"Feasibility Study of Jatropha Curcas as a Biofuel Feedstock in Kenya"

Cette étude avait pour objectif d’évaluer la faisabilité d’un développement industriel de la filière Jatropha à des fins énergétiques. Elle conclue à l’existence d’un potentiel de production de biocarburant à partir de la culture de Jatropha au Kenya. Mais les projets actuels sont trop petits et dispersés, et leur développement est handicapé par le manque d’information, l’absence d’un cadre légal et réglementaire adéquat, et l’absence d’institution pour promouvoir l’industrialisation de ce secteur.

L’étude analyse les conditions climatiques, environnementale, et la disponibilité des terres (non agricoles) pour la production de Jatropha. Elle s’intéresse aussi au contexte économique local, et à l’environnement légal, institutionnel et réglementaire en vigueur au Kenya.

Elle a été conduite à partir d’une analyse documentaire, d’interviews de tous les acteurs publics et privés de la filière, et de visites de terrain.

« Feasibility Study of Jatropha Curcas as a Biofuel Feedstock in Kenya »

Bernanrd Muok de ACTS et Lisa Källbäck de Exporträdet, ACTS, PISCES et Exportradet, Octobre 2008, 67 pages

Dessalement de l’eau de mer : une énergie alternative

Face aux pénuries d’eau, le dessalement de l’eau de mer et eau saumâtre est en très forte progression. Est-ce une solution de facilité à court terme, couteuse en énergie ou une solution durable, respectueuse de l’environnement ? Cet article fait le point sur les technologies et programmes en cours dans les pays du bassin méditerranéen.

Après un rappel documenté sur les besoins en eau des populations et des politiques de l’eau mises en œuvre dans les pays du Sud et Est Méditerranéen, cet article explique la technologie et analyse les avantages – inconvénients des deux familles de procédés de dessalement de l’eau : les procédés thermiques et la séparation par membranes ou osmose inverse.

Basé sur de nombreux exemples et données chiffrées, l’article aborde les questions techniques, mais aussi de coût, les contraintes, l’évolution…

Il donne ensuite un aperçu bien documenté de la situation et des projets en dessalement d’eau en Méditerranée : Algérie, Maroc, Tunisie, Libye, Egypte, mais aussi Malte, Baléares, Chypre, Espagne, etc.

Enfin, l’article plaide pour promouvoir les énergies nouvelles, solaire et éolienne, pour alimenter les unités de dessalement, en particulier dans le cadre du Plan Solaire Méditerranéen.

« Dessalement de l’eau de mer : une énergie alternative »

Henri Boyé, Publié dans la revue PCM n°1 / 9 d’octobre 2009, 5 pages

Overview of Slum Electrification (Global vs. African Experience)

L’objectif de cette présentation est d’analyser la problématique de l’accès à l’électricité dans les bidonvilles des pays en développement, en comparant différentes approches et enjeux en Afrique et dans d’autres régions.

L’auteur analyse successivement les raisons qui militent en faveur d’une intervention pour les plus pauvres, les technologies expérimentées au Maroc, Philippines, Inde, Brésil, Colombie, Afrique du Sud… qu’il s’agisse de types de compteurs, de prépaiment, de câbles coaxial… ou encore de pratique pour améliorer la sécurité.

Elle étudie ensuite les grandes différences entre les approches constatées en Afrique et dans d’autres pays en développement. Elle s’attarde sur les avantages du prépaiement, davantage développé en Afrique qu’ailleurs, en prenant le cas du Mozambique comme illustration.

En conclusion, elle propose les éléments clés pour réussir un projet d’électrification d’un bidonville.

« Overview of Slum Electrification (Global vs. African Experience) »

Connie Smyser, from UN Habitat, Presented at « Promoting Energy Access for the Urban Poor in Africa : Approaches and Challenges in Slum Electrification », Nairobi, Kenya, October 26-27, 2009

Le biocarburant pèse lourdement sur l’empreinte eau

Une étude présentée en juin 2009 par des chercheurs de l’Université de Twente aux Pays-Bas, montre que la quantité d’eau nécessaire pour cultiver la biomasse destinée à fabriquer des biocarburants est nettement supérieure à celle consommée pour produire d’autres formes d’énergie. l’étude a porté sur douze produits agricoles qui contribuent le plus à la production de biocarburants actuellement. Ainsi, le Jatropha bien que possédant un excellent rendement énergétique a besoin de 20 000 litres d’eau pour produire un litre de biodiesel.

