Pour faire fasse à l'épuisement progressif des réserves de pétrole et contribuer à préserver l'environnement, des solutions alternatives aux carburants conventionnels sont développées. Bien que les carburants de remplacement soient disponibles depuis de nombreuses années déjà au Canada, ils ont désormais un rôle important à jouer dans les stratégies de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Les carburants de remplacement à basse teneur en carbone sont particulièrement intéressants. L'industrie automobile met au point et produit actuellement des véhicules qui fonctionnent avec des carburants de remplacement comme le gaz naturel comprimé, l'éthanol, le propane ou l'hydrogène. Par ailleurs, il est possible de produire des carburants de remplacement à partir de ressources renouvelables canadiennes telles que le bois, les tiges de maïs, la paille et le panic raide.

Essence et carburant diesel moins polluants

Le soufre, présent de façon naturelle dans les produits pétroliers, crée des émissions de dioxyde de soufre et de particules de sulfate qui contribuent à la pollution atmosphérique. De plus, le soufre fait diminuer l'efficacité des systèmes antipollution des véhicules (ex. catalyseurs, détecteurs d'oxygène), augmentant ainsi les émissions d'autres polluants comme le monoxyde de carbone, les oxydes d'azote et les composés organiques volatils. Le soufre présent dans le carburant diesel contribue de façon significative aux émissions de particules fines (PM) par la formation de sulfates tant dans les gaz d'échappement que dans l'atmosphère. Le soufre peut également entraîner la corrosion et l'usure des systèmes moteurs. Par ailleurs, le soufre a des effets négatifs sur les dispositifs de post-traitement des gaz d'échappement : certains sont rendus moins efficaces par les carburants à concentration de soufre plus élevée, tandis que d'autres sont rendus inefficaces en permanence en raison de l'empoisonnement par le soufre.

Selon les constructeurs d'automobiles, la forte concentration de soufre dans les carburants constitue un empêchement à l'introduction sur le marché de véhicules à faibles taux d'émissions et de la nouvelle génération de moteurs écoenergétiques. Le gouvernement du Canada a récemment édicté des règlements visant la réduction de la teneur en soufre des carburants destinés aux véhicules routiers. Depuis juin 2006, la concentration maximale de soufre dans les carburants diesel est de 15 ppm. En 2001, la concentration moyenne de soufre dans l'essence au Canada était de 290 ppm. En juillet 2002, une nouvelle limite moyenne de 150 ppm est entrée en vigueur. Cette exigence doit être réalisée sur une période intérimaire de deux ans et demi. Ces réductions de la concentration de soufre dans l'essence et le carburant diesel destinés aux véhicules routiers favoriseront l'introduction au Canada de moteurs à combustion d'avant-garde. Cela contribuera à réduire la consommation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre.

Biodiesel

Le biodiesel est un carburant de remplacement qui peut être produit à partir de n'importe quelle graisse ou huile végétale. Ce carburant, tel quel ou avec très peu de modifications, peut servir à alimenter tout moteur diesel. Bien que le biodiesel ne contienne pas de pétrole et qu'il puisse être utilisé dans sa forme pure, on peut aussi le mélanger avec le carburant diesel traditionnel dans n'importe quelles proportions. Cela augmente le rendement du biodiesel à température froide. Le rendement des biodiesels est comparable à celui des carburants diesel traditionnels en matière de consommation de carburant, de cheval-vapeur, de couple et de capacité de remorquage. Comparativement aux carburants diesel traditionnels, un carburant biodiesel à 100 % peut entraîner des réductions des émissions d'hydrocarbures non brûlés (60 %), de monoxyde de carbone (40%) et de particules (40 %). Par contre, il peut faire augmenter de 5 % les émissions d'oxydes d'azote. Dans le cas du biodiesel produit à partir de plantes, le cycle de carbone montre que 70 % à 80 % du CO2 libéré dans l'atmosphère pendant la combustion peut être récupéré par des cultures pouvant servir de source de ce carburant. Des réductions de CO2 d'environ 50 % sont réalisables sur le cycle complet "du puits aux pneus" en remplaçant le carburant diesel par le biodiesel tiré de sources végétales dans un moteur à combustion interne. Des économies de près de 90 % sont possibles avec les biodiesels tirés de graisses animales.

Éthanol / Méthanol

On utilise des mélanges d'essence et d'éthanol à concentration faible au Canada et aux États-Unis depuis bien des années déjà. L'éthanol peut être produit au Canada à partir du maïs ou d'autres cultures, ainsi que de la biomasse cellulosique, par exemple les résidus forestiers, les déchets de papier et les herbages graminés. Actuellement, l'éthanol coûte plus cher à produire que l'essence. Toutefois, de nouvelles technologies sont susceptibles d'entraîner des réductions significatives des coûts de production. Le contenu en oxygène de l'éthanol pur est de 35 %. L'ajout d'oxygène à un carburant peut résulter en une combustion plus complète et la réduction des émissions d'échappement nocives. En règle générale, les carburants à base d'éthanol produisent autant ou moins d'émissions de polluants réglementés (HC, CO, NOx et PM) que l'essence traditionnelle. À cause des sources renouvelables des carburants à base d'éthanol, certaines études montrent que l'utilisation d'un mélange d'essence et d'éthanol à 10 % pourrait réduire les émissions de gaz à effet de serre de 2 % à 4 % par rapport à celles générées par l'essence traditionnelle. L'utilisation d'éthanol tiré de la biomasse ou l'augmentation du contenu en éthanol d'un mélange éthanol-essence entraînerait des réductions plus importantes que l'utilisation d'éthanol produit à partir de grains. Un mélange E85 pourrait réduire les émissions de GES de 70 % comparativement à celles générées par l'essence traditionnelle.

