Nouvelle année, nouveau record de température: l'année 2024 entrera dans l'histoire comme étant la plus chaude. Tous les mois, les températures ont été à chaque fois supérieures de plus de 1,5 degré à la moyenne de la période de référence préindustrielle de 1850 à 1900.
Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) de l'ONU, il a été prouvé sans l'ombre d'un doute que l'être humain est le principal responsable de ce réchauffement global, ou plutôt des émissions de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone (CO2) ou le méthane.
Afin d'éviter la crise climatique qui menace, la communauté internationale s'est fixé en 2017 des objectifs ambitieux dans l'accord de Paris sur le climat. Ainsi, la neutralité climatique mondiale doit être atteinte d'ici à 2050, c'est-à-dire que les émissions de CO2 et d'autres gaz à effet de serre doivent être réduites à zéro.
Pour cela, il faut impérativement remplacer les sources d'énergie fossiles par des énergies renouvelables. Concrètement, cela signifie que les bateaux ne doivent plus utiliser de fioul lourd. Les avions ne doivent plus voler avec du kérosène. Et les camions et les voitures ne doivent plus fonctionner à l'essence ou au diesel.
Pour les véhicules privés, la plupart des spécialistes considèrent que la propulsion électrique est actuellement la solution la plus efficace et la plus neutre pour le climat. Mais ces dernières années, les «e-fuels» sont également promus comme une alternative à l'électricité. Mais qu'est-ce que les e-fuels et quel est leur potentiel?
Le carburant du futur?
Le nom «E-Fuels» s'est établi comme un terme générique pour les carburants produits synthétiquement. Leur particularité: renoncer aux matières premières fossiles comme le pétrole brut et se baser, pour simplifier, sur de l'électricité produite de manière durable. Dans une première étape, l'eau est décomposée en ses composants, l'hydrogène (H2) et l'oxygène (O), ce qui nécessite toutefois de grandes quantités d'énergie électrique.
Ensuite, l'hydrogène produit est synthétisé avec du CO2 nuisible au climat pour obtenir un pétrole brut liquide. Le CO2 nécessaire peut, dans le meilleur des cas, être filtré à partir de l'air ambiant. Il est alors possible de distiller des carburants à partir du pétrole brut produit artificiellement, sans que du CO2 supplémentaire soit rejeté dans l'atmosphère.
Quels sont les avantages?
Tous les e-fuels à base de H2 peuvent en principe être produits en n'importe quelle quantité, si l'on dispose de suffisamment d'électricité verte. Le carburant fabriqué artificiellement peut être utilisé dans presque tous les moteurs à combustion, tant que les e-fuels respectent les normes pour le type de carburant en question. En d'autres termes, il n'est pas nécessaire de modifier les moteurs: même une vieille Coccinelle VW peut fonctionner avec des e-fuels (à l'exception des véhicules à deux temps comme la Trabant).
Autre avantage: comme l'essence ou le diesel, les e-fuels peuvent être transportés quasiment sans perte et distribués via le réseau de stations-service existant. Un mélange de carburant normal et d'e-fuels est également possible.
Quels sont les inconvénients?
Tout cela semble presque trop beau pour être vrai, et c'est malheureusement le cas. Car avant que les e-fuels ne jaillissent effectivement des robinets, d'énormes quantités d'énergie électrique sont nécessaires. Si le rendement, c'est-à-dire la part de l'énergie qui est effectivement transformée en propulsion des véhicules, d'une voiture électrique actuelle est de 70 à 80%, il n'est que de 10 à 15% pour une voiture alimentée par des e-fuels. Une voiture à pile à combustible fonctionnant à l'hydrogène atteint tout de même un rendement bientôt deux fois plus élevé.
