La sagesse conventionnelle dans la recherche sur les biocarburants soutient que l'efficacité du carbone est le facteur le plus important pour déterminer des stratégies prometteuses pour la production de biocarburants. Pour les chercheurs, cela signifie que plus il y a de carbone dans la culture qui se retrouve sous forme de carbone dans le carburant, le meilleur.

Mais l'efficacité carbone n'est peut-être pas tout :la qualité des carburants et les besoins énergétiques sont également des facteurs clés pour le choix des stratégies de biocarburants de nouvelle génération, selon une étude publiée aujourd'hui [sept. 28, 2018] de chercheurs de l'Université du Wisconsin-Madison et du Great Lakes Bioenergy Research Center (GLBRC).

Dans un nouvel article de la revue Joule , Les chercheurs du GLBRC Christos Maravelias et Peyman Fasahati ont cherché à identifier les moteurs critiques, en dehors de l'efficacité carbone, pour évaluer de nouvelles stratégies de biocarburants et a constaté qu'il existe deux autres paramètres essentiels :l'énergie requise pour produire les carburants dans une bioraffinerie et l'efficacité des carburants dans le moteur d'un véhicule.

Pour effectuer leurs analyses, Maravelias, Vilas Distinguished Achievement et professeur Paul A. Elfers de génie chimique et biologique; et Fasahati, un chercheur postdoctoral travaillant avec Maravelias, ont comparé deux procédés de production de biocarburants à partir de tiges de maïs :la conversion biologique en éthanol (BCE) et la conversion catalytique en alcènes (CCA). Les alcènes sont de longues chaînes carbonées contenant au moins une double liaison; ceux produits par le procédé CCA sont utilisés pour fabriquer du diesel.

Leurs résultats montrent que les trois paramètres – efficacité carbone, besoins énergétiques du procédé, et l'efficacité énergétique - sont importants, et que la stratégie la plus efficace en carbone n'est peut-être pas automatiquement la stratégie la plus efficace dans l'ensemble.

"Par exemple, AEC, qui produit de l'éthanol, a une efficacité carbone très élevée, mais le carburant lui-même a un contenu énergétique inférieur, " dit Fasahati. " Avec le CCA, moins de carbone d'origine se retrouve dans le carburant produit, mais le carburant a une plus grande efficacité lorsque vous le brûlez dans une voiture."

Fasahati et Maravelias ont également pris en compte la production d'électricité dans leur calcul de l'efficacité énergétique de la production pour chaque stratégie. L'électricité est un sous-produit de la conversion de la biomasse en carburant dans une bioraffinerie :les déchets (principalement la lignine et les résidus de conversion) sont brûlés, produisant de la chaleur qui alimente le processus de conversion et crée de l'électricité qui peut être vendue au réseau.

Fasahati et Maravelias ont reconnu que lorsque la production d'électricité a été intégrée à leurs analyses, les deux stratégies avaient le potentiel de produire plus d'énergie mécanique totale pour le transport, parce que l'électricité produite pourrait être utilisée pour alimenter des voitures électriques tandis que le carburant lui-même pourrait alimenter des véhicules traditionnels à combustion interne.

Cependant, les procédés qui nécessitent moins d'énergie pour la conversion produisent également plus d'électricité pour la distribution. À cause de ce, le processus CCA, qui produit déjà un carburant qui brûle plus efficacement (diesel), produit également près de 60 pour cent plus d'énergie mécanique sous forme d'électricité que le processus BCE.

Ainsi la stratégie CCA, en dépit d'être moins efficace en carbone, obtient de meilleurs résultats dans l'ensemble car il produit plus d'énergie mécanique à partir de l'électricité et du carburant.

L'article suggère que la recherche sur l'optimisation des stratégies pour produire des biocarburants et des bioproduits alternatifs reste importante, même s'il n'atteint pas la haute efficacité carbone des stratégies comme BCE qui produisent de l'éthanol.

« La compréhension générale est que si vous avez plus de carbone, tu peux courir plus longtemps, ", dit Fasahati. "Mais nous avons montré qu'il y a plus dans l'histoire."

Les auteurs espèrent que leur article aidera d'autres sur le terrain à repenser le modèle d'efficacité carbone pour adopter une approche plus holistique alors qu'ils travaillent au développement des biocarburants de prochaine génération qui aideront à répondre à la norme sur les carburants renouvelables du ministère de l'Énergie à l'avenir.

Maravelias a dit, "En avant, nous sommes enthousiasmés par les possibilités de nouvelles stratégies de production de biocarburants qui vont au-delà de l'efficacité carbone, en tenant compte des paramètres discutés dans ce travail.