Les chercheurs se sont basés sur l’empreinte d’eau provenant de treize cultures différentes. Par empreinte, il faut comprendre le volume d’eau (d’irrigation et/ou de pluie) requis par gigajoule de production d’énergie.

Ainsi, un litre de biodiesel fabriqué à partir de cultures à base de colza ou de soja, nécessite en moyenne 14 000 litres d’eau, le Jatropha encore davantage (20 000 l). !

Autre constatation : la betterave à sucre possède la plus petite empreinte d’eau. Utilisée dans la fabrication d’éthanol, elle a besoin de 1 400 litres d’eau. En revanche, la canne à sucre a besoin de 2 500 litres d’eau pour produire un litre d’éthanol.

Dans ce mode de production d’énergie, le climat et les process de production diffèrent suivant les régions : l’étude a donc choisi d’effectuer les calculs par pays et par cultures.

L’étude a également révélé que la production d’électricité à partir de la combustion « biomasse » possède une plus faible empreinte sur l’eau que la production de biocarburants (un facteur 2). Cela est du au fait que la combustion valorise toute la biomasse utilisée, alors que la production des biocarburants (de première génération) n’en transforme qu’une partie en énergie.

L’empreinte eau du bioéthanol est plus faible que celle du biodiesel.

En corrélant la consommation d’eau d’une culture spécifique à un endroit géographique et aux données climatiques, les chercheurs ont indiqué être en mesure de sélectionner la région la plus appropriée à sa production. Cette approche permettrait d’éviter de compromettre la production alimentaire dans certaines régions du globe subissant des problèmes d’approvisionnement en eau.

Les résultats sont publiés dans un article de cette édition PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), du 23 Juin 2009. La méthodologie et les données utilisées sont détaillées sur cette page additionnelle du PNAS (en anglais).

« The water footprint of bioenergy »

Winnie Gerbens-Leenesa, Arjen Y. Hoekstraa et Theo H. van der Meerb, University of Twente, Cornell University, 2009

Rapport du PNUE sur la production durable et l’usage des biocarburants

Ce rapport du Groupe international pour la gestion durable des ressources, créé sous l’égide du Programme des Nations unies, fournit une vue d’ensemble des problèmes clés et perspectives sur la production durable et l’usage des biocarburants.

Il est basé sur une étude bibliographique approfondie, en prenant en compte les récentes critiques majeures, et en envisageant un large éventail d’opinions divergentes des experts du monde entier. L’accent est mis sur ce qu’on appelle les biocarburants de première génération tout en considerant les autres lignes du développement. Cette orientation est basée sur l’état de l’art et la disponibilité des données jusqu’à la fin de 2008. Les avantages potentiels et les impacts des biocarburants de deuxième et troisième génération – de préférence dénommée « biocarburants avancés » – sont partiellement inclus, et pourrait faire l’objet d’un rapport spécifique à un stade ultérieur.

« Toward sustainable production and use of resources : Assessing biofuels »

Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE), 1er octobre 2009, 120 pages (en anglais)

“Making Sustainable Biofuels Work for Smallholder Farmers and Rural Households”

Ce document présente un aperçu des principaux risques et opportunités pouvant naitre de la production et de l’utilisation des biocarburants liquides dans les pays en développement. Il examine aussi bien les impacts potentiels sur l’environnement que les effets socio-économiques, en ciblant en particulier les répercussions au niveau des ménages.

Il émet en outre des recommandations sur la façon de limiter au minimum les risques et d’exploiter le potentiel de développement rural et de réduction de la pauvreté offert par les biocarburants liquides.

“Making Sustainable Biofuels Work for Smallholder Farmers and Rural Households” Issues and Perspectives

Andrea Rossi & Yianna Lambrou, Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), Rome, 2009, 34 pages.

