou 20 pour cent de biodiesel à 80 pour cent standard. Donc, B100 fait référence au biodiesel pur.
Cependant, le biodiesel n'est pas qu'un terme fourre-tout. Il existe également une définition technique formelle reconnue par ASTM International (anciennement American Society for Testing and Materials), l'organisation chargée de fournir les normes de l'industrie. Selon le National Biodiesel Board (NBB), la définition technique du biodiesel est la suivante :
Cela semble un peu rude, mais c'est beaucoup plus familier que vous ne le pensez - vous rencontrez ces acides gras tous les jours. Nous les examinerons plus en détail dans la section suivante.
Contenu
 Photo courtoisie National Biodiesel Board Le soja peut être transformé en biodiesel. |
Une partie de ce qui rend le biodiesel si attrayant et intéressant est qu'il peut être fabriqué à partir de nombreuses sources naturelles. Bien que la graisse animale puisse être utilisée, l'huile végétale est la plus grande source de biodiesel. Vous en avez probablement déjà utilisé quelques-uns dans la cuisine. Les scientifiques et les ingénieurs peuvent utiliser des huiles provenant de cultures familières telles que le soja, le colza, le canola, la palme, le coton, le tournesol et l'arachide pour produire du biodiesel. Le biodiesel peut même être fabriqué à partir de graisse de cuisson recyclée !
Le dénominateur commun partagé par toutes les sources de biodiesel est qu'elles contiennent toutes de la graisse sous une certaine forme. Les huiles ne sont que des graisses liquides à température ambiante. Ces graisses, ou triacylglycérols (parfois appelés triglycérides) sont constituées d'atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène liés entre eux et disposés selon un schéma spécifique. Ces triacylglycérols sont assez répandus. En plus des huiles végétales ménagères, elles sont également présentes dans des produits courants comme le beurre et le saindoux. Vous avez peut-être vu une liste de triglycérides si vous avez consulté un médecin et subi des analyses de sang.
Une façon de visualiser ces triacylglycérols est de penser à un "E" majuscule. Formant l'épine dorsale verticale de ce E est une molécule connue sous le nom de glycérol. Le glycérol est un ingrédient couramment utilisé dans la fabrication de produits tels que le savon, les produits pharmaceutiques et les cosmétiques. Attachées à ce squelette glycérol et formant les éléments horizontaux du E se trouvent trois longues chaînes composées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. C'est ce qu'on appelle les acides gras.
H H H H H
\ / | \ /
C-----------C-----------C
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O O O
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C=O C=O C=O
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Alors, comment ces triacylglycérols se retrouvent-ils dans une voiture, un camion ou un bateau ? Le biodiesel n'est pas de l'huile végétale pure. Bien que l'huile végétale brute ait été utilisée pour alimenter les moteurs diesel dans le passé, elle a généralement causé des problèmes. La graisse ou l'huile brute doit d'abord subir une série de réactions chimiques pour devenir un carburant. Il existe différentes manières de fabriquer du biodiesel, mais la plupart des installations de fabrication produisent du biodiesel industriel par le biais d'un processus appelé transestérification. . Dans ce processus, la graisse ou l'huile est d'abord purifiée puis mise à réagir avec un alcool, généralement du méthanol (CH3OH) ou de l'éthanol (CH3CH2OH) en présence d'un catalyseur tel que l'hydroxyde de potassium (KOH) ou l'hydroxyde de sodium (NaOH). Lorsque cela se produit, le triacylglycérol est transformé pour former des esters et du glycérol. Les esters qui restent sont ce que nous appelons alors le biodiesel.
C'est une vieille nouvelle ? Dans la section suivante, nous examinerons une partie de l'histoire et des motivations derrière le mouvement des biocarburants.
