Quels sont les différents types de combustibles ?
Ce n’est pas encore la saison des barbecues. Pourtant, chez Ekwateur, on rêve déjà de déguster une merguez grillée sur les toits de Paris. Ce genre de festivités se fait souvent au détriment de l’environnement puisque cela implique de recourir au charbon, un combustible très polluant. Toutefois, son utilisation tend à diminuer progressivement dans le mix énergétique français.
Ekwateur vous présente les principaux combustibles utilisés en France et leurs alternatives écologiques !
9 mars 2023
Lecture 6 mn
Les combustibles solides
Commençons par définir ce qu’est un combustible. Selon le Larousse, il s’agit d’une “matière capable de brûler au contact du dioxygène ou d'un gaz contenant du dioxygène, en produisant une quantité de chaleur utilisable.” 🔍
Autrement dit, un combustible est une substance solide, liquide ou gazeuse qui, en brûlant au contact d’un comburant (le dioxygène en général), va libérer de la chaleur et servir à chauffer votre logement ou à produire de l’électricité (on va y revenir plus tard).
Charbon : un combustible solide d’origine fossile
Le charbon est un combustible qui a de la bouteille. Sa formation remonte à 350 millions d’années (soit l’ère des dinosaures !). Elle résulte d’une accumulation de couches sédimentaires riches en carbone. On différencie les types de charbon selon leur teneur plus ou moins élevée en carbone :
- l’anthracite : 95 % de carbone ;
- la lignite : 65 % ;
- la tourbe : 55 %.
L’exploitation du charbon a commencé au Moyen-âge et s’est intensifiée pendant la révolution industrielle pour alimenter notamment les machines à vapeur. 🚂
Aujourd’hui, son utilisation domestique a reculé. Toutefois, le charbon continue à alimenter les centrales thermiques du monde entier pour produire de l’électricité (50 %) et est encore largement utilisé dans les industries sidérurgiques (16 %). (1)
En France, jusqu’à il y a peu, quatre centrales à charbon fournissaient 1,2 % de la production d’électricité nationale. Elles étaient responsables de 10 millions de tonnes de CO₂, soit plus du quart des émissions de gaz à effet de serre du secteur électrique. (2)
Afin d’atteindre les objectifs de neutralité carbone d’ici 2050 et réduire la part des énergies fossiles dans le mix énergétique, l’État s’est engagé à mettre à l’arrêt toutes les centrales à charbon d’ici 2022. Objectif tenu, sauf en mars 2022, date à laquelle la centrale de Saint-Avold a été temporairement rouverte pour pallier des risques de coupures d’électricité.
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Quelles alternatives aux granulés de bois ?
Bois : l’alternative écologique aux combustibles solides fossiles
Le charbon est donc un combustible solide très polluant. Découvrons un combustible solide bien plus propre : le bois de chauffage !
On trouve du combustible bois sous plusieurs formes :
- les bûches : le nec plus ultra des flambées du réveillon 🎄 ;
- les granulés ou pellets : ce sont des résidus de scierie ou des copeaux de bois forestier compactés et collés entre eux grâce à la sève qu’ils contiennent naturellement ;
- les plaquettes : il s’agit de petits morceaux de bois déchiquetés longs de quelques centimètres (comme des copeaux de chocolat 🍫),également issus de résidus de scierie et de l’exploitation forestière ;
- les bûches densifiées : un vrai trompe l'œil 👀, elles ressemblent à s’y méprendre à des bûches. Il s’agit en fait de résidus de scierie et de copeaux forestiers compactés en forme de bûche.
Les combustibles bois entrent dans la catégorie des énergies renouvelables. En effet, ce des solutions écologiques puisqu’elles sont fabriquées à partir de chutes de déchets organiques renouvelables. Par ailleurs, les bûches densifiées émettent 5 à 10 fois moins de gaz à effet de serre que le gaz ou le fioul, ce qui permet de limiter votre empreinte carbone lors de leur utilisation. (3)
En plus d’être écologique, le bois est économique : ce combustible est peu onéreux à l’achat, et les systèmes de chauffage au bois (poêles à bois, chaudières) sont éligibles à de nombreuses aides de l’État qui permettent d’amortir la facture d’investissement. La dernière prime rénovation énergétique en date : un bonus de +1000 euros pour le remplacement d’une chaudière au fioul ou au gaz pour une chaudière au bois !
