Pourquoi le méthanol doit-il etre rapidement utilisé en France?

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Soumis par bchatelet le sam 18/09/2021 - 18:17

La France s'est engagé à la neutralité carbone d'ici 2050. Il est difficile de faire des projections exactes pour les 30 prochaines années, mais on peut le faire plus facilement pour les 5 années à venir.
En faisant un peu de science-fiction, si en 2050 les avancées technologiques de la fusion (1) (1a) parvenaient à mettre au point un réacteur de démonstration à énergie positive, on pourrait envisager l'avenir plus sereinement. Même si le MIT envisage cette perspective d'ici 2025 (1b,12min25) (1c) le chemin semble encore long. La planète ne disposera de ce type d'énergie décarbonée de manière quasi infinie probablement pas avant 2050 c'est à dire précisément à l'horizon auquel on s'est engagé en France à la neutralité carbone. On ne peut donc prendre le risque de miser sur des avancées technologiques à venir, qui arriveraient de toutes façons "après la bataille".
On est contraint de mettre en œuvre des politiques de décarbonation en prenant en compte les technologies connues au début 2020 et économiquement soutenables à moyen ou long terme.
Il faut préciser qu'il y réellement un saut en termes d'objectifs pour le conformer en moyenne à l'objectif de réduction de 20% en 5 ans d'émissions de GES de loi « Énergie - Climat ». Ce dernier pourcentage doit en effet se comparer avec la moyenne des 10% de diminution des émissions par période de 5 années observée entre 2005 et 2015 (2, p44/92 ).
A défaut d'un étude détaillée qui dépasserait le cadre de cet article donnons quelques pistes et points de repères. 

Si l'on met de côté l'agriculture les trois grands secteurs émetteurs de  GES sont en 2017: les transports 29%, le résidentiel (chauffage) 20% et l'industrie manufacturière 18%. Dans quel secteur peut-on techniquement obtenir le plus rapidement une diminution?

Examinons d'abord à grands traits la faisabilité technique en dehors des aspects de coût.

  • Pour l'industrie manufacturière, 91% des gaz à effet de serre sont du CO2. La sidérurgie représente par ailleurs  4% des émissions totales de CO2, et les cimenteries 2,9% , (p21/91). La décarbonation peut être y être faite d'autant plus facilement que les sites émetteurs sont trés concentrés dans le Nord et vers Marseille (2a). Les investissements envisagés par l'Etat d'ici 2030 dans ce secteur (p10/16), ne semblent pas mis en perspective avec d'éventuelles recettes provenant du marché du carbone, car les émissions de l'industrie sont très peu taxées dans l'Ocde en comparaison de celles des transports (encadré 6), (p79/177).

Si l'on met dans un premier temps de côté le coût de captation du CO2, issu de ces industries on pourrait espérer atteindre une diminution de 0,91*0,18= 16,38% des émissions de CO2.
On voit dans ce dernier chiffre qu'on a le gisement le plus rapidement exploitable pour la diminution des émissions de CO2 .  La stratégie bas-carbone 2 (3) prévoit prévoit une diminution de 40% (=30/80) de ces émissions entre 2020 et 2050. Celle-ci n'est cependant pas entièrement conforme aux objectifs de loi  « Énergie - Climat », qui envisage une diminution de 100% des émissions dans l'économie d'ici 2050. Contrairement à ce qu'indiquait le ministère de l'écologie en 2020 (4)  il est très probablement possible de récupérer 100% des 41 millions de tonnes de CO2 émis par ces industries ("décarbonation") en les transformant en méthanol, ce qui représenterait une production annuelle de 2/3*41=27 Millions (4a) de tonnes de e-methanol (soit 56% de la consommation de carburant), si les capacités électriques le permettaient.
On appelle e-méthanol, le méthanol produit à partir de CO2 et H2 à partir de électrolyse de l'eau. Une usine de transformation de ce type existe par exemple déjà en Allemagne (5) avec une capacité de production de 0,2 Mt/an. Le projet Carbon2chem (6) , prévoit d'extraire 20 Millions de tonnes de CO2 de l'industrie sidérurgique allemande.  Le groupe suédois Liquid Wind et Worley prévoit pour sa part la production de 25 Mt de e-methanol/an d'ici 2050 (5a)Un site de démonstration de ce procédé montre un rendement de 90% (7), de sorte que l'on pourrait produire ainsi à l'horizon de 5 ans, 9 millions de tonnes de méthanol par la captation du CO2 de l'industrie. 
Ce premier pas serait une belle illustration d'un slogan publicaire déjà ancien en France, datant de 1976 (7a): "Nous, on a pas de pétrole mais on a des idées".  Il n'y aurait a priori pas d'obstacle technique majeur pour arriver dans une étape suivante à annuler les 3/4 des GES provenant des procédés de combustion de ces industries, en les remplaçant par un approvisionnement électrique, si on est capable de fournir l'accroissement de puissance correspondant. En résumé, si l'on est capable de produire la puissance électrique nécessaire, on pourrait diminuer d'environ 12% l'émission de GES, en changeant les modes de production de ce secteur.    