 

Analyse de Cycle de Vie appliquée aux biocarburants de première génération consommés en France

Cette synthèse de l’Ademe explique en détail la méthodologie utilisée et ses limites, puis des tableaux de résultats chiffrés par biocarburants, enfin des analyses très nuancées. Ce document invite à approfondir certaines pistes et met en garde contre des interprétations trop rapides des résultats, considérés comme très sensibles aux hypothèses conservatives utilisées.

Methodologie

En 2008, l’ADEME avait animé un travail préalable pour élaborer un Référentiel qui définissait des recommandations pour la réalisation d’Analyse de Cylce de Vie (ACV) appliquées aux biocarburants de première génération en France. Ce référentiel est téléchargeable sur cette page du site de l’ADEME. La présente étude s’est appuyée sur ces recommandations.

Elle couvre l’ensemble des biocarburants disponibles sur le marché français :

  • Les filières bioéthanol : betterave, maïs, blé, canne à sucre en incorporation directe ou sous forme d’ETBE (éthyl tertio butyl ether) ;
  • Les filières biodiesel : colza, tournesol, soja, palme, graisses animales et huiles alimentaires usagées ;
  • la filière Huiles Végétales Pures (HVP).

Pour disposer de référence, les carburants fossiles ont également été étudiées : les filières pétrolières de production de diesel et d’essence ont été prises en compte sous deux spécifications : EURO4 et EURO5.

Enfin, cette étude a couvert deux types de carburant pour chaque biocarburant :

  • un niveau d’incorporation de 10% en volume ;
  • un niveau d’incorporation plus élevé.

Cinq indicateurs d’impacts environnementaux ont été analysés :

  • Un indicateur de réchauffement climatiques : les émissions de Gaz à Effet de serre ;
  • Un indicateur d’impact contribuant à l’épuisement des ressources non renouvelables : la consommation d’énergie non renouvelable ;
  • Deux indicateurs d’impacts sur la santé humaine : l’Oxydation photochimique et la toxicité humaine ;
  • L’eutrophisation : l’eutrophisation est une des étapes du processus naturel qui transforme lentement les lacs peu profonds en marais, puis en prairie et finalement en forêt.

Tous les calculs ont été faits pour une unité fonctionnelle standard : « parcourir un kilomètre ».

Les résultats

Ils ont été calculés pour chaque biocarburant, sur l’ensemble de leur cycle de vie (« du champ à la roue ») et sur les cinq indicateurs présentés ci-avant. De nombreux tableaux récapitulent ces résultats : on retiendra de l’analyse qui conclue ce rapport les points suivant :

  • Consommation d’énergie non renouvelable : l’ensemble des biocarburants présente des bilans bien plus favorables que leurs homologues fossiles ;
  • Emissions de gaz à effet de serre : hors prise en compte de l’impact sur le réchauffement de changements d’affectation des sols, l’ensemble des biocarburants présente des bilans moins émissifs que les carburants fossiles : entre 20 et 40 g CO2equivalent/MJ contre 96 à 100 respectivement pour le diesel et pour l’essence ; Ce résultat est très nuancé par les rédacteurs de l’étude qui indiquent que « le niveau exact de réduction est délicat à évaluer et dépend fortement du rendement agricole à l’hectare, des apports d’engrais et émissions NéO afférentes, ainsi que de l’intensité et les sources énergétiques du procédé de transformation ».
  • Potentiel d’oxydation photochimique : les biodiesels français sont légèrement plus émetteurs de molécules à pouvoir photooxydant que les carburants fossiles. Les autres esters ont des niveaux inférieurs, notamment les huiles usagées et graisses animales ;
  • Potentiel de toxicité humaine : pour les esters, le bilan présente des valeurs négatives sur ce potentiel de toxicité. Le potentiel de toxicité pour les éthanol et les essences est plus faibles que pour les diesels
  • Potentiel d’Eutrophisation : avec des niveaux 10 fois plus élevés que les carburants fossiles, aussi bie pour les éthanols que pour les esters, les biocarburants présentent des bilans défavorables pour cet indicateur.

