Le cas du propane renouvelable

Le propane est un combustible fossile produit en abondance aux États-Unis, à tel point que ce pays en est un exportateur net. Selon le rapport « Petroleum Supply Monthly » de février 2024 de l'Agence américaine d'information sur l'énergie (EIA), plus de 733 millions de barils de propane ont été produits aux États-Unis en 2023, avec des exportations de plus de 582 millions de barils, soit environ 79 % de la production totale de propane.

Selon l'Alternative Fuels Data Center (AFDC) du Département de l'Énergie des États-Unis (DOE), le propane fossile présente déjà des avantages en termes d'émissions par rapport aux autres carburants. Par exemple, grâce à sa teneur en carbone inférieure à celle de l'essence ou du diesel, il peut réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) tout au long de son cycle de vie.

« Si vous le comparez au diesel, par exemple, il produit près de 96 % d'émissions d'oxydes d'azote (NOx) en moins et près de 99 % d'émissions de particules en moins », a déclaré Sai Satish Guda, directeur de la recherche et du développement du PERC.

Néanmoins, le Propane Education & Research Council (PERC) travaille activement à favoriser la croissance du propane renouvelable — du propane spécialement fabriqué à partir d’une variété de matières premières renouvelables — comme source de carburant.

Selon le site web de l'organisation, le propane renouvelable constitue une alternative encore plus propre au propane fossile grâce à sa faible intensité carbone. Ceci est dû au fait qu'il est produit à partir de sources renouvelables.

De plus, lors d'un récent webinaire du Engine Technology Forum intitulé « Comment le propane évolue pour l'avenir », Gavin Hale, directeur du développement de produits et de la production d'électricité pour PERC, a déclaré que le propane renouvelable est moléculairement identique à son homologue fossile.

« Donc, n’importe quel moteur ou véhicule que vous utilisez aujourd’hui avec du propane standard – le propane renouvelable fonctionnera », a-t-il déclaré.

Sous-produit de carburant alternatif

L’une des façons de produire du propane renouvelable aujourd’hui est de produire d’autres carburants alternatifs.

Sai Satish Guda, responsable de la recherche et du développement chez PERC. (Photo : Propane Education & Research Council)

Guda a expliqué que ce carburant est un sous-produit du procédé d'hydrotraitement utilisé pour produire soit du diesel renouvelable (également appelé huile végétale hydrotraitée, HVO), soit du carburant aviation durable (SAF). Ce procédé consiste essentiellement à éliminer l'oxygène des molécules d'huile et de graisse à longue chaîne tout en ajoutant de l'hydrogène et en passant aux étapes suivantes d'isomérisation et de craquage, a précisé Guda.

« Dans ce processus, vous produisez également des alcanes, qui ne sont rien d'autre que du propane, du butane, des choses comme ça », a-t-il déclaré.

Guda a ajouté que ce processus d'hydrotraitement comporte deux phases et que l'effort avec lequel le craquage est effectué et l'hydrogène ajouté au cours de la deuxième phase donne soit du HVO soit du SAF.

« Quel que soit le processus d’obtention du produit final, le propane renouvelable est un sous-produit inévitable », a-t-il déclaré.

Le marché de ce propane renouvelable – en dehors de ce que les raffineries peuvent consommer pour leur propre usage – offre une forte valeur ajoutée, a déclaré Guda. Il a cité une étude de faisabilité réalisée par le National Renewable Energy Lab (NREL) qui a identifié ces avantages économiques.

L' étude d'octobre 2022 intitulée « Analyse technico-économique, de faisabilité et du cycle de vie du propane renouvelable » indique que le délai de récupération du capital investi pour les bioraffineries produisant 3,5 millions de gallons de propane renouvelable par an est de 14 mois. Pour celles produisant 87 millions de gallons par an, ce délai est de seulement deux mois.

Utilisation de cultures non alimentaires

PERC travaille également avec divers partenaires pour étudier d’autres moyens de produire du propane renouvelable.

« Nous avons des partenariats stratégiques avec des universités et plusieurs instituts de recherche pour étudier des filières de production d'énergie renouvelable ciblées », a déclaré Guda. « Face à une demande aussi forte, il est impossible d'envisager une production comme sous-produit. La matière première est plutôt limitée. De nombreux carburants renouvelables sont produits à partir d'une seule matière première ; il ne faut donc jamais mettre tous ses œufs dans le même panier. »

Hale a déclaré que certaines cultures non alimentaires deviennent de plus en plus viables comme matières premières. Il a ajouté que l'avantage d'utiliser une culture non alimentaire est qu'il est plus facile de déterminer son intensité carbone.

La caméline est une plante de couverture non alimentaire dont l'huile de graines peut servir de matière première pour la production de propane renouvelable. (Photo : Propane Education & Research Council)

« Parce que lorsqu'on utilise un déchet, quel est son héritage ? » a demandé Hale. « Que faut-il pour le transformer en un produit renouvelable ? Et quel est le coût en termes d'émissions ? Avec une matière première non alimentaire, on évite en quelque sorte ce problème. »

Une matière première potentielle pour les cultures non alimentaires est une plante de couverture appelée caméline. Plus précisément, cette matière première est l'huile de ses graines. Le site web du PERC indique que la caméline, un membre de la famille de la moutarde, est apparentée au chou et au chou-fleur, mais n'est pas une culture vivrière.

« La caméline est essentiellement une mauvaise herbe », a expliqué Hale. « Elle pousse dans des conditions de sécheresse comme d'humidité, et le rendement en huile de chacune de ses graines est incroyablement élevé. C'est donc une culture qui bénéficie d'un soutien international pour la production de propane renouvelable. Elle fonctionne très bien ici, aux États-Unis. »

Le site Web du PERC indique que la graine produit 40 pour cent d'huile, soit deux fois plus que le soja.

Prévisions de production

Hale a déclaré qu'en 2023, la production de propane renouvelable atteindrait 4,5 millions de gallons. L'AFDC semble approuver ce chiffre, précisant sur son site web qu'il s'agit de la capacité de production actuelle de propane renouvelable.

Hale a ajouté que la capacité devrait connaître une croissance spectaculaire, avec des projections de 20 millions de gallons en 2024 et de 70 millions de gallons en 2025. Il a ajouté que PERC espère produire 10 milliards de gallons de diesel renouvelable par an d'ici 2040.

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