Le rendement énergétique de la production d’éthanol à partir de maïs

Résumé ticle établit le bilan énergétique de la production d’éthanol à partir de maïs aux États-Unis d’Amérique, depuis le champ jusqu’à la station service, suivant la méthodologie décrite par Chavanne et Frangi (C. R. Geoscience 339 (2007) 519–535). Les données de base (consommation directe d’énergies et de matériels, ainsi que leurs pouvoirs calorifiques et les dépenses dans les filières externes) proviennent des articles publiés sur le sujet, de documents techniques et d’enquêtes des ministères de l’Agriculture et de l’Énergie des États-Unis. Pour la récolte de 2001 sur une région assurant plus de 90 % de la production d’éthanol et pour le parc d’usines opérationnelles en 2005, 100 J d’éthanol et de valorisation des sous-produits (énergie économisée par remplacement d’aliments d’élevage d’environ 12 % du pouvoir de l’éthanol) ont nécessité la dépense de 86 ± 3 J d’énergie primaire, dont plus de 50 J sous forme de gaz naturel et 62 J à l’usine. Le tiers des surfaces de maïs au Nebraska sont irriguées en pompant l’eau du sous-sol, avec un coût supplémentaire de 26 ± 3 J. En 1996, la forte pluviométrie a accru les dépenses de séchage des grains de 6 J. Par comparaison, les dépenses pour l’essence à partir du pétrole brut représentent moins de 25 J pour 100 J. L’étude complémentaire concernant la disponibilité des différentes ressources n’est pas faite ici. L’économie la plus importante peut être réalisée à l’usine par fermentation des résidus en gaz (de 62 J à env. 12 J). L’expression du taux de dépenses inclut les coûts de la plante jusqu’à la roue et permet d’élargir les comparaisons à toutes les filières biomasse/transport. Avec ce taux, le coût moyen en 2001 hors irrigation est de 130 J pour 100 J du pouvoir calorifique du grain de maïs. rticle establishes the primary energy balance for making ethanol out of corn in the USA, calculated from the farm to the fuel station, following a methodology described in Chavanne and Frangi (C. R. Geoscience 339 (2007) 519–535). Raw data (direct energy and material consumption as well as their heat value and external costs) come from published papers related to this topic, technical textbooks, as well as reports from the US Departments of Agriculture and Energy. For the 2001 harvest, over the area producing more than 90% of ethanol and for the 2005 network of working refineries, 100 J of ethanol and recovery of by-products (the energy saved by the replacement of animal feed by these by-products is around 12% of the ethanol heat value) needed 86 ± 3 J of energy spending, of which more than 50 J is natural gas and 62 J is used in refineries. A third of the area of Nebraska corn must be irrigated with water pumped from underground, at an added cost of 26 ± 3 J. In 1996, the extra drying required, because of heavy rains, added 6 J. By comparison, 100 J of gasoline cost less than 25 J to be produced out of crude oil. Complementary studies of resource availability are not performed here. The largest possible reduction in energy costs can be achieved at the refinery stage, by fermenting by-products, gas residues, (from 62 J to around 12 J). The article gives also an expression for the expenditure to enable comparison between different energy systems, including everything from biomass to transport. For the ethanol case, the average cost is 130 J for 100 J of corn grain heat.