Les e-fuels : carburants d’air et d’eau ?

En mars dernier et après un long suspense, de longues négociations et quelques rebondissements, la fin de commercialisation des moteurs thermiques a été actée par l’Union Européenne pour 2035. Les nostalgiques des moteurs thermiques ont cependant vu apparaitre une lueur d’espoir pour continuer à apprécier les petits plaisirs olfactifs et acoustiques de la combustion. Cette solution potentielle est portée par les carburants synthétiques ou les e-fuels qui se présentent comme les sauveurs des moteurs thermiques et de l’environnement : une association jusque-là improbable.

Qu’est-ce qu’un e-fuel ?

Un e-fuel (electro-carburant) est un carburant synthétique qui contrairement au bio-fuels issus de la biomasse, est produit à partir d’électricité renouvelable / décarbonée et de dioxyde de carbone CO2. Un e-fuel peut être à l’état liquide ou gazeux en fonction de sa molécule.

Comment c’est fait ?

D’air et d’eau ! C’est vrai mais en réalité c’est un peu plus complexe que ça. Beaucoup plus complexe même. Il faut savoir que le point commun entre les principaux e-fuels est le besoin en hydrogène H2. En effet, afin de réaliser les réactions chimiques nécessaires, l’Hydrogène est primordial. Son obtention se fait par l’électrolyse de l’eau (un courant électrique permet de décomposer l’eau H2O en dioxygène O2 et dihydrogène H2), en recourant à de l’électricité décarbonée et/ou verte pour libérer de dihydrogène H2.

Les deux e-fuels les plus répondus sont le e-méthane et le e-méthanol. Dans le cas des e-méthanes, on cherche à obtenir du CH4 par le biais de la réaction de méthanation :

O2 + 4H2 ⇌ CH4 + 2H2O

Dans le cas des e-méthanols, on cherche à obtenir le CH3OH par le biais de la réaction de la méthanisation. Dans cas précis, la réaction a besoin de CO2 qui peut être capté de l’air puis stocké. 

CO2 + 3H2 ⇌ CH3OH + H2O

L’e-méthane et le e-méthanol peuvent être transportés, conditionnés et utilisés dans les mêmes conditions que le méthane ou le méthanol. L’usage en tant que carburant dans la mobilité reste très limité, en particulier pour le e-méthane. Le e-méthanol peut quant à lui être utilisé à des pourcentages différents en tant que carburant pour la mobilité terrestre et maritime. Les pourcentages varient entre 3% et 100% en fonction du véhicule.

Les e-carburants dans la mobilité

Pour tirer pleinement profit des e-fuels, leurs caractéristiques, notamment en termes de densités énergétiques doivent se rapprocher de celles des carburants classiques issus de biomasse. Pour y arriver, une transformation complémentaire est nécessaire. Plusieurs techniques peuvent alors être utilisées comme la synthèse Fischer-Tropsch ou la synthèse d’alcools. La première permet d’obtenir du Diesel de synthèse haute qualité ainsi que du Kérosène. Dans le cas des alcools comme le méthanol, la deuxième méthode est privilégiée et permet d’obtenir de l’essence de synthèse. 

L’avantage de ces carburants réside dans le fait qu’ils s’adaptent parfaitement aux infrastructures de stockage et de transport existantes. Sur un plan d’émissions, ils ne sont pas exempts de gaz à effets de serre mais permettent de produire moins de polluants comme le souffre ou les oxydes d’azote à l’issus de la combustion.

Quid de l’industrialisation

Le top départ est donné pour la production d’e-carburants. Une dizaine de sites industriels à travers le monde est en cours de mise en place pour la production de e-carburants. Un des sites a fait plus parler de lui, à savoir le site le site Haru-Oni au Chili puisque l’un des partenaires du projet n’est autre que le constructeur automobile Porsche. Le site utilise la synthèse d’alcool en recourant à l’énergie éolienne pour ses besoins en énergie électrique et pour assurer l’électrolyse de l’eau, procédé très énergivore. Le cycle de production est présenté ainsi comme vert et neutre en Carbone. Un exploit technologique et environnemental d’autant plus que le niveau de production devrait atteindre 55 millions de litres en 2026. Porsche a fait la démonstration de cet e-fuel et a officialisé son utilisation en compétition lors de la Porsche Mobil 1 Supercup, une première dans le sport automobile et une preuve de son efficacité et de sa fiabilité.

L’Hydrogène vert … clé de la réussite ?

Bien que l’hydrogène soit la matière la plus ancienne et la plus abondante de l’univers, sa production, décarbonée et verte, représente le défi technique et financier à relever lors des prochaines années. L’avenir de la mobilité verte y est intimement lié. La survie ou la fin du moteur thermique en Europe en dépendent.

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