Essence synthétique - Définition
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Fabrication
Un carburant de synthèse peut en théorie être produit à partir de toute matière première contenant du carbone et de l’hydrogène : charbon, biomasse (déchets agricoles, ménagers, industriels...), ou gaz naturel. Les étapes sont les suivantes :
- Production d’un gaz de synthèse (mélange de CO et d’H) par vaporeformage, gazéification ou oxydation partielle ;
- Transformation de ce gaz en brut de synthèse composé de molécules linéaires comprenant typiquement de 1 à 80 atomes de carbone (Procédé Fischer-Tropsch) ;
- Hydrocraquage du brut de synthèse en produits finaux (naphta, kérosène, essence ou diesel, huiles de base pour lubrifiants, cires, produits de spécialité).
On parle des filières CTL (coal to liquids, du charbon vers les liquides), BTL (biomass to liquids, de la biomasse vers les liquides), GTL (gas to liquids, du gaz vers les liquides) en fonction de la matière première.
La principale coupe pétrolière issue de ce procédé est en général le carburant, car c'est le marché le plus vaste. Ce carburant est soit de l'essence, soit du gasoil, en fonction de la variante technologique utilisée pour la conversion Fischer-Tropsch.
Ce diesel d’excellente qualité bénéficie d’un indice de cétane (combustion) très élevé : il ne contient ni soufre, ni molécules aromatiques (benzène, toluène) et sa combustion produit moins de particules fines qu’un diesel traditionnel. Compte tenu de la réglementation et de sa densité plus faible, ce carburant est pour l’instant utilisé en mélange avec le diesel. Liquide, il ne nécessite aucune transformation des moteurs ni réseau de distribution dédié… Ces qualités pourraient selon ses promoteurs en faire le diesel propre des villes de demain.
L'U.S. Air Force procède de son côté à un vaste programme d'essais sur l'ensemble de sa flotte. Ces essais, qui seront achevés en 2011, ont pour objectif de réduire sa dépendance énergétique grâce à un approvisionnement de 50% en carburants synthétiques.
Les enjeux économiques du CTL sont considérables. Le coût d’une unité industrielle est de plusieurs milliards d’euros. L’indicateur économique du coût de revient d'une unité est le « prix équivalent de pétrole brut », dont les valeurs communiquées par les industriels et dans la littérature sont extrêmement variables: de 35 à 90 dollars par baril.
L’enjeu essentiel du CTL est l'indépendance énergétique. Nombreux en effet sont les pays riches en charbon et relativement pauvres en pétrole, comme les trois géants que sont les États-Unis, la Chine et l’Inde. C’est dans ces pays que l’on trouve l’essentiel de la trentaine de projets à l’étude en 2009.
Le prix international de la Liquéfaction du charbon ("World CTL Award") a été décerné, pour l’année 2009, au Dr. Theo Lee, Vice President et Chief Technology Officer de Headwaters CTL (USA), en conclusion de la conférence World CTL 2009. Le prix 2010 sera remis à Pékin (Chine) le 15 avril en conclusion de de la conférence World CTL 2010.
Perspectives
Une unité de production GTL exigeant un investissement deux à trois fois plus important qu’une raffinerie et l’accès à une matière première bon marché, seuls des projets d’envergure ont pour l’instant vu le jour chez les gros producteurs de gaz naturel (Moyen-Orient, Asie, Afrique), dans des pays qui y voient une manière supplémentaire de le valoriser.
Issu d’une ressource hydrocarbure, le bilan environnemental des carburants synthétiques issus de la filière GTL reste modérément intéressant, même si des innovations technologiques peuvent l’améliorer. L’utilisation de la biomasse (BTL) pourrait en revanche présenter un potentiel intéressant, environnemental et en termes de dépendance énergétique des pays non-exportateurs d’hydrocarbures, même si ce potentiel est forcément limité compte tenu des grandes quantités de biomasse requises.
Le maintien du brut à des prix élevés devrait toutefois favoriser le développement des filières GTL, voire CTL, et amener les carburants synthétiques à occuper une place significative dans le bouquet énergétique du futur.