Le méthanol, tout comme l'éthanol, est un carburant liquide à haut rendement. On peut le produire à partir du gaz naturel à un coût comparable à celui de l'essence. Il peut également être tiré de toute autre ressource renouvelable contenant du carbone, par exemple les algues, le charbon, les résidus forestiers ou d'autres déchets organiques. Tous les principaux constructeurs d'automobiles ont déjà produit des véhicules qui fonctionnent au "M85", un mélange de méthanol à 85 % et d'essence à 15 %. Les véhicules alimentés au méthanol pur (M100) offrent une meilleure qualité de l'air et une plus grande efficacité énergétique que ceux fonctionnant au M85 ; cependant, le fait que le M100 brûle avec une flamme invisible soulève un souci de sécurité. De plus, il y a des préoccupations environnementales concernant la contamination des eaux souterraines.

Tout en ayant un contenu énergétique moins élevé que l'essence, le méthanol brûle plus proprement et avec plus d'efficacité. Les émissions de monoxyde de carbone, d'hydrocarbures, d'oxydes d'azote et de particules générées par les véhicules alimentés au méthanol sont moins importantes que celles attribuables aux véhicules à essence. Toutefois, les émanations de formaldéhyde, cancérogènes connus, peuvent être plus élevées. Les émissions de GES résultant de la production et de l'utilisation de méthanol tiré de sources renouvelables sont considérablement plus faibles que celles générées par le méthanol produit à partir du gaz naturel comprimé (GNC). L'utilisation du M85 tiré de sources renouvelables permet d'avoir environ 78 % moins d'émissions de CO2 qu'avec l'essence traditionnelle.

Électricité

Le Canada est dans la position enviable de produire 79,7 % de son énergie électrique à partir de sources à pollution zéro ayant une capacité de génération excédentaire, notamment aux heures creuses. 62,4 % de son électricité provient de l'énergie hydraulique et 17,3 % de l'énergie nucléaire. Le reste (20,3 %) provient de la combustion du charbon (14,8 %), du pétrole (2,2 %), du gaz naturel (2,5 %), et d'autres sources (0,8 %). Pour le Canada, cela signifie que les véhicules électriques à batterie dont la charge se fait aux heures creuses entraîneraient des avantages pour l'environnement comparativement aux véhicules traditionnels. L'électrolyse de l'eau afin de produire de l'hydrogène pour les piles à combustible est aussi une option intéressante. Les véhicules électriques à batterie génèrent environ 66 % moins de GES que les véhicules traditionnels.

Gaz de pétrole liquéfié

Le propane, ou gaz de pétrole liquéfié, est un sous-produit du raffinage du pétrole et de la production du gaz naturel. Les véhicules fonctionnant au propane sont déjà très répandus dans de nombreuses régions du monde. L'autonomie des véhicules alimentés au GPL est moindre que celle des véhicules à essence comparables. Cependant, leurs performances en matière de puissance, d'accélération, de charge utile et de vitesse de croisière sont similaires ou même meilleures. Les véhicules fonctionnant au propane génèrent des émissions de monoxyde de carbone, d'hydrocarbures et de particules considérablement moins importantes que celles des véhicules à essence. Dans les moteurs à combustion interne, la performance du propane sur le plan des GES est environ 22 % meilleure que celle de l'essence et 4,5 % supérieure à celle du carburant diesel.

Gaz naturel comprimé

Le GNC est l'un des combustibles fossiles les plus propres. Comparativement à l'essence, il pourrait entraîner des réductions significatives de tous les polluants réglementés se retrouvant dans les émissions d'échappement. Le réservoir à carburant d'un véhicule fonctionnant au gaz naturel doit avoir un volume quatre fois plus grand que celui d'un véhicule à essence pour permettre d'atteindre une autonomie comparable. L'utilisation du GNC produit à partir du pétrole dans un moteur à allumage commandé entraîne des réductions des émissions de GES d'environ 28 % comparativement à l'essence traditionnelle. Les réductions sont de près de 99 % dans le cas du GNC renouvelable tiré de la biomasse.

Hydrogène

L'hydrogène, un élément de base dans la nature, est présent dans de nombreuses matières courantes, dont l'eau. Son abondance ainsi que sa propreté sur le plan des émissions des véhicules en font une ressource énergétique importante pour le XXIe siècle. L'hydrogène peut être brûlé dans un moteur à combustion ou utilisé pour générer de l'électricité dans une pile à combustible afin de propulser un véhicule électrique. La combustion de l'hydrogène produit des émissions de NOx. Cependant, son utilisation dans une pile à combustible ne génère aucune émission nocive et est ainsi préférable. Les avantages de l'hydrogène sur le plan de la réduction des émissions de gaz à effet de serre dépendent en grande partie des méthodes de production et d'utilisation. On en tire le meilleur parti dans les piles à combustible. Les plus importantes réductions de GES se réalisent avec l'hydrogène produit soit à partir de ressources renouvelables comme l'éthanol tiré d'herbacées, soit de l'électrolyse de l'eau au moyen de l'énergie éolienne, solaire ou géothermique. Les réductions possibles des émissions de GES sont de l'ordre de 80 % à 100 %.

Source : Transports Canada