Liquid fuels production by thermal conversion of lignocellulosic biomass: assessment for the future French energy system
La production de carburants liquides par thermoconversion de biomasse lignocellulosique : évaluation pour le système énergétique français futur
Résumé
Biomass will account for a growing part of world primary energy consumption and its uses should be optimized. This thesis asks to what extent second generation biofuels can contribute to such an optimization and focuses on Fischer-Tropsch liquid biofuels. In order to address this issue, two levels of approach are proposed: - at process scale, the best performances are sought among a family of about one hundred options, - on the level of the French energy system, the massive introduction of the best processes is assessed. Implementing this approach has shown how: - thermochemical biofuel processes enable to combine biomass with other less limited primary energies in order to transfer a maximum of renewable carbon from biomass into liquid fuels, but costs remain high; - optimal allocation of biomass and the part that biofuels should take in this optimization highly depend on the global evolution of the energy system and on the feasibility of CO2 storage.
La biomasse est appelée à représenter une part croissante de la consommation mondiale d'énergie primaire et la recherche de l'optimisation de l'usage d'une telle ressource, abondante mais pas pléthorique, s'impose. Cette thèse pose la question de la place, dans cette optimisation, des biocarburants de deuxième génération, en se focalisant sur la voie thermochimique, et plus particulièrement sur la synthèse de carburants liquides par le procédé Fischer-Tropsch qui permet d'obtenir des hydrocarbures du type naphta, kérosène et gazole. Pour traiter cette question, une démarche d'évaluation est proposée, qui comporte : - une évaluation à l'échelle des procédés, appliquée à une famille comportant au départ une centaine d'options, - une approche systémique pour évaluer l'insertion des procédés dans le système énergétique français futur. La mise en œuvre de cette démarche d'évaluation montre comment : - les procédés thermochimiques de production de biocarburants de deuxième génération permettent d'associer la biomasse et d'autres énergies primaires moins limitées pour maximiser le transfert de carbone renouvelable de la biomasse dans des carburants liquides, mais à des coûts qui restent élevés ; - la réponse à la question de l'optimisation de l'usage de la biomasse et de la place à donner aux biocarburants dépend fortement de l'évolution globale du système énergétique et de la faisabilité du stockage du CO2.