 Photo avec l'aimable autorisation de Bob Allan La production actuelle de biodiesel aux États-Unis provient principalement du pétrole à partir de graines de soja telles que celles-ci ou à partir d'huile de cuisson de restaurant recyclée. |
Le concept des biocarburants est étonnamment ancien. Rudolf Diesel, dont l'invention porte désormais son nom, avait imaginé l'huile végétale comme source de carburant pour son moteur. En fait, une grande partie de ses premiers travaux tournait autour de l'utilisation des biocarburants. En 1900, par exemple, à l'Exposition universelle de Paris, en France, Diesel a fait la démonstration de son moteur en le faisant fonctionner avec de l'huile d'arachide. De même, Henry Ford s'attendait à ce que son modèle T fonctionne à l'éthanol, un produit à base de maïs. Finalement, dans les cas de Diesel et de Ford, le pétrole est entré en scène et s'est avéré être la source de carburant la plus logique. Cela était basé sur l'offre, le prix et l'efficacité, entre autres. Bien que ce ne soit pas une pratique courante, les huiles végétales étaient également utilisées pour le carburant diesel dans les années 1930 et 1940.
C'est dans les années 1970 et 1980 que l'idée d'utiliser des biocarburants a été revisitée aux États-Unis. L'un des événements les plus importants s'est produit en 1970 avec l'adoption de la Clean Air Act par l'Environmental Protection Agency (EPA). Cela a permis à l'EPA de réglementer plus étroitement les normes d'émissions pour les polluants comme les dioxydes de soufre, le monoxyde de carbone, l'ozone et les oxydes d'azote (NOx). Cela a ouvert la voie au développement de carburants plus propres. Cela a également établi des normes pour les additifs de carburant.
Des événements à l'étranger tels que l'embargo arabe sur le pétrole de 1973-1974 et la révolution iranienne de 1978-1979, associés à une baisse de la production nationale de pétrole, ont fait monter les prix. Selon l'Energy Information Administration du Département américain de l'énergie, les importations américaines de pétrole brut ont été réduites de 30 % pendant l'embargo, et « le prix mondial du pétrole brut est passé d'environ 14 dollars le baril au début de 1979 à plus de 35 dollars le baril en janvier 1981 avant de se stabiliser. Les prix ne baissent sensiblement qu'en 1983, date à laquelle le prix mondial se stabilise entre 28 et 29 dollars le baril.
Avec l'augmentation des prix du pétrole, les chercheurs ont commencé à chercher ailleurs. En août 1982, la première conférence internationale sur les huiles végétales et végétales s'est tenue à Fargo, N.D. Cette conférence a traité de questions allant du coût du carburant et des effets de l'huile végétale aux additifs de carburant et aux méthodes d'extraction.
En 1990, la Clean Air Act a été modifiée et comprenait des restrictions plus strictes sur les émissions des véhicules. L'amendement a introduit des dispositions telles que l'augmentation de la teneur en oxygène de l'essence (qui réduit les émissions de monoxyde de carbone) et la diminution de la teneur en soufre des carburants diesel.
En 1992, l'EPA a adopté l'Energy Policy Act, ou EPACT. Cela visait à augmenter la quantité de carburants alternatifs utilisés par les flottes de transport du gouvernement américain afin de réduire la dépendance au pétrole étranger. L'amendement EPACT de 1998 incluait l'utilisation de carburant biodiesel dans les véhicules diesel gouvernementaux existants comme alternative acceptable à l'achat de véhicules à carburant alternatif, ou AFV, comme stipulé dans l'EPACT original.
Avec toutes ces règles et réglementations en place, il est compréhensible que toute alternative pétrolière viable provoque une clameur. Mais le biodiesel n'est pas un substitut parfait à l'essence. Nous examinerons ses avantages et ses inconvénients dans les sections suivantes.
Le contrôle des émissions est au cœur de l'argument du biodiesel, en particulier en matière de législation. Certains composants des émissions sont particulièrement nocifs et inquiètent les scientifiques, les législateurs et les consommateurs. Le soufre et ses composés apparentés contribuent à la formation des pluies acides; le monoxyde de carbone est une toxine largement reconnue; et le dioxyde de carbone contribue à l'effet de serre. Certains composés moins connus sont également préoccupants, tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des composés en forme d'anneau qui ont été associés à la formation de certains types de cancer. Les particules (PM) ont des effets négatifs sur la santé et les hydrocarbures non brûlés contribuent à la formation de smog et d'ozone.