Les combustibles liquides
Nous venons de voir les combustibles solides. Passons aux liquides. Et on commence avec le pétrole.
Pétrole : un combustible liquide polluant
Le pendant liquide du charbon, c’est le pétrole. Ils sont tous les deux de couleur noire. ⚫
Le pétrole résulte de la dégradation de matières organiques (restes fossilisés de végétaux, animaux, bactéries appelés kérogènes) contenues dans les roches depuis des dizaines de millions d’années. Sous l’effet de la chaleur sous terre, et de la pression exercée par les différentes couches sédimentaires, le kérogène (et non le kérosène) craque, se transforme en pétrole liquide et s’accompagne de gaz. L’or noir remonte ensuite à la surface de la Terre jusque dans des réservoirs, où il est extrait par les explorateurs pétroliers.
L’expression, “l’argent coule à flots” ne viendrait pas de là par hasard ? 😛
Le saviez-vous ? La France produit du pétrole depuis le 18e siècle. Ses réserves sont principalement situées dans le bassin parisien et aquitain. Toutefois, aujourd’hui, seul 1 % de la production est destinée à notre consommation. Nous importons donc à 99 % ce combustible !
En effet, avec la loi hydrocarbures adoptée en 2017 qui vise à respecter les accords de Paris, la France est l’un des premiers pays au monde à mettre un terme à la recherche et à l’exploitation des énergies fossiles sur son territoire. La classe, non ?
Le pétrole importé sert principalement au secteur des transports (carburant pour voiture, véhicules lourds, avions), à l’industrie pétrochimique (production de plastique, peinture, colorant, cosmétique) et dans une moindre mesure au chauffage domestique.
Biocarburant : carburer à l’énergie verte
Vu que le pétrole sert essentiellement de carburant, et si on troquait ce combustible polluant pour un biocarburant ?
Il s’agit de carburants produits à partir de la biomasse, substance d’origine végétale, animale ou issue de déchets organiques et incorporés à des carburants fossiles.
On trouve deux grands types de biocarburants :
- ceux incorporés à l’essence : ils sont fabriqués à partir de la fermentation des sucres contenus dans les céréales ou les betteraves (non, ça n’a pas un goût de smoothie 🍹 ). En station service, vous les trouverez sous le nom de sans-plomb 95-E5, 98-E5, SP95-E10 ou E85 ;
- ceux incorporés au gazole, les biodiesels : ils sont fabriqués à partir du blé, du maïs ou de pommes de terre et représentés par la lettre B en station service.
Étant donné que la France importe 99 % de son pétrole, les biocarburants sont une option intéressante pour réduire la dépendance à ce combustible fossile. Grâce à son savoir-faire et à ses 3 % de surface agricole dédiée à la production de biocarburants, l’Hexagone est le premier producteur européen d’éthanol et le second producteur européen de biodiesel ! (4)
Les combustibles à l’état gazeux
État solide, liquide… quel état reste-t-il à explorer ? L’état gazeux mon cher Jamy ! 🤓 On commence par le plus connu de tous : le gaz naturel.
Le gaz naturel : un combustible… gazeux
Le gaz naturel est composé de :
- méthane (CH4) : 90 à 95 % ;
- éthane (C2H6) : 4 à 5 % ;
- azote (N2) : 2 à 4 % ;
- propane (C3H8) : ±1 % ;
- dioxyde de carbone (CO₂) : ±1 %.
Nous le disions tout à l’heure, lorsque le kérogène craque, il se transforme en pétrole liquide et s’accompagne de la production de gaz qui vont l’aider à remonter à la surface. Le gaz naturel est donc un combustible d’origine fossile, et un coproduit de l’exploitation pétrolière. Ce sont les compagnies gazières qui procèdent à leur extraction par forage après découverte d’un gisement.