En 2022, la question de supprimer les importations de pétrole et de gaz russes a été étudiée en France (7aa) (7ad). Les importations de gaz représentent 17% (7ab) de la consommation de gaz ( 474Twh), soit 5,61Mt; celles de pétrole 9% des 75Mt consommés (7ac), soit  6,75Mt. Le coût d'investissement pour produire le gaz Russe par méthanation peut-être estimer à 8-10 Milliards d'Euros (hors coût d'investissement d'une capacité additionnelle électrique), en comparaison d'un facture d'importation annuelle voisine de 0.17*20=3.4 Milliards (7ae). C'est surtout un investissement assez massif dans les ENR d'ici 2027 qui serait assez coûteux, puisque cela nécessiterait 70Twh de production électrique additionnelle par an, pour un coût voisin de 140 Milliards en installations solaires. Cependant la production électrique Française étant exportatrice, on pourrait faire massivement de la méthanation à la sortie des centrales à gaz Françaises (voir article sur la production électrique). L'emission de CO2 provenant des importations de pétrole et de gaz russes en 2022 est par ailleurs inférieure à l'objectif de suppression de la quantité de CO2 provenant des énergies  fossiles qui doit être réalisé d'ici 2027, pour respecter les accords de la COP21 en France. Avec les procédés de méthanation et de production de e-methanol (par méthanolisation), on pourrait installer en 5 ans des systémes pour récupérer 6,75+5,61=12,36Mt de CO2 sur le total des 50Mt de CO2 emis par les industries manufacturiéres en France, et supprimer ces importations. D'aprés une étude Danoise le prix du MegaWh de méthane obtenu par électrolyse alkaline s'élevait en 2020 à 104Eur (7ae, p27/29) à comparer au tarif réglementé du gaz pour le premier semestre 2022 qui était de 112 Eur (7af). Ceci d'autant que d'après l'Ademe, le PowerToGaz ou méthanation est indissociable d'une augmentation de la quantité d'Energies renouvelables dans le mix électrique (7af) (7ag). Ces 17% de la consommation de gaz qui s'élevaient en 2020 à environ 400Twh (7ah) et représentent environ 70Twh réprésentent un chiffre inférieur au potentiel de 130Twh de Power-to-gas annoncé en 2018 par l'Ademe (7ai). Cependant la consommation de gaz en France servant à 60% dans le chauffage résidentiel (7aj), il serait probablement à court terme moins onéreux de réduire de 0,17/0,60= 28% la consommation de chauffage d'ici 2027 que d'utiliser la méthanation. Cette question illustre la grande difficulté à financer la transition énergétique à un coût raisonable. La politique qui a consisté par exemple en Europe à augmenter par 5 depuis 2019 les importations de GNL , en provenance des Etats-Unis (7ak, 4min50) (7an)  est un non sens au regard de la transition énergétique dans la mesure où le GNL émet en moyenne 2,5 fois plus de carbone que le gaz transporté par gazoduc (7al). Les Etats-Unis sont par ailleurs un des points de la planéte où il y le plus de fuites de méthane (7av) (7aw) . En effet dans le cas du GNL, 60% des émissions sont produites avant même l'utilisation, ce qui donne un niveau d'émissions de GES pour le GNL à 80 % de celui du charbon (7am) (7awa, p7/11)  alors que mi 2022 le charbon était environ 3 moins cher (7an) (7ao) (7ap) [aux environs de 30$/MegaWh (7aq) (7ar) contre plus de 90Eur/MegaWh pour le gaz]. Même d'après les sources du ministère américain  de l'énergie (7as, p28/54) le GNL importé en Europe emet au moins 70% autant de GES que le charbon, de sorte que son bilan carbone ne présente par exemple en France pas d'intéret par rapport au fioul (7at) (7av)  pour le transport martime (7au). L'orientation technique prise par exemple par les Chantiers de l'Atlantique (7av) en France n'est donc pas la bonne, contrairement aux informations commerciales données qui n'intégrent pas les fuites de méthane et le bilan carbone global du gaz utilisé. Il serait donc nettement plus rentable d'investir au moins  annuellement 20-25% du montant de ces importations de GNL en capture du CO2 des centrales à charbon que d'importer du GNL, avec un bilan carbone identique (le coûts annuel des importations de GNL en France est supérieur à 15 Milliards d'euros, en 2022 (7ao)). Enfin le bilan carbone résultant de l'importation de GNL est nettement supérieur à celui qui pourrait résulter de l'exploitation de gaz de schiste en France qui est techniquement possible(7ap), ce qui montre une politique peu cohérente. Alors que la France est déjà en 2022 le premier importateur de gaz de schiste au monde (7aq), que le déficit commercial Français est au plus haut (7au), le plan repower-Eu de la commission Europénne envisage d'accroître encore les impotations (7av). Enfin le gisement gazier de Groningue aux Pays-bas dispose d'assez de réserves pour pallier en Europe à 3 ans de non alimentation en gaz russe, mais il faudrait pout cela utiliser a minima les techniques de CCS, apr exempel déjà mises en oeuvre en Norvége, ce qui induirait aussi un bilan carbone beaucoup plus faible que le GNL.

Le bilan carbone de l'utilisation de l'éthanol en comparaison de l'e-methanol n'est pas satisfaisant. S'il est indiscutable que l'éthanol dont la production s'est élevé en 2020 à 1,2Mt (7b) a permis de diminuer les importations de pétrole de la même quantité, sa production a aussi utilisé 300.000 h de terrain (7c) et les bio-carburants en général 800.000h (7d,p7/12). Si on suppose que l'éthanol permet une réduction de 50% des émission de CO2, ce qui n'est pas toujours le cas (7e,p45/96), alors on peut éviter par rapport à l'essence l'emission de 1,2/2=0,6Mt de CO2. Or un hectare de forêt capte aussi, en prenant une estimation basse,  4,7 tonnes de co2 par hectare (7d) (7e, p42/92) (7f) par an. Donc le remplacement des terres cultivées pour la production d'ethanol par des fôrets permettrait aussi de diminuer l'empreinte carbonne de 0,3*4,7=1,41Mt de CO2 par an. On voit que destiner l'usage de terrains à l'éthanol n'est pas efficace dans la lutte contre le Ges (1,41 > 0,6), même si cela assure des revenus intéressants aux producteurs agricoles, nettement supérieurs à ceux des revenus forestiers (7f), hors production de bio-methanol (provenant de l'alcool de bois)  dont les revenus potentiels sont probablement aussi inférieurs à ceux obtenus avec l'éthanol (7h). Une méta-analyse réalisée aux Etats-Unis sur la réduction des GES liée à la production de bio-ethanol à partir du blé (le plus utilisé dans ce pays) a déduit que la diminution était de 0,23% par rapport à l'essence (7ha, p43/158), ceci alos que la production d'éthanol s'y est largement développé depuis les années 2000 (7hb). Il serait plus légitime en terme de lutte contre l'effet de serre, de réserver la défiscalisation accordée à l'éthanol à celle de la production de méthanol à partir de la biomasse issue des forêts, car le bilan carbone serait nettement meilleur (7h) .Le e-méthanol  en comparaison de l'éthanol a pour sa part un bilan carbone proche de zéro, et la réduction du Co2 pour le bio-methanol (70% à 80%) est plus importante que pour l'ethanol (35%, p40/280.). Le terme de "bio-carburant" est donc une appellation en réalité assez trompeuse qui consiste à assimiler l'origine végétale des carburants avec une diminution consécutive de l'emission de Ges. La majorité des Français sera sans doute d'accord avec l'idée que la déforestation de la forêt Amazonienne dans le but d'implanter des cultures destinées à la production d'éthanol se fait dans un but économique et non écologique, mais aura du mal à admettre celle d'une reforestation de certains terrains Français.. En France, en 2022, 0.3 million d'hectares sont destinées à la production de bioethanol pour une production de 1,7 milliards de litres (7ha). A minima la defiscalistation de l'Ethanol devrait être réservée à la production à partir du Colza qui a le meilleur bilan carbone (7hb) alors qu'en 2019 celui-ci était produit pour 88% à partir de blé,  betteraves et maïs (7hc), tandis que ces dernières cultures sont de façon assez exclusives très majoritaires (7hd). Cependant, dans un contexte de stress hydrique (7he) lié au réchauffement, les biocarburants ne sont pas du tout adapatés, surtout en comparaison de la solution methanol/agrivoltaique, dans la mesure où il faut jusqu'à 14000L d'eau pour produire un litre biodisel (7he) contre un consommation quasi-nulle d'eau pour produire un litre de methanol. Une alternative nécessitant sans doute moins d'investissements est celle des algocarburants (voir article CCus), qui ne consomment pas d'eau douce.