Limites de l’étude

  • Il n’existe pas en France de valeurs de facteurs d’émission ou de modèle actualisé, validé et reconnu au niveau international. L’étude est restée proche des travaux du GIEC en retenant des valeurs située dans la fourchette haute des émissions mesurées aux champs ;
  • L’étude n’a pas pris en compte les amortissements des sites industriels de production, etc.
  • Surtout, cette synthèse de l’étude n’a (finalement) pas pris en compte l’impact environnementale d’un éventuel changement d’affectation des sols, qui avait été évalué dans l’étude complète. C’est le point le plus critiqué de cette synthèse par les organisations environnementales, qui affirment : « si l’on intègre l’effet du changement d’affectation des sols indirect, calculés dans le rapport complet, le bilan d’émission de gaz à effet de serre de l’huile de colza produite en France est le double de celui du diesel qu’il remplace ». La synthèse de l’Ademe publiée attire cependant l’attention sur l’impact très négatif que semblable changement pourrait avoir sur les bilans, en particulier dans le cas d’une déforestation pour produire des biocarburants : elle rapporte :
  • « Les changements d’affectation des sols peuvent venir modifier grandement ces résultats, voire pourraient potentiellement les inverser » ;
  • Plus loin, la synthèse parle à ce sujet de « zones d’ombre », qui devraient faire l’objet de « travaux spécifiques » ;
  • Pourtant, l’étude complète, dont une partie des conclusions n’a pas été publiée, fournit des résultats accablants.

« Analyse de Cycle de Vie appliquée aux biocarburants de première génération consommés en France. Synthèse. »

Etude réalisée pour le compte de l’ADEME, du Ministère de l’Écologie, de l’Energie, du Développement Durable et de la Mer, du Ministère de l’Alimentation, de l’Agriculture et de la Pêche, et de France Agrimer par Bio Intelligence Service, Direction des Energies Renouvelables, des Réseaux et Marchés énergétiques – ADEME, Septembre 2009, 26 pages

Création d’une huilerie rurale : conseils opérationnels et estimation des coûts

Le concept d’huilerie développé par Performances dans le cadre du programme EESF vise à valoriser la production agricole existante (arachide, sésame) et à produire l’énergie nécessaire (à partir de plantations de Jatropha) pour améliorer des conditions de vie et développer les capacités économiques des populations rurales de façon durable.

Investissement

Le coût d’une unité artisanale de production d’huiles végétales de qualité, d’une capacité de traitement de 30 à 40 kg/heure de graines s’élève environ à 70-80 MFCFA (120.000 €).

Ce coût n’inclut pas les infrastructures (bâtiment, approvisionnement en eau et en énergie), ni la formation initiale des techniciens, qu’il sera important de ne pas sous-évaluer. En effet, pour une production d’huiles alimentaire et/ou biocarburants de première qualité, il est indispensable d’assurer le maintien d’un environnement propre : les aménagements doivent être conçus pour limiter les contaminations par les poussières, faciliter l’évacuation des tourteaux et sédiments ainsi qu’un entretien régulier de l’ensemble de l’installation (sols, équipements, cuves…).

L’investissement se répartit approximativement entre trois niveaux complémentaires de mise en œuvre, de 25 à 30 MFCFA chacun (40.000 €).

1er niveau d’opération : extraction, décantation

La solution retenue pour une production de type artisanal est une presse à vis à tube : elle est économique, adaptable à une grande variété de graines grâce à la facilité de ses ajustements (longueur de la chambre d’extraction, diamètre de la buse de sortie), simple d’entretien et bien adaptée à un système de production discontinu (très peu d’impuretés se trouvant dans un état colloïdal, la décantation est rapide).

Pour assurer la qualité de l’huile produite et un bon fonctionnement de la presse, celle-ci devra être alimentées en graines dépoussiérées, présentant un taux d’humidité de 6% environ : attention donc aux reprises d’humidité pendant le stockage.

La décantation se fait au niveau de 3 cuves en plastique alimentaire de 300 l en série. Avec un débit de 10 l/h et un fonctionnement moyen de 6 heure/jour, la durée de la décantation est d’environ 2 semaines. Elles sont équipées d’un système de vidange par le bas afin de faciliter l’évacuation des sédiments et leur lavage.

La presse est conçue pour fonctionner en continu (elle est alimentée par une trémie lui donnant une autonomie d’une journée, ou directement à partir d’un silo à grains) : le coût d’amortissement de l’installation est inférieur à 100 FCFA par litre d’huile produit (0.15 €).

