La génération de biocarburants, a priori, représente plusieurs avantages par rapport à l'obtention de carburants fossiles utilisés pour obtenir de l'énergie fossile. Le principal avantage est que la régénération des ressources ne prend pas des millions d'années comme c'est le cas avec le charbon, le pétrole ou le gaz naturel.
Dans tous les cas, la régénération des biocarburants n'est pas non plus assez rapide pour être considérée comme une source d'énergie renouvelable. Cependant, l'un des objectifs du développement durable des biocarburants est de réduire les émissions de gaz à effet de serre (émissions de GES) produites par les carburants non renouvelables dans les transports.
D'autre part, les biocarburants sont un moyen indirect d'exploiter l'énergie solaire, un source d’énergie renouvelable. Dans ce cas, l'énergie solaire est utilisée grâce à la photosynthèse des plantes cultivées. Le reste de la puissance de ce carburant provient de l'énergie chimique que la plante génère lorsqu'elle traite les nutriments du sol.
Dans le but d'améliorer la production et d'atténuer les effets néfastes de leur production, on peut distinguer quatre générations différentes de biocarburants :
Biocarburants de première génération
Les biocarburants de première génération sont fabriqués à partir de cultures alimentaires cultivées sur des terres agricoles et le carburant produit peut être liquide ou gazeux. Ils proviennent de cultures telles que les huiles végétales, la canne à sucre, la betterave à sucre ou la mélasse ; des céréales telles que le blé, l'orge ou le maïs ; ou des huiles et des graisses animales telles que la palme ou le tournesol.
Avec cette génération de production de biocarburants, ces cultures énergétiques sont cultivées explicitement pour la production de carburant et rien d'autre. Le sucre, l'amidon ou l'huile végétale obtenus à partir des cultures sont utilisés pour la production de carburant diesel ou la production d’éthanol de deuxième génération.
Les biocarburants de première génération ont été les premiers à être fabriqués et constituent la préoccupation la plus importante puisque les cultures dédiées sont utilisées comme matière première. Cependant, ils ne sont pas durables en raison du stress potentiel de leur production sur les denrées alimentaires.
Les produits chimiques et les matériaux organiques doivent suivre un modèle de bioraffinerie dans des conditions écologiquement durables. Là où elles opèrent, leur gamme de produits se limite principalement à des matériaux simples (c'est-à-dire la cellulose, la production de bioéthanol et les biocarburants).
Le sorgho doux (Sorghum bicolor (L.) Moench), une culture sucrière avec une adaptation plus large et un potentiel élevé de production de bioénergie et d'éthanol, devrait répondre aux besoins en denrées alimentaires, aliments pour animaux, fourrage, carburant et fibres.
Biocarburants de deuxième génération
Les biocarburants de deuxième génération sont dérivés de la biomasse cellulosique, comme les graminées vivaces.
La biomasse est un terme large désignant toute source de carbone organique qui se renouvelle rapidement dans le cadre du cycle du carbone. La biomasse est dérivée de matières végétales mais peut également inclure des matières animales.
Les biocarburants de seconde génération sont fabriqués à partir de biomasse lignocellulosique ou de cultures ligneuses, de résidus agricoles ou de déchets végétaux. Les déchets végétaux proviennent de cultures destinées à l'alimentation qui ont déjà rempli leur fonction alimentaire.
La matière première utilisée pour générer des biocarburants de deuxième génération devrait pousser sur des terres qui ne peuvent pas être utilisées pour produire efficacement des aliments. De plus, votre culture ne doit pas consommer beaucoup d'eau ou d'engrais.
Cette forme de génération de carburant présente des avantages et des inconvénients. L'avantage est que, contrairement aux cultures vivrières ordinaires, aucune terre arable n'est utilisée uniquement pour la production de carburant. L'inconvénient est qu'il peut être assez difficile d'extraire le carburant, contrairement aux cultures vivrières courantes. Par exemple, cela pourrait nécessiter une série de traitements physiques et chimiques pour convertir la biomasse lignocellulosique en combustibles liquides adaptés au transport.
Biocarburants de troisième génération
Les biocarburants de troisième génération sont basés sur la philosophie de valorisation des plantes aquatiques.
Un article publié par Michael Briggs du UNH Biofuels Group propose des estimations pour le remplacement réaliste de tous les carburants automobiles par des biocarburants utilisant des algues. Le biocarburant à base d'algues avait auparavant une teneur en huile naturelle de plus de 50 %. Pour cette raison, Briggs suggère qu'il peut être cultivé dans des bassins d'algues dans les stations d'épuration.
Ces algues peuvent ensuite être extraites du système et transformées en biocarburants. Par la suite, le résidu séché est retraité pour créer de l'éthanol.
La production d'algues pour récolter l'huile pour les biocarburants n'a pas encore été commercialement pratiquée. Cependant, des études de faisabilité ont été menées pour arriver à l'estimation de performance ci-dessus.
En plus de son rendement élevé, l'utilisation d'algues n'implique pas une diminution de la production alimentaire car elle ne nécessite pas de terres agricoles ou d'eau douce.
Quatrième génération de biocarburants
De même, les biocarburants de quatrième génération sont fabriqués à partir de terres non arables et ce sont les biocarburants les plus avancés. Cependant, contrairement aux biocarburants de troisième génération, ils ne nécessitent pas la destruction de la biomasse.
On s'attend à ce que dans quelques années, seule une proportion minime de la production totale de biocarburants soit de première génération et que les deuxième et troisième soient les plus utilisés en raison de leur plus grande durabilité dans le temps puisqu'ils n'utilisent pas de nourriture..
Une variable importante à prendre en compte en ce qui concerne le développement des biocarburants avancés est que le changement climatique affecte les rendements des cultures, il n'est donc pas conseillé de forcer la culture intensive pour produire du carburant.