Tout comme la production de pétrole est minime en France, l’extraction de gaz naturel l’est aussi : 98 % du gaz naturel est importé (Norvège, Russie, Pays-Bas, Algérie) via des méthaniers sous forme de gaz naturel liquéfié (GNL) ou acheminé via des gazoducs.
Le gaz est ensuite transporté :
- jusqu’à des zones de stockage : pour assurer la continuité de l’approvisionnement pendant l’hiver ;
- auprès des centrales à gaz : pour produire de l’électricité ;
- et distribué aux utilisateurs finaux : chauffage domestique.
Depuis la crise en Ukraine, la France cherche à diversifier ses sources d’approvisionnements en gaz afin d’éviter de se retrouver le bec dans l’eau en cas de fermeture du robinet de gaz. Elle enjoint également les particuliers à remplacer leurs systèmes de chauffage au gaz par des appareils fonctionnant aux énergies renouvelables. Pour cela, des aides à l’achat d’une pompe à chaleur ou d’un chauffage au bois existent comme MaPrimeRénov’.
Hydrogène : le combustible de la transition énergétique ?
Un dernier combustible gazeux (et écologique ?) pour la route : l’hydrogène (H2).
C’est un élément chimique présent en abondance dans l’univers et sur terre, mais qui, associé à d’autres éléments (carbone pour former du méthane CH4 et oxygène pour constituer de l’eau H2O) de ne nous est d’aucune utilité : il faut donc l’isoler de ses petits camarades.
Quelles sont les techniques d’isolation du H2 et donc de fabrication de l’hydrogène ?
- le reformage : sous l’effet de vapeur d’eau chauffée à très haute température, les atomes du méthane CH4 se séparent pour faire d’une part du dihydrogène (H2) et d’autre part du dioxyde de carbone (CO₂) ;
- la gazéification : du charbon de bois (composé de carbone et d’eau) brûlé à très haute température libère des gaz qui se reforment pour donner du H2 d’un côté et du monoxyde de carbone CO de l’autre ;
- l’électrolyse de l’eau : un courant électrique permet de décomposer l’eau (H2O) pour obtenir du O2 d’un côté et du H2 de l’autre.
L’hydrogène a plusieurs utilisations : il peut servir à produire de l’ammoniac, du méthanol, du carburant, et à raffiner certains produits pétroliers. Il est considéré comme l’énergie du futur pour le poids lourd et le stockage d’électricité.
Aujourd’hui, 95 % de l'hydrogène est fabriqué à partir d'énergies fossiles (gaz naturel, pétrole). Sa production en France est responsable de 11,5 Mt de rejets CO₂, soit 3 % des émissions nationales. (5)
La technique d’électrolyse de l’eau est dite décarbonée ou verte, car sa production et son utilisation émettent peu de gaz à effet de serre. Afin de réduire l’empreinte carbone de la France et d’accélérer notre transition énergétique, l’État cherche à privilégier cette technologie.
Biométhane, gaz vert, combustibles issus des centrales nucléaires… Il existe bien d’autres combustibles pour chauffer et éclairer votre nid douillet. Lequel allez-vous choisir ? Chez Ekwateur, on a un faible pour le combustible au bois. Pas envie de chercher votre bois en forêt (surtout que ce n’est pas vraiment légal) ? On vous le livre à domicile ! 😉
Sources
(1) https://www.actu-environnement.com/ae/dictionnaire_environnement/definition/charbon_combustible.php4
(2) https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/DP_Fermeture%20des%20centrales%20a%20charbon%20d'ici%202022%20-%20Enjeux%20et%20projets%20de%20territoire.pdf
(3) https://jardinage.lemonde.fr/dossier-1874-buches-compressees.html
(4) https://agriculture.gouv.fr/quest-ce-que-les-biocarburants
(5) https://www.ifpenergiesnouvelles.fr/enjeux-et-prospective/decryptages/energies-renouvelables/tout-savoir-lhydrogene#:~:text=Actuellement%2C%20l'hydrog%C3%A8ne%20a%20deux,produits%20p%C3%A9troliers%2C%20carburants%20et%20biocarburants.
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