E-carburants, carburants synthétiques · Glossaire

Les e-carburants sont des carburants fabriqués artificiellement, dont l'énergie provient de l'électricité. Le plus souvent, on produit d'abord de l'hydrogène à partir d'eau par électrolyse. Cet hydrogène est ensuite transformé, avec une source de carbone, souvent du CO₂ capté, en hydrocarbures gazeux ou liquides. Selon le procédé, on obtient du méthane synthétique, du méthanol, du kérosène synthétique, des carburants de type diesel ou des produits intermédiaires pour l'industrie chimique. Au sens large, on y inclut aussi des dérivés à base d'azote comme l'ammoniac. Ceux-ci ne contiennent toutefois pas de carbone et n'ont donc pas besoin de source de CO₂.

Notion et classification

Le terme ne désigne pas un carburant unique, mais une voie de production. Le « e » signifie electricity, c'est-à-dire l'électricité comme énergie de départ. Les e-carburants appartiennent à la famille plus large du Power-to-X, dans laquelle l'électricité est convertie en un autre vecteur d'énergie ou une autre matière première. Lorsqu'il en résulte un gaz, on parle généralement de Power-to-Gas, et pour les carburants liquides de Power-to-Liquid. Pour les hydrocarbures liquides comme le kérosène ou le diesel, on produit d'abord un gaz de synthèse à partir de CO₂ et d'hydrogène, que l'on transforme ensuite, par exemple, par la synthèse de Fischer-Tropsch. Une seconde voie passe par le méthanol. Cette distinction est importante, car le stockage, le transport, le rendement, l'infrastructure et l'utilisation ultérieure varient fortement selon le produit.

Dans le droit de l'UE, les carburants à base d'électricité sont généralement appelés « carburants renouvelables d'origine non biologique » (en anglais RFNBO). Il s'agit de carburants liquides ou gazeux dont le contenu énergétique provient de sources renouvelables autres que la biomasse. Le terme courant d'e-carburant a un sens plus large. Tous les carburants synthétiques ne satisfont pas aux exigences juridiques applicables aux RFNBO.

Distinction par rapport aux notions voisines

Hydrogène : les e-carburants ne sont pas la même chose que l'hydrogène vert, même si celui-ci est le plus souvent leur principale matière de départ. L'hydrogène peut être utilisé directement, par exemple dans des procédés industriels, des piles à combustible ou comme matière première chimique. Les e-carburants n'apparaissent qu'après d'autres étapes de transformation, qui consomment chacune de l'énergie.
Biocarburants : ils reposent sur la biomasse, comme les huiles végétales, les résidus ou les matières organiques fermentées. Les e-carburants reposent sur l'électricité, l'hydrogène et une source de carbone fournie séparément.
Synthétique ne signifie pas climatiquement neutre : un carburant synthétique peut aussi être produit avec de l'électricité d'origine fossile et du CO₂ fossile. Les émissions sont alors simplement déplacées le long de la chaîne, et le bilan peut même être pire que celui d'un carburant fossile.

Densité énergétique et rendement

La grandeur centrale est l'énergie, le plus souvent exprimée en kilowattheures ou en mégajoules. Les e-carburants liquides stockent beaucoup d'énergie par kilogramme et par litre. Cela les rend intéressants là où le poids, le volume et l'autonomie comptent, par exemple dans le transport aérien ou dans certaines parties du transport maritime. Une densité énergétique élevée ne signifie toutefois pas une efficacité globale élevée. Des pertes surviennent lors de l'électrolyse, de la fourniture du CO₂ (surtout en cas de captage dans l'air), de la synthèse, du traitement et du transport, et enfin lors de la combustion. Une voiture particulière roulant avec un carburant synthétique ne transforme donc en mouvement qu'une part nettement plus faible de l'électricité utilisée qu'un véhicule électrique à batterie. Selon les études et les hypothèses, l'écart est grosso modo d'un multiple. Le rendement exact dépend du procédé, de la source de CO₂ et de la valorisation de la chaleur.