Le biodiesel réduit les émissions dangereuses. Parmi les biocarburants actuels, le biodiesel est le seul à avoir passé avec succès les tests d'émissions conformément à la Clean Air Act.
| Émissions moyennes de biodiesel par rapport au diesel conventionnel | ||
| Composant d'émission | B100 | B20 |
| Total des hydrocarbures non brûlés | -67 % | -20 % |
| Monoxyde de carbone | -48 % | -12 % |
| Particules | -47 % | -12 % |
| NOx | +10 % | +2 % |
| Sulfates | -100 % | -20 % |
| HAP | -80 % | -13 % |
| Source :Office national du biodiesel | ||
En outre, le B100 peut réduire les émissions de CO2 de 78 % et les propriétés cancérigènes du carburant diesel de 94 % (National Biodiesel Board, U.S. DOE Office of Transportation Technologies).
Une autre caractéristique du biodiesel est qu'il est biodégradable , ce qui signifie qu'il peut se décomposer sous l'effet d'agents naturels tels que des bactéries. Selon l'EPA, le biodiesel se dégrade à un rythme quatre fois plus rapide que le carburant diesel conventionnel. De cette façon, en cas de déversement, le nettoyage serait plus facile et les conséquences seraient moins effrayantes. Cela vaut également pour les mélanges de biodiesel.
Le biodiesel pourrait également réduire la dépendance des États-Unis vis-à-vis du pétrole importé et accroître notre sécurité énergétique. La plupart du biodiesel aux États-Unis est fabriqué à partir d'huile de soja , qui est une culture nationale majeure. Avec l'augmentation de la demande américaine de pétrole et la diminution de l'offre mondiale, un carburant renouvelable tel que le biodiesel, s'il est correctement mis en œuvre, pourrait atténuer une partie de la demande énergétique américaine.
Le biodiesel contribue également au pouvoir lubrifiant d'un moteur ou à sa facilité de mouvement. Le biodiesel agit comme un solvant, ce qui aide à détacher les dépôts et autres saletés de l'intérieur d'un moteur qui pourraient potentiellement provoquer des obstructions. Étant donné que le biodiesel pur ne laisse aucun dépôt propre, cela se traduit par une durée de vie accrue du moteur . On estime qu'un mélange de biodiesel de seulement 1 % pourrait augmenter le pouvoir lubrifiant du carburant jusqu'à 65 % (U.S. DOE Office of Transportation Technology).
Le biodiesel est également plus sûr. Il est non toxique (environ 10 fois moins toxique que le sel de table) et a un point d'éclair plus élevé que le diesel conventionnel. Parce qu'il brûle à une température plus élevée, il est moins susceptible de brûler accidentellement. Cela rend les réglementations de mouvement et de stockage plus faciles à respecter. Ensuite, nous examinerons les inconvénients et l'avenir du biodiesel.
Bien sûr, rien n'est sans pénalité, et le biodiesel a ses inconvénients. Certains ont à voir avec le carburant lui-même, et beaucoup ont à voir avec la situation dans son ensemble.
L'un des problèmes avec le carburant lui-même est l'augmentation des NOx dans les émissions de biodiesel. Souvent, dans la fabrication de carburant diesel, lorsque vous diminuez la quantité de particules dans les émissions, il y a une augmentation correspondante des oxydes d'azote, qui contribuent à la formation de smog. Bien que certains de ces problèmes puissent être résolus en ajustant le moteur lui-même, ce n'est pas toujours faisable. Des technologies sont à l'étude pour réduire les quantités de NOx dans les émissions de biodiesel.