Il y a aussi des solutions, comme l' Agrivoltaic, donnant un rendement énergétique par surface cultivée au moins 50 fois supérieur  à l'éthanol. La situation est encore pire aux Etats-Unis ou 15 millions d'hectares sont destinés uniquement à la production d'Ethanol (7g, 4min). En effet le rendement à l'hectare produit de bio-ethanol est de 3000l/hectare (7k) c'est à dire en poids 2,4t/ethanol à l'hectare. La production phovoltaïque annuelle est entre 0,5Gw (7e) à 1Gwh à l'hectare (7l). Le coût en electricité pour produire 1kg de méthanol est de 1,5kwh (7r, 3.2) (7zm, fig4) . Le rendement à l'hectare en e-methanol obtenu par énergie photovoltaique est donc entre (500/1,5)=333t et   (1000/1,5)=666t , c'est à dire en France entre 138 à 666/2,4=277 fois supérieur à celui de l'éthanol. Cela a un intérêt particulier en France dans la mesure où l'agriculture de certaines comme le Sud-Ouest ou la Beauce seraint particulièrement menacées par les canicules (7s,fig5). Si on faisait le calcul en Californie ou en région Paca, ce dernier facteur serait à multiplier environ par deux compte tenu de l'ensoleillement moyen.  Il serait donc légitime dans le cadre de la transition énergétique de diviser par 277 les surfaces destinées à la production d'éthanol et de les remplacer par une surface équivalente en culture agrivoltaic, située si cela est possible, à proximité d'une centrale à gaz, pour récupérer le C02 émis, ou à défaut en y acheminant la production électrique générée. Il y a dans l'immédiat 1,1Mt de CO2 (7k,7min) (7x) à récupérer par l'installation de solutions agrovoltaic et leur transformation par methanation en methane, ou à defaut par l'acheminement du C02 vers des centres de méthanation. Ceci d'autant que la légitimié sociale des bio-carburants est contestée par certains (7xa)

La quantité d'électricité à produire par an pour remplacer la consommation annuelle de produits pétroliers  par du e-methanol est approximativement de 0,27*138*11,63Gwh*1/0,7 (la densité énergétique du méthanol est de 0,7tep)=619Twh (7r). Il faudrait donc environ 619.000 hectares de production en agrivoltaic pour remplacer l'ensemble des produits pétroliers, soit 619/300=2,06 fois la surface actuelle réservée à la production d'éthanol et moins que les 800.000h déjà consacrés à la production de 'bio-carburants (7d,p7/12)". Les solutions agrivoltaic sont d'autant plus appropriées qu'en France l'implantation d'une centrale solaire est soumise en zone non urbanisée au respect du caractère agricole du terrain utilisé (7s, p11/61). La transformation pourrait être aussi bien acceptée que d'après un rapport du sénat (7sa,p5/12): "L’objectif de l’agrivoltaïsme réside, non pas dans l’optimisation de la production énergétique [..], mais bien dans celle de la production agricole". Une étude montre par ailleurs que toute l'essence utilisée en Indonésie pourrait etre remplacée par du méthanol obtenu à partir de la biomasse (7j).
Utiliser des voitures électriques serait semble-t-il beaucoup moins consommateur de production électrique puisqu'il suffirait dans ce cas de fournir une production supplémentaire de 100Thw/an (7u,30 min). Ce dernier chiffre constitue cependant une estimation basse qui n'intégre pas par exemple les questions des longs trajets, des infrastructures de recharge, malgré des perspectives intéressantes comme les batteries aluminium-air (7w).. Le chiffre de la consommation éléctrique associée à la subsitution des carburants routiers carbonnés se situe donc sans doute entre 100Twh et 300Twh. Cependant, la carte d'implantation des projets d'usines de batteries (7wa, p12/39) montre que la France semble en 2022 assez peu préparée à la production en Europe, tandis que Renault a par exemple déjà décidé de produire le modèle électrique Dacia-Spring en Chine. Le technologie de batterie Lithium-ion pourra semble-t-il difficilement être transposée à grande échelle, à cause de la rareté du métal (7wi) tandis que des solutions alternatives et plus envisageables comme le sodium-ion sont encore peu développées.  Les conditions d'attribution de concessions pour des bornes publiques de recharge en France aboutit le plus souvent à des tarifs de recharge peu compétitifs, avec un coût d'utilisation souvent à peine inférieur à celui des véhicules thermiques (exemple de la concession exclusive Belib-Total-Energies à Paris). Les subventions accordées pour l'installation des bornes n'obéissent pas à une logique économique très cohérente(7wzm). Cependant il paraît très logique d'inciter les 36% de ménages disposant de deux voitures (7wb)  d'en avoir au moins une électrique, et en particulier pour ceux qui vivent en zone périurbaine (7wd) (7we) (7wf,p102,108/225) ou rurale (7wc) , pour lesquels une recharge à domicile est possible. Ceci alors que près 80% des personnes en emploi parcourent quotidiennement moins de 20 km (7wf, p28/48) et que 60% des français qui partent en vacances le font en voiture (7wg) (7wh). Ce sont en effet prioritairement ceux qui habitent en périphérie des villes de Paris, Rennes, Toulouse, Bordeaux, Nancy qui parcourent quotidiennement le plus de km en voiture (7wg,p102/225). Ceci  montre  l'intérêt de déléguer en partie la gestion de la transition énergétique au niveau régional.
Une étude comparative des carburants de substitution non carbonnés pour assurer le transport des tankers montre par ailleurs que la recherche d'un carburant sûr, moins cher, moins encombrant et apportant l'autonomie nécessaire pour les trajets longue distance conduit vers le e-méthanol (7v, 17min).  

