Estimateur de coût des e-fuels

Un e-fuel (électrocarburant ou carburant Power-to-X) est un carburant de synthèse fabriqué à partir d'hydrogène vert et d'une source de carbone (CO₂ capté) ou d'azote, en utilisant de l'électricité renouvelable. Exemples : e-méthanol, e-ammoniac, e-méthane et e-kérosène (e-SAF).

Les estimations technico-économiques actuelles situent l'e-méthanol autour de 800 à 1200 €/tonne, contre environ 350 à 450 €/tonne pour le méthanol fossile. L'hydrogène vert représente typiquement 50 à 70 % du coût.

Les coûts de production d'e-SAF vont d'environ 1500 à 4200 €/tonne selon la voie et la source de CO₂, soit 2 à 6 fois le prix du kérosène fossile. Des coûts proches de 1500 €/tonne devraient être atteignables d'ici 2030 grâce à des installations hybrides solaire et éolien couplées au captage direct dans l'air.

Le facteur dominant est le coût de l'hydrogène vert, suivi du coût de la matière première CO₂ (surtout en cas de captage direct dans l'air), du coût en capital de l'installation de synthèse, et de l'électricité de synthèse. Le facteur de charge influence fortement la part du capital dans le coût total.

Le LCOF est le prix constant par tonne (ou par MWh) auquel un e-fuel doit être vendu pour recouvrer l'ensemble des coûts d'investissement et d'exploitation sur la durée de vie de l'installation, à un taux d'actualisation donné. C'est l'équivalent, pour les e-fuels, du LCOH pour l'hydrogène et du LCOE pour l'électricité.

Environ 0,18 t H₂ par t d'e-ammoniac, 0,2 t par t d'e-méthanol, 0,43 t par t d'e-kérosène, et 0,5 t par t d'e-méthane. Plus le besoin en hydrogène est élevé, plus le coût de l'e-fuel suit le prix de l'hydrogène vert.

Les e-fuels utilisent du CO₂ capté issu de sources biogéniques (15 à 50 €/t), de flux industriels haute pureté (15 à 40 €/t), de fumées industrielles diluées (40 à 120 €/t), ou du captage direct dans l'air (200 à 1000 €/t aujourd'hui). L'e-ammoniac utilise de l'azote plutôt que du CO₂, évitant entièrement ce coût.

Lorsqu'ils sont fabriqués à partir d'hydrogène vert et de CO₂ biogénique ou capté dans l'air, le CO₂ rejeté à la combustion a été préalablement retiré de l'atmosphère ou de la biosphère, si bien que le CO₂ net de combustion est considéré comme proche de zéro. Les e-fuels issus de CO₂ fossile de source ponctuelle réutilisent le carbone une fois, mais ne sont pas neutres pour le climat selon la plupart des cadres méthodologiques.

C'est le surcoût de l'e-fuel par rapport à son équivalent fossile, divisé par les émissions de CO₂ évitées. Les valeurs typiques aujourd'hui sont de 200 à 1000 €/tonne de CO₂, ce qui explique pourquoi les e-fuels sont généralement déployés dans des secteurs soumis à des obligations réglementaires (aviation, transport maritime) plutôt que sur la seule logique du prix du carbone.

Les e-fuels cumulent le coût de l'hydrogène vert, du captage du CO₂ et d'une installation de synthèse, et perdent 40 à 50 % de l'énergie d'entrée pour les carburants liquides. Ils se justifient le plus là où l'électrification directe n'est pas envisageable : aviation long-courrier, transport maritime longue distance, et certains intrants chimiques.

Les biocarburants sont fabriqués à partir de biomasse (cultures, déchets, résidus). Les e-fuels sont fabriqués à partir d'hydrogène vert et de CO₂ capté ou d'azote. Les e-fuels ne sont pas contraints par la disponibilité de terres et peuvent monter en échelle avec l'électricité renouvelable, mais restent actuellement plus coûteux que la plupart des biocarburants.

Le rendement power-to-fuel (électricité entrante vers énergie du carburant produit) est d'environ 50 à 60 % pour l'e-méthanol et l'e-ammoniac, et 40 à 50 % pour les liquides Fischer-Tropsch comme l'e-kérosène. Cette perte d'énergie est le prix à payer pour produire un carburant drop-in à haute densité énergétique.