Pourquoi? Alors qu'avec les e-fuels, l'énergie électrique doit d'abord être transformée en énergie chimique – ce qui entraîne des pertes importantes – avant que le carburant ne soit transformé en énergie motrice dans le moteur à combustion, un moteur électrique transforme directement l'énergie fournie en propulsion. Concrètement, cela signifie qu'une voiture alimentée par des e-fuels a besoin de trois à cinq fois plus d'électricité qu'une voiture électrique pour parcourir la même distance. L'utilisation d'e-fuels libère en outre le CO2 précédemment capté, tandis que les e-voitures (et les H2-voitures) roulent au moins sans émissions locales.
Où en est la production?
Aujourd'hui, il n'y a pas assez d'électricité verte pour produire des e-fuels, ni d'installations de production suffisamment grandes pour produire les quantités nécessaires de ce carburant d'avenir pour des millions et des millions de voitures. La Suisse à elle seule a consommé 2,13 millions de tonnes d'essence en 2021. Sans compter la consommation de diesel d'environ 2,72 millions de tonnes supplémentaires!
Les installations dans les pays désertiques, par exemple, seraient prédestinées et souvent discutées. Des installations dans des régions très ventées comme la mer du Nord ou le long de la côte atlantique pourraient également être envisagées.
Une entreprise suisse est déjà présente sur le marché des e-fuels: la spin-off de l'EPF Synhelion, à laquelle participent notamment Swiss et Amag, a inauguré ce printemps sa première installation de production à Jülich en Allemagne, qui utilise l'énergie solaire pour la production d'électricité. D'innombrables miroirs réfléchissent la lumière du soleil de manière à ce qu'elle soit concentrée sur une tour appelée «récepteur». La chaleur qui en résulte, d'environ 1500 degrés Celsius, est stockée et utilisée comme chaleur de réaction pour la production d'e-fuel dans un réacteur. D'ici à 2030, Synhelion veut produire 700'000 tonnes de carburant synthétique par an. Cette quantité suffirait à faire fonctionner approximativement la moitié de l'actuelle flotte d'avions de Swiss avec un bilan CO2 neutre.
Où les e-fuels pourraient-ils être utilisés?
Alors que les batteries peuvent être utilisées sans problème comme accumulateur d'énergie dans les véhicules des particuliers, cela n'est pratiquement pas possible dans d'autres domaines de transport: en premier lieu dans l'aviation et la navigation, mais aussi dans les machines de chantier lourdes ou les gros camions. Les experts en environnement demandent donc que les e-fuels soient d'abord utilisés dans ces secteurs non électrifiables.
Mais même pour les avions et les bateaux, il sera impossible dans un avenir proche de faire le plein des flottes géantes mondiales avec des e-fuels. Selon une étude de l'Institut de Potsdam pour la recherche sur l'impact climatique (PIK), les e-fuels disponibles à l'échelle mondiale en 2035 ne suffiraient même pas à couvrir la demande du transport aérien et maritime, mais aussi l'industrie chimique, et ce, rien qu'en Allemagne!
Que se passera-t-il à l'avenir?
En l'état actuel des connaissances, il est extrêmement improbable que les e-fuels puissent être utilisés comme carburant pour nos voitures dans un avenir proche. Il est prévu de créer une nouvelle catégorie «E-Fuels only» pour les voitures neuves à moteur à combustion. Mais d'ici à ce que le carburant neutre en CO2 puisse être produit en quantités suffisamment importantes pour alimenter non seulement le transport aérien et maritime, mais aussi toutes les voitures existantes et même les nouvelles, il faudra attendre bien plus longtemps que 2035.
Les constructeurs automobiles européens ne sont pas les seuls à s'être fixé depuis longtemps des délais d'abandon des véhicules à combustion. Les e-fuels devraient donc être utilisés avant tout pour le parc important de voitures à combustion déjà en circulation, même après 2035. Il est réaliste et prévu par l'Union européenne d'introduire d'ici à 2030 un quota obligatoire de 2,6 à 5,7% d'hydrogène vert et d'e-fuels dans le secteur européen des transports.