De même la pratique qui consiste à utiliser de préférence la culture du mais (7y)  pour produire par méthanisation du méthane, permet à l'hectare de produire en moyenne 4600m3 de methane/ha (7z, p22/24).  La méthanation nécessite pour sa part 11,7kw pour produire 1m3 de méthane (7zb, p4/13). Sur la base d'un rendement en solutions agrivoltaic de 1Ga/ha, on peut donc produire par méthanation en solutions agrivoltaic, 1Ga/11,7kw= 85 500 m3/ha de méthane c'est à dire environ 18,5 fois plus par unité de surface que par méthanisation. De plus dans le cadre des projets de méthanisation il n'y a aucune obligation de valorisation du CO2 émis. En Allemagne on arrive ainsi à la situation assez absurde du point de vue de la transition énergétique où plus d'un million d'hectares sont consacrés à la culture du maïs pour la production de méthane (7zd, p6/24).  Dans le cadre de la transition énergétique il serait donc légitime de diviser par 18,5 environ les surfaces affectées à la production de méthane en France, et de les remplacer par des solutions de méthanation, avec un bilan carbone nettement meilleur. En Allemagne, on pourrait ainsi en convertisant les mêmes surfaces en production solaire et en utilisant la méthanation survenir à la totalité de ses importations de gaz (83Gm3 (7ze)) car 1million* 85 300 m3= 85,5 G m3.  Les 200 millions de tonnes de CO2 produits annuellement par l'industrie en Allemagne (7zf) seraient suffisants à ces procédés de méthanation, car 1 t CO2 représente 534 m3 (7zf). Il serait même possible de récupérer le Co2 émis pour produire les 85Twh d'électricité produit à partir du gaz en Allemagne (7zg), pour que le pays devienne exportateur de méthane: la production électrique à partir du gaz sert en effet surtout à pallier l'intermittence des Enr ou du nucléaire(7zh).

Si l'on transformait les surfaces actuellement consacrées à la production d'éthanol en solutions agrovoltaic, on pourrait en envoyant le CO2 par pipeline (7l, 14min) depuis les lieux d'emissions les plus importants  remplacer 300/619=48% de la totalité des produits pétroliers utilisés en France par du e-methanol, à condition d'avoir assez de C02 à acheminer. Avec un coût de captation du CO2 dans l'air de 100Eur/t (7m),  le coût de production du litre de e-methanol serait de 0,8Eur/l (7r,fig8) (7s) auquel il faut ajouter  0,08Eur/l=0,10Eur*0,8 (1l de méthanol pése 0,8kg) pour le coût de captation du Co2. Le coût de production du e-méthanol, intégrant le coût de captation du CO2 est de 0,88Eur/l (7zl) c'est à dire inférieur au prix de vente de l'essence si l'état acceptait de defiscaliser le e-methanol. A défaut de capter du CO2 dans l'air on peut produire de l'ammoniac vert (sans émission de Co2) qui peut aussi être utilisé comme carburant pour les  transports (7t, 3min) . Le coût de production de l'ammoniac vert est aussi inférieur au prix de vente de l'essence en France (7s, fig7).
Le coût de construction de ces surfaces peut être évalué en 2021 -en prenant un coût à l'hectare entre 1,5 M (7o) et 2,5 M (7n) Eur - entre 619.000*1,5= 928 Milliards d'Euros à 1550 Milliards d'Euros. Ce coût pourrait cependant être en partie amorti si on développait une industrie productrice de panneaux voltaïques (7p) qui est embyonnaire en France (7q), d'autant qu'il y a un marché à développer en Afrique et au Moyen-orient. A titre d'exemple la Chine a su acquérir plus de 50% de parts du marché mondial en l'espace de 10 ans (7zf). Cela représenterait d'ici 2050 un investissement annuel d'environ 2% du Pib, pour le type d'énergie renouvelable qui est la moins chére (7r, p17/180) en 2021.

Par ailleurs la production de bio methane en France par méthanisation, permettait en 2020 la production de 0,5% de la consommation de methane (7zm) .  Cependant on pourrait pour un coût assez modeste de 0,05Eur/kwh rendre obligatoire la capture des 40% de Co2 contenus dans le biogaz  soit pour une séquestration (CCS) soit pour une valorisation en méthanol (7zn), e-methane (7zo,p15/25) ou vers d'autres usages (7zo, 6min). En effet que le biogaz soit  utilisé en France en priorité pour la production d'électricité ou le chauffage (7zp, -5-) ces productions s'accompagnent de rejects inutiles de CO2(7zq, p31/254), qui pourraient etre captés avant la combustion.