Un autre problème est le comportement du biodiesel en tant que solvant . Bien que cette propriété soit utile, c'est une sorte d'épée à double tranchant. Certains véhicules diesel plus anciens (comme les voitures fabriquées avant 1992) peuvent être obstrués par des concentrations plus élevées de biodiesel. En raison de sa capacité à détacher les dépôts accumulés dans le moteur (qui peuvent provenir de l'ancien carburant diesel), le biodiesel peut bloquer le filtre à carburant avec les dépôts nouvellement libérés. Les fabricants de biodiesel suggèrent de changer la pompe à carburant peu de temps après le passage à des mélanges de biodiesel à haute concentration. Les composants de ces systèmes de carburant plus anciens peuvent également se dégrader. En plus des dépôts dans le système de carburant, le biodiesel décompose également les composants en caoutchouc. Certaines pièces des anciens systèmes, telles que les conduites de carburant et les joints de pompe à carburant, peuvent se décomposer en raison de leur composition en caoutchouc ou en caoutchouc. Ceci est généralement résolu en remplaçant ces composants. Bien que de nombreux fabricants aient inclus le biodiesel dans leurs garanties, des problèmes potentiels peuvent toujours exister. Pour plus d'informations sur le biodiesel et les garanties des véhicules, consultez la norme sur le biodiesel.
De plus, dans certains moteurs, il peut y avoir une légère diminution de l'économie de carburant et de la puissance . En moyenne, il y a environ 10 % de réduction de puissance. En d'autres termes, il faut environ 1,1 gallon de biodiesel pour égaler 1 gallon de diesel standard.
Les principaux inconvénients du biodiesel sont liés à la situation dans son ensemble, à savoir le marché et la logistique associée. Parmi ceux-ci, le plus important est le coût . Selon l'EPA, le biodiesel pur (B100) peut coûter entre 1,95 $ et 3,00 $ par gallon, tandis que les mélanges B20 coûtent en moyenne environ 30 à 40 cents de plus par gallon que le diesel standard. Tout dépend de variables telles que la matière première utilisée et les conditions du marché.
L'autre problème, peut-être plus important, est celui de la quantité et de la disponibilité . Bien que le biodiesel ne soit pas nécessairement produit dans les 50 États, il peut être mis à disposition dans chacun d'eux. Il existe trois façons principales d'obtenir du biodiesel, chacune étant mieux adaptée à certains types de clients. Le biodiesel peut être acheté directement auprès du fournisseur, d'un distributeur de pétrole ou de pompes publiques. Il y a actuellement 19 membres du NBB qui produisent et commercialisent du biodiesel aux États-Unis. Pour savoir comment obtenir du biodiesel, contactez le National Biodiesel Board. En outre, le centre de données sur les carburants alternatifs dispose d'une fonction de recherche qui vous permet de localiser les stations-service par ville ou par état.
Pour plus d'informations sur l'emplacement des stations de biodiesel en dehors des États-Unis, contactez votre agence locale de biocarburants.
Alors combien gagnons-nous ? Compte tenu du nombre de producteurs différents (c.-à-d. fédéraux, privés, industriels) et de sources de cultures, il est difficile de donner un chiffre net. À l'heure actuelle, les États-Unis produisent environ 75 millions de gallons de biodiesel par an (National Biodiesel Board). Cette production est flexible et peut être augmentée ou diminuée selon les besoins.
Qu'il s'empare ou non des projecteurs occupés par des technologies plus flashy, le biodiesel sera certainement un travail constant en cours.
Actuellement, le plus grand marché du biodiesel est celui des flottes de véhicules. Selon le National Biodiesel Board, il existe plus de 100 flottes de ce type utilisant du biodiesel aux États-Unis. Il s'agit notamment d'organisations fédérales et publiques telles que les États-Unis. Postal Service, U.S. Air Force, U.S. Army, NASA, U.S. Department of Energy, Duke Energy et Florida Power &Light. De nombreux services de transport public se tournent également vers le biodiesel afin de compléter l'utilisation du pétrole. Les bus urbains tels que le métro de Cincinnati utilisent également du biodiesel. Les futures cibles potentielles incluent des domaines tels que les applications marines et agricoles et le chauffage domestique.
Au fur et à mesure que la sensibilisation du public grandit, le biodiesel et les biocarburants en général pourraient facilement se retrouver dans les conversations du dîner. Le soutien politique est également en hausse et, à la suite de législations telles que l'amendement EPACT de 1998, les sources de carburant alternatives deviendront une nécessité dans un avenir pas si lointain.
Pour plus d'informations sur le biodiesel, les biocarburants et les sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.
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