Impact climatique : origine de l'électricité et du carbone

Pour l'impact climatique, ce qui compte est l'origine de l'électricité et du carbone. Si l'hydrogène est produit avec de l'électricité renouvelable et que le CO₂ provient de sources biogéniques ou directement de l'air, la combustion libère à peu près autant de CO₂ que celui qui a été prélevé auparavant. Selon le règlement ReFuelEU, les carburants d'aviation synthétiques issus d'électricité renouvelable et de carbone capté directement dans l'air peuvent permettre jusqu'à 100 % de réduction des émissions par rapport au kérosène fossile. Il s'agit d'une limite supérieure. La réduction réelle dépend de toute la chaîne, par exemple de l'approvisionnement en électricité, des besoins énergétiques du captage du CO₂ et du transport. Si le CO₂ provient d'un procédé industriel fossile, son carbone est utilisé une seconde fois. Ce n'est pas climatiquement neutre, car le carbone fossile finit malgré tout dans l'atmosphère.

Dans l'UE, le règlement délégué (UE) 2023/1185 définit comment est calculée, sur l'ensemble du cycle de vie, la réduction des émissions de gaz à effet de serre des RFNBO. Pour qu'un carburant soit considéré comme RFNBO, il doit permettre une réduction d'au moins 70 % par rapport à une valeur de référence fossile de 94 g d'équivalent CO₂ par mégajoule. Par ailleurs, le règlement délégué (UE) 2023/1184 précise quand l'électricité utilisée compte comme renouvelable. Cela comprend des exigences d'additionnalité ainsi que de corrélation temporelle et géographique (voir critère d'additionnalité pour l'hydrogène vert).

Importance pour le système électrique

Dans le système électrique, les e-carburants comptent surtout parce qu'ils exigent beaucoup d'électricité supplémentaire. Les électrolyseurs, le captage du CO₂, les installations de synthèse et le traitement nécessitent de l'électricité et de la chaleur. Une production en grandes quantités pose donc de nouvelles exigences pour le développement des énergies renouvelables, les réseaux électriques, la disponibilité en eau, les sites et les relations d'importation. La question n'est donc pas seulement de savoir si un carburant peut être produit techniquement. Il s'agit aussi de savoir quelles quantités d'électricité il mobilise et à quoi cette électricité aurait servi autrement.

Pour l'exploitation du réseau, de telles installations peuvent être utiles si elles fonctionnent de manière flexible. Les électrolyseurs peuvent en principe adapter leur puissance à l'offre d'électricité : ils absorbent beaucoup d'électricité lorsque l'électricité éolienne et solaire est abondante, et réduisent leur charge en cas de pénurie ou de congestions du réseau. Cette flexibilité a des limites. Les installations de synthèse fonctionnent en général mieux, sur le plan technique et économique, avec un taux d'utilisation élevé et régulier. Des stockages d'hydrogène ou de produits intermédiaires peuvent découpler l'électrolyse fluctuante du traitement ultérieur. La question de savoir si une installation soulage le réseau dépend donc du site, du mode de fonctionnement, de la taille du stockage, du raccordement au réseau et des règles du marché.

Coûts et réglementation dans l'UE

Sur le plan économique, les e-carburants sont marqués par des coûts d'investissement élevés, une forte part de coûts d'électricité et des pertes de conversion. Le prix dépend fortement d'une électricité renouvelable bon marché, des heures de fonctionnement des installations ainsi que des coûts du CO₂ et du transport. Dans le règlement ReFuelEU, l'UE a estimé les coûts de production des carburants d'aviation synthétiques à trois à six fois le prix de marché du kérosène fossile. Un marché naît donc surtout grâce à des exigences réglementaires : obligations de demande, certification et règles de preuve, infrastructure, système d'échange de quotas d'émission et question de savoir qui supporte les coûts.