Ceci montre aussi qu'il faut revoir le mode de la taxation de l'énergie en France(7zc)Ce n'est pas au niveau des consommateurs que devrait s'appliquer la fiscalité sur les énergies (TICGN, TICPE-qui représentait en 2018 56% des recettes de la taxation environnementale (7zca, p32/225)-..) mais au niveau des producteurs car cela permettrait d'appliquer une fiscalité différente suivant leur mode de production carbonné ou non carbonné. Il est par exemple impossible avec le système de taxation actuel du gaz de différencier celui dont le bilan carbone est proche de zéro (obtenu par méthanation) de celui d'importation ou obtenu par méthanisation sans retraitement du CO2. En effet à défaut de ces exemptions les projets de type "power to gas" ne sont par exemple pas aujourd'hui rentables (7ze). En France à partir d'Octobre 2021 avec un prix du gaz résidentiel qui passe à 0,10c/kwh (7zg), le coût de production défiscalisé du e-méthane devient inférieur au prix de vente réglementé du gaz résidentiel. Les taxes sur le méthane  (TVA, TCA,TICGN) s'élévent environ à 28% du prix de vente (7zh). Si le méthane est produit par méthanation sa valeur augmente d'autant le Pib. Si on considére en moyenne que 1% d'augmentation du Pib, correspond à 33% d'augmentation des recettes fiscales (7hi). Il est alors probable que maintenir une taxation du e-méthane, produit en France, équivalente à celle du méthane (et des e-carburants en général, 7zk fig2)  est un mauvais calcul fiscal à terme pour l'Etat. Ceci alors que des exemptions fiscales supérieures à celles des e-carburants sont données par exemple à l'Ethanol dont le bilan carbone est loin d'être neutre.  Plus générallement l'affectation des recettes  de la taxation environnementale est assez confuse en France, ces dernières n'étant que minoritairement dirigées (22%, en 2018) vers le financement de la transition énergétique (7zl, p45/225). Si la totalité des recettes de la fiscalité écologique était affectée à la transition énergétique (comme c'est le cas pour les taxes sur les cigarettes dont les recettes sont affectées au ministère de la santé), cela permettrait de lever le doute sur l'intention réelle de l'Etat de sortir le plus rapidement possible des énergies fossiles, dans la mesure où une part signicative de ses recettes fiscales (plus de 60 milliards, (7zo, p22/225)  en est issue. Le montant de ces recettes correspond à peu prés d'après l'institut Rexecode à la part du budget qu'il faudrait consacrer chaque année jusuq'en 2030 pour le respect de la Stratégie nationale Bas carbone (7zp) . C'est aussi, d'après la cour des comptes européenne, environ le montant annuel (56 Milliards) accordé par l'Etat Français dans des subventions aux énergies fossiles (7zp,p28/53), de sorte qu'il n'est par exemple pas abusif de dire, pour simplifier, que la totalité du prix de vente de l'essence revient en réalité au secteur pétrolier par le biais de ces subventions. Ces suventions se manifestent par exemple par le biais de la filiale export de BpiFrance (7zq,p7/10). La part de la taxation carbone dans les carburants routiers les plus emetteurs (essence,gazole) était en 2021 faible et inférieure à 15% (7zm). Ainsi,  le niveau de taxation des carburants n'est pas en 2022 proportionnel à leur niveau moyen d'émission de C02 (7zn,p35/35). A titre d'exemple l'ethanol E85 devrait être environ deux fois plus taxé si une régle de proportionnalité (ou l'application d'une taxe carbone exclusive)  s'appliquait. Ceci en supposant toutefois que l'éthanol émet 2 fois de Co2 que l'essence, ce qui n'est pas en réalité le cas. En effet, si on intégre les émissions de CO2 pour la fabrication des engrais nécessaires à la production d'ethanol, d'aprés l'Ademe l'éthanol ne présente qu'une réduction de 35% des émissions de CO2 par rapport à l'essence (en intégrant sa sur-consommation à l'usage de 20%) (7zo, p40/280) (7zp, p 58/158). De même le gazole qui à perfomance de moteur égale émet plus de CO2 que l'essence (7zo) (7zp) devrait connaitre une hausse de 25% de sa fiscalité, au lieu de multiplier par ailleurs les exonératione de Ticpe par exemple pour les poids lourds qui n'ont aucun caractère incitatif (7zo,p5/7). L'application de cette dernière régle permettrait aussi de mettre en cohénce la fiscalité appliquée aux cartes grises avec celle des carburants. De même la suppression de la TICGN pout les consommateurs de biomethane intervenue en Janvier 2021 (7zp) n'est pas motivée par le bilan carbone de cette énergie, mais uniquement par la variabilité des différentes lois de finances. 
D'aprés la cour des comptes européenne: "
Les politiques  de  taxation de l'énergie fossile de l'Ue ne sont pas compatibles avec les objectifs climat" (7ze) . On peut en effet le deviner quand on constate qu'il n'y a par exemple en 2022 aucune taxe carbone sur le kerozéne (celle ci devrait intervenir en 2023 (7zh) ) , alors que l'avion est le mode de déplacement le plus émetteur de CO2 (7zf). A titre d'exemple, alors que la distance moyenne parcourue par une automobile est en France de 12000 km (7zh, p2/11) , un trajet en avion AR Paris-New  émet donc au moins autant de CO2 qu'un automobiliste en moyenne dans une année (7zj).  La fixation du niveau de taxe carbone associée aux différentes énergies dans l'Ue n'est plus générallement pas , en 2022, basée sur un modèle de proportionalité à leurs taux d'emission de CO2. A titre d'exemple la composante carbone, , de la Ticpe ne dépasse pas en 2022, 15% (7zg, p26/109) et le fléchage des sommes collectées à ce titre est opaque, surtout depuis la suppression en 2021 du compte "Transition Ecologique" dans la compatibilité publique.

 Ce nouveau mode de taxation (7zd) permettrait d'assurer la rentabilité des filières de méthanation et de production de e-methanol, qui étant très bas carbone et localisées en France pourront légitimement être exemptées de taxes.

 

Nous proposons de prioriser la diminution des émissions sur les industries manufacturières.