Si l’objectif est la satisfaction de besoins locaux (à l’échelle d’un village ou d’une zone de production), l’activité peut se limiter à ce niveau : la production, en ce qui concerne l’huile biocarburant, est d’un niveau de qualité suffisant pour alimenter des groupes électrogènes, des équipements agricoles, ou des réchauds pour la cuisine. Les sous-produits sont utilisés ou transformés sur place (tourteaux, production de savon à partir de sédiments).

2ème niveau d’opération : filtration, stockage

L’objectif est d’élever le niveau de qualité des huiles non consommées au niveau des zones de production, en vue de leur commercialisation sur le marché national.

Une attention particulière doit être apportée au stockage, avant ou après filtration : sa durée doit être réduite car les huiles végétales, en général riches en acides gras insaturés, sont instables, et dans tous les cas assurer une bonne protection contre la lumière, le contact avec l’air et l’humidité (risques de condensation par variations de température…).

La filtration est réalisée par une combinaison de filtres à poche et à cartouches jusqu’à 1µ voire 0.5µ. Elle peut avoir lieu au moment de la livraison, ce qui permet d’accroître le temps de décantation (le taux de phosphore diminue avec la durée de décantation). L’intégration d’un piège à eau dans le circuit garantit une qualité maximale à la livraison.

L’unité de filtration est mobile et a une capacité de traitement élevée (100 à 400 l/heure) ; elle peut (doit) donc être utilisée en commun par plusieurs unités de niveau 1. Le coût d’amortissement de ces équipements est alors d’environ 30 FCFA par litre d’huile produit (moins de 5 centimes d’euro).

A ce niveau de qualité, l’huile est vendue en gros à des distributeurs (huile alimentaire, huile biocarburant) ou transformateurs (production de savon à partir de l’huile, de biodiesel…).

3ème niveau d’opération : commercialisation

La maîtrise de la commercialisation de la production demande des équipements et des moyens logistiques complémentaires (véhicule, contrôle qualité, conditionnement…).

La qualité de l’huile obtenue par les procédés ci-dessus (première extraction à froid et filtration fine) répond aux normes internationales en matière d’huiles végétales pures à usage de biocarburant (jatropha) ou d’huiles vierges alimentaires (arachide, sésame).

L’intégration d’activités de transformation (production de savon, formulation insecticide, …) et de conditionnement des huiles, sous-produits, produits transformés (emballage, étiquetage) aura pour objectif de développer et de promouvoir l’image de l’activité, élément essentiel de sa pérennisation.

 

La monoculture de la palme pour les biocarburants dévaste l’Indonésie

Le rapport des Amis de la Terre se focalise sur l’expansion des cultures d’huile de palme dans le grand district de Ketapang, à l’Ouest de Kalimantan en Indonésie. Il analyse comment la demande énergétique d’huile de palme européenne conduit à une extension des plantations d’huile de palme, et comment les approches dites de certification volontaire ne permettent pas d’éviter les impacts négatifs.

Cette étude de cas est très documentée, illustrée, et fournit de nombreuses données utiles à l’analyse. Voici quelques valeurs extraites du rapport :

  • Dans les trois dernières années, le gouvernement du Ketapang a concédé des permis pour des plantations d’huile de palme sur 40% de la surface du district, en violation des lois pour protéger les forêts, l’environnement et les populations locales ;
  • 39 des 54 permis sont situées sur 400 000 hectares de forêts protégées, incluant un parc national où vivent des orangs-outangs, menacés d’extinction. Au total, les permis couvrent 1,4 million d’hectares au Ketapang ;
  • Les violations légales sont les mêmes que les compagnies achetant les permis soient membres ou non de la « Table Ronde sur l’Huile de Palme Responsable » (Roundtable for Sustainable Palm Oil). 43% des terres achetées le sont par des entreprises membres de la RSPO ; les droits des communautés sont souvent ignorés.

« Failing Governance, Avoiding Responsabilities. European biofuel policies and oil palm plantation expansion in Ketapang district, West Kalimatan (Indonesia) »

Une publication des Amis de la Terre Néerlandais (Milieudefensie) et des Amis de la Terre indonésien (Walhi Kalbar), septembre 2009, 30 pages.