Transport aérien (règlement (UE) 2023/2405, ReFuelEU Aviation) : les fournisseurs de carburant d'aviation dans les aéroports de l'UE doivent incorporer des parts minimales croissantes de carburants d'aviation durables (SAF). À partir de 2030 s'applique à cet égard un quota minimal distinct pour les carburants d'aviation synthétiques : 1,2 % en moyenne sur les années 2030 et 2031, avec au moins 0,7 % chaque année. Ce quota passe à 5 % à partir de 2035, 10 % à partir de 2040, 15 % à partir de 2045 et 35 % à partir de 2050. Le quota global de SAF s'élève alors à 70 %.
Transport et industrie (directive sur les énergies renouvelables dans la version de la directive (UE) 2023/2413, souvent appelée RED III) : les États membres doivent porter la part des RFNBO dans la consommation d'énergie dans les transports à au moins 1 % d'ici 2030. S'y ajoute un objectif commun de 5,5 % pour les RFNBO et les biocarburants avancés. Dans l'industrie, 42 % de l'hydrogène consommé en 2030 et 60 % en 2035 doivent être des RFNBO. Des réductions sont possibles sous certaines conditions. La manière dont les objectifs sont transposés au niveau national diffère selon l'État membre.
Normes d'émissions de CO₂ pour les voitures particulières (règlement (UE) 2019/631) : la version en vigueur de 2023 exige à partir de 2035 une réduction de 100 % des émissions de CO₂ des voitures neuves, mesurée à l'échappement. En décembre 2025, la Commission a proposé de ramener l'objectif à 90 % et d'introduire des crédits, entre autres pour les carburants renouvelables durables. La procédure législative était encore en cours en novembre 2026. Le rôle juridique que joueront les e-carburants pour les voitures particulières reste donc ouvert.

Idées reçues courantes

Une erreur fréquente consiste à voir simplement dans les e-carburants la poursuite de la technique de combustion actuelle. Certains carburants synthétiques peuvent effectivement être utilisés comme carburants drop-in dans les raffineries, les dépôts, les pipelines, les turbines ou les moteurs, pour autant qu'ils satisfassent aux normes et aux homologations. Cette compatibilité est un véritable avantage. Elle ne dit toutefois rien des quantités disponibles. Ce qui est rare, ce n'est pas le moteur, mais l'électricité renouvelable, la capacité d'électrolyse, le CO₂ approprié et la chaîne de production industrielle.

Une deuxième erreur concerne les émissions locales. Même un e-carburant renouvelable en bilan libère du CO₂ à l'échappement ou à la tuyère lors de la combustion. Selon la qualité du carburant et la technique de combustion, il se forme en outre des oxydes d'azote et des particules. Les carburants paraffiniques synthétiques ne contiennent certes presque pas de soufre ni d'aromatiques et brûlent souvent plus proprement, mais ils ne sont pas exempts de polluants. Le bilan climatique, l'efficacité énergétique et la qualité de l'air sont des critères d'évaluation distincts.

Domaines d'utilisation pertinents

L'utilisation dans les voitures particulières est particulièrement controversée. Les voitures électriques à batterie utilisent l'électricité directement et nécessitent nettement moins d'énergie sur l'ensemble de la chaîne. Les e-carburants feraient passer la même électricité renouvelable rare par plusieurs étapes de conversion et multiplieraient ainsi les besoins de production d'électricité. C'est techniquement possible. Mais dans l'ensemble du système, les e-carburants entrent alors en concurrence avec des applications pour lesquelles il n'existe guère d'électrification directe : l'aviation long-courrier internationale, certaines parties du transport maritime, l'industrie chimique de base et les installations existantes qui ne peuvent pas être converties rapidement.

Dans le transport aérien, la situation est différente. Les batteries conviennent mal aux longues distances en raison de leur poids. Les avions à hydrogène exigent de nouveaux concepts d'aéronefs, des réservoirs, des équipements aéroportuaires et des règles de sécurité. Le kérosène synthétique peut continuer à