On ne parviendra surement pas à capter même 1/4 des émissions de ces secteurs des 5 ans prochaines années mais il n'est pas hors de portée de d'y arriver à l'issue d'un quinquennat. En 5 ans, on pourrait par exemple annuler la preque totalité des émissions des cimenteries et des aciéries (représentant 7% sur le total des 16,38%). Les industriels se plaignent de la non compétitivité de l'acier produit dans des aciéries électriques, par rapport à l'acier importé. Il faut par exemple que l'état crée un cadre qui permette de subventionner les transformations des procédés de production et ensuite demande dans le cadre de l'Europe le droit de taxer au niveau national l'acier ou le ciment importé non décarboné (en 2020 on importe plus d'acier et de ciment qu'on en exporte). Il faudra en effet se prémunir du fait que la production en France de produits décarbonés ne conduise pas à augmenter les importations de ces mêmes produits pour une qualité équivalente mais frabriqués à l'étranger à moindre coût, avec des méthodes de production plus émettrices.

  • Pour le secteur du chauffage résidentiel obtenir des diminutions rapides semble beaucoup compliqué, car les transformations s'envisagent plutôt à l'horizon 2050. Cependant les travaux s'orientent dans deux directions complémentaires: le remplacement des chaudières (aides directes à la baisse des GES) et les gains de consommation par l'isolation (aides indirectes). 
    La mise en place de nouvelles normes de construction pour l'isolation (par exemple RT2020) ne produira ses effets sur le parc immobilier que dans de nombreuses années. Les émissions de GES du  secteur résidentiel sont restées en volume stables depuis les années 2000 (8). Il semble que le ratio (diminution GES/montant des aides de l'Etat à la transition énergetique) serait meilleur si l'on prilégiait les aides directes plutôt que les aides indirectes. On peut par exemple en 2022 toucher des aides en améliorant son isolation mais en conservant une chaudière à mazout, ce qui donnera un classement en terme d'émission de GES nettement supérieur à celui du changement d'une chaudière seule. Deux diagnostics dont obligatoires lors de la mise en location d'un bien immobilier: l'un portant sur la la consommation énergetique, l'autre sur son taux d'émissions en GES. Il aurait été plus efficace en terme de transition énergetique de faire peser des contraintes  sur les bailleurs en fonction de leur diagnostic GES plutôt qu'à partir de celui des perfomances énergetiques (8a). L'exemple de la Suéde est un modèle à suivre pour l'union européenne. En effet le chaufffage n'emet quasiment pas de CO2 contrairement aux autres pays (15min02). Or ce très faible bilan carbone vient davantage du mode de chauffage: réseaux de chaleur (8d) et bois (14min58) que de l'isolation. Il est en effet beaucoup plus long et couteux d'amortir, sur une durée souvent voisine de 30 ans (8c) (p21/40), une rénovation thermique que de changer son mode de chauffage (8b).  Ainsi une étude montre par exemple que le frein principal pour engager uen rénotation thermique dans le logement sociale est lié au cout des travaux (p5/6). Il y par ailleurs une certaine incohérence à établir des diagnostics DPE pour les logements sur la base d'une consommation énergétique et d'un niveau d'émission de GES (p26/47) alors que les véhicules ne sont pour leur part classés à travers la vignette Critair qu'à partir d'un niveau d'émission de CO2 et pas par exemple de consommation/kg (8d).
    La loi RE2020 (9) prévoit l'interdiction de nouvelles chaudières à gaz, ou au fioul . Il y a cependant toujours en 2021 et jusqu'à la fin 2022,  des incitations fiscales (maprimerenov) concernant la transformation des chaudières à gaz pour des rénovation vers des modèles consommant moins de gaz, ou d'autres pour l'installation de poêles à granulés. La durée de vie moyenne (10) d'une chaudière à gaz est par exemple en 2020 de 20 ans. L'objectif n'est pas mince car il s'agit de supprimer totalement dans les 30 prochaines années la totalité des dispositifs de chauffage résidentiels les plus émetteurs de carbone (fioul, gaz). Compte tenu de la contrainte financière que pourra faire peser sur les ménages, il faut une politique constante dans la durée et incitative. 
    En 2022, les incitations en matière de transformation des chaudières collectives sont insuffisantes. Ainsi 50% du gaz en France est utilisé pour le chauffage (10ab), et 2/3 des habitats collectifs sont chauffés au gaz (10a, p8/12). Cependant les aides pour la transfomation de ces chaudières (maprimerenov, par exemple: 25% maximum et conditionnée à des travaux d'isolation) sont en 2022 faibles et allongent notablement l'amortissement de ce type de travaux (10b). Seules 4% des rénovations portant sur les logements chauffés au gaz ont amené une sortie du gaz (enquête Tremi-Adme 2017, p64/246), ce qui montre en partie le mauvais cadrage des aides à la rénovation, insuffisament centrées su les moyens de chauffage. Dans le cadre de ce site nous ne nous lancerons pas sur une évaluation de la diminution que l'on peut espérer des émissions à court terme. Ce qui parait manifeste est qu'il faut piloter les aides et incitations fiscales existantes par des études très précises, portant à la fois sur l'efficacité sur la diminution des Ges et les coûts des investissements et ceux d'usage. Le méthanol n'a pas a priori un rôle à jouer dans ces domaines, car il semble que sa vocation première est d'être utilisé dans les transports et pour le stockage de l'énergie. Cependant l'utilisation du methanol dans les  chaudières au fioul est une piste assez peu onéreuse pour une division en théorie par deux des émissions de ces chaudières, pour des coûts d'adaptation assez limités et des mises en chantier rapides.
     
  • Le dernier domaine est celui des transports. C'est dans ce domaine que le méthanol peut jouer une rôle entre 2020- (et au delà avec la pile à combustible avec récupération de CO2) pour arriver à tenir par exemple l'objectif de réduction des émissions de 70% d'ici 2040. Dans une économie complètement décarbonée il n'a pas nécessairement de rôle à jouer, mais ce dernier objectif est-il vraiment atteignable en totalité d'ici 2050?   
    On parle beaucoup de véhicules électriques, de véhicules à hydrogène, de véhicules alimentés à l'éthanol. Le méthanol n'est pas à ce jour distribué comme carburant en France, contrairement à l'hydrogène ou à l'éthanol.
    Pourtant il y un intérêt majeur à réorienter par exemple le parc automobile Français vers deux types de propulsion prioritaires: le e-méthanol et la propulsion électrique, car ce sont les deux les moins émettrices de CO2 (10a, 7min56), l'hydrogène n'étant pas une en réalité un solution réellement viable (page "Quid du plan hydrogène"). 
    Le parc automobile Français (11) particulier est par exemple constitué de 33  millions de véhicules. Ces 5 dernières années parmi les nouveaux véhicules immatriculés, on constate une spectaculaire division par deux des diesels, tandis que les hybrides et électriques sont passés d'environ 5% à plus de 30%. Or entre 2010 et 2019 on a une stagnation (12) du volume de CO2  émis par le secteur des transports et certaines études (13) montrent que les véhicules hybrides ne présenteraient pas en pratique une diminution notable des émissions. La modification du parc automobile ces 5 dernières années, à part pour les véhicules éthanol et électriques, n'a pas efficacement contribué à la diminution des émissions. Dans le même temps certains pays comme la Suède, en généralisant l'usage du bio-diesel, ont réussi obtenu une baisse de l'ordre de 10% (14) des émissions. 
    Obtenir une baisse significative des émissions dans ce domaine reste compliqué à cause d'une série de contraintes techniques (page "Quid du plan hydrogène"). A défaut il y a des emplois évidents du méthanol par exemple pour les bateaux de croisière dont les pollutions à l'oxyde de soufre ou et  d'azote sont très importantes (14j) (14k). Il ne s'agit de projets déjà au point techniquement puisque par exemple, 12 navires de transports utilisent déjà le méthanol (14m, 3min50) et par exemple six porte-conteneurs  seront mis en service en 2025 (14l).  Un ferry Allemand a été converti du diesel au méthanol, simplement en changeant le système d'injection et les pompes de carburant (14la).
    La lutte contre les émission de particules fines issues des transports, qui est un fléau au niveau mondial (14m) (14o), pourrait etre annulée par l'utilisation généralisé du méthanol, tout en obtenant une réduction significative des émissions de CO2 (methanolisation) (14n).

    La véhicule électrique est certainement un des moins émetteur de CO2  mais sa généralisation ne peut s'envisager, il nous semble qu'à moyen terme: coût des batteries, mise en place d'une infrastructure de recharge, question de la limitation de l'autonomie des véhicules.. La consommation des voitures éléctrique augmente beaucoup au delà d'une vitesse de 90km/h (14lb, p207/336) et son usage prioritaire semble donc être pour les trajets quotidiens d'une distance inférieure à 100km qui concernent 98% des français(14lc). Les aides pour l'achat d'un VE sont plus faibles à Paris que dans de nombreuses villes chinoises ou américaines (14ld,p51/140) tandis que par exemple les 36% des ménages disposant plus de deux voitures, n'ont en général pas de dispositif d'aides pour disposer d'au moins un VE. En 2022 le prix de vente brut du méthanol d'importation est moins chez que celui de l'essence(14la), ce qui rendrait compétitif une mise sur le marché du carburant M03 (essence contenant 3% de méthanol). La comparaison du volume d'émission de CO2 entre une voiture électrique et une voiture utilisant du bio-methanol M85 sur leurs cycles de vie n'est pas en faveur de la voiture électrique au Danemark (14lb, p26/85). Le Danemark produit pourtant à 80% son électricité à partir des énergies renouvelables (14lc) . On vend en Chine des kits pour utiliser le carburant M100 sur les voitures à essence (14ld, p81/140)  tandis que le pays s'est engagé depuis mars 2019 vers l'utilisation du M100 (14ld, p28/42).
    Le mode de transport le moins émetteur, le moins cher, le plus rapide (14lm) est cependant le vélo, qui est particulièrement bien adapté pour tous les trajets inférieurs à 5km (fig3), même en comparaion des transports en commun (14lf), alors qu'en France en 2019, pour les trajets de moins de 1 km, 58%  utilisaient la voiture (p103). En environnement urbain et periurbain, pour atteindre la neutralité carbone le plus facilement, il faut développer un réseau de pistes cyclables (14le) alors que certaines villes (14lm) (14ln) y sont réfractaires et en respecte pas les directives du plan-vélo 2018 (14ln), tandis que d'autres s'y efforcent comme la région parisienne avec la mise en palce du Rer-V (14lp) ou du vélopolitain (14lo). Les comparaisons de l'usage des 2 roues suivant les municipalités (14lf) (14lg) montrent que ces aménagements (p58) (14lh)  ont un effet incitatif (14li) sur le mode de transport choisi. Il y a un avantage économique comparatif important en terme d'usage, d'infrastructures et aussi un retour sur investissement en terme de santé publique (14lj) (14lk).

    Il y a cependant deux mesures simples:

    ->Assurer la production nécessaire en France pour l'approvisionnement en carburant e-M03 (essence contenant 3% de e-méthanol), qui est autorisé en France (14b, p137/148), mais introuvable.  Le méthanol est déjà largement utilisé en Chine(14i, p20/53). En effet, tout comme 99% du parc automobile peut en 2020 accepter le carburant E10 (10% d'éthanol), ce même parc pourrait accepter sans modification le carburant M03 (15) et même pour ceux de moins de 10 ans le M15 (15a, p25/42) . En 2020 on a consommé 42 Millions de tonnes (16)  de carburants dans les transports. Produire 1,5Mt de méthanol par décarbonation des industries manufacturières seraient suffisants pour fournir le e-MO3 qui n'est pas produit en France, sinon à moyenne échéance pour le transport maritime (14e). Le constructeur Porsche s'est engagé à produire environ 1/2 de ce volume d'ici 2026 (14ea) c'est à dire aussi par comparaison environ 1/2 de la production Française d'éthanol (14eb). Il est possible de produire du methanol à partir du charbon sans presqu'aucune emission de CO2 (14ec) et le procédé est rentable à partir d'un prix du Kg d'hydrogène vert voisin de 1,4Eur/kg (ou plus suivant le niveau de taxe carbone) qui devrait être atteint en 2030 (14ec). Le coût de production du méthanol par gazification du charbon sera alors beaucoup moins cher que celui de l'essence (14ed). Il est aussi possible de concevoir des véhicule roulant à 100% au méthanol, émettant 50% de moins de CO2 qu'un vehicule à essence, pour un prix de vente analogue (14ee) (14ef). Le prix moyen de vente du méthanol est en 2021 de 490Eur/t (14c) , en comparaison du coût de production minimal 640Eur/t (14d) pour l'essence. Ces chiffres montrent qu'il serait économiquement  rentable de généraliser le carburant M03 (14i, p9/23), quitte à importer les 1,5Mt  de méthanol nécessaires. Le mode de production majoritaire du méthanol à partir du charbon par le principal pays exportateur, la Chine (14k) pourrrait par ailleurs devenir peu émetteur de CO2 avec de nouveaux modes de production (14j).  En 2020, 80% des carburants routiers étaient du diesel et 20% des essences avec au moins 5% d'éthanol (14e) (E95-Sp95). Un retour d'expérience d'une compagnie de taxis en Chine utilisant le carburant M-100, montre que le coût brut d'utilisation est deux fois plus faible de que celui de l'essence  (14ea, p5/10) tandis que le bilan carbone est difficile à établir (14eb) (14ec). On peut produire au niveau mondial 4,5Milliadrs de tonnes de bio-methanol à partir des usines de pate à papier(14ed, 18min) dont le bilan carnone est nul. A titre de comparaison cela représent à peu prés 5% de la consommation annuelle d'essence (14ed)
    En France, le bio carburant G-H3 pourrait etre produit comme une alternativé à la méthanisation, avec un bilan carbone meilleur que celui de l'éthanol (18g de CO2 par mégajoule contre 34g pour l'ethanol et 86g pour l'essence), pour un coût de production de 1EurHt/l et 30% de surconsommation par rapport à l'essence (14ef). Les fuites de méthane dans la méthanisation sont aussi sous estimées: il suffit qu'il y a ait 4% de fuites de méthane pour que le bilan carbone global devienne négatif (14eg). L'adaptation d'une voiture thermique peut se faire pour 2000Eur et donne une diminution de 80% des émissions de CO2 (14eh).
    Le carburant e-M03 présenterait un meilleur bilan carbone que le biodiesel B07 qui est pourtant déjà largement répandu (14l, p43/56). D'après une étude les biodiesels emettraient plus de Ges que les diesels (14h). L'utilisation du méthanol dans les moteurs émet en effet au moins 50% de moins de CO2 que l'essence. La production de 1,5Mt de e-methanol induirait une baisse des émissions de 1,5/0,9=1,67 Mt C02 dans l'industrie. On ne pourra augmenter la production d'éthanol en France autant que celle du e-méthanol qui pourrait à terme représenter au moins 25% de la consommation des carburants utilisés dans les transports. 
    Les voitures fonctionnant au méthanol ont déjà été utilisées en Chine (16, 6 min), et le constructeur Porsche envisage de proposer des modèles à partir de 2022. avec une production estimée à 0,5Mt de e-methanol en 2024 (16a) .  Tout comme la Suède a converti une partie importante de son parc automobile en des véhicules flexfuel, on pourrait en 5 ans augmenter significativement la proportion de ces véhicules (mix flexfuel, éthanol ou méthanol), qui en 2021 ne dépassait pas 3% du parc. On peut déjà utiliser du méthanol à hauteur de 55% (M55) sans modification dans les véhicules fluexfuel-ethanol utilisant le carburant E85 (16b, 1min06)
    Généraliser le carburant M03 permettrait d'envisager de tracer une voie pour les 5 années postérieures à 2027, avec une baisse potentielle de 15-20 % des importations de pétrole (remplaçées par l'utilisation de 10Mt de e-méthanol) et une diminution consécutive de 10-12,5% au moins des émissions dans le domaine des transports, avec en parallèle de la généralisation des voitures électriques, celle des piles à combustible au méthanol ou des moteurs flex-fuel ethanol/méthanol. 
    En effet, on constate (17, fig8) (17a, p5/8) (17b) dés aujourd'hui un prix de vente du méthanol obtenu par captation du CO2 inférieur à celui du prix de vente de l'essence taxes comprises: 1Eur   pour le coût de production en 2020 du e-méthanol et 0,6Eur en 2035 comme prévision. Une étude montre que l' objectif fixé par l'état d'augmenter  entre 2018-2030 la part modale de 3% de véhicules basse émission est insuffisant (17c, p23/48), -alors que cette proportion est de 1% en 2020 (17d)- et que dans le même temps la loi oblige à mettre en place des zones à faibles émissions (17d) (17e, graphique 4) dans toutes les villes de plus de 150.000 h, d'ici 2024.
    La rentabilité du e-methanol est donc assurée si une taxation, en tant que carburant de transport, au plus égale à celle de l'éthanol était adoptée en France.


     ->Arriver à relancer le transport de marchandises par le train ou la voie fluviale. Il faut dans ce domaine faire preuve d'imagination pour déceler comment améliorer l'intermodalité, supprimer l'obstacle du dernier kilomètre ou les contraintes de coûts ou de délais. Pourquoi ne pas rendre obligatoire le transport par containers en transformant systématiquement les camions (sauf transport de carburant, de produits frigorifiques..) en porte-container? Cela permettrait, en effet, de combiner beaucoup plus facilement le transport routier avec le mode fluvial et le ferroutage, avant la mise au point d'un filtre à Co2 (18).



En conclusion il semble qu'avec les pistes invoquées on pourrait en théorie arriver à tenir en 5 ans l'objectif de réduction de 20% des GES. 
Il a cependant des problémes qui conditionnent la mise en application de celles-ci: 
-quel accroissement de la production électrique faut il envisager pour réussir la décarbonation des industries manufacturières?  Comment peut-on réussir dans un délai aussi bref à fournir un tel accroissement ?
-comment financer les investissements à la fois de modification des procédés de production, de captation du CO2 , d'accroissement des besoins électriques, de transformation de l'alimentation en chauffage des habitations?
-comment obtenir dans le cadre des accords commerciaux la possibilité de taxer les équivalents non décarbonés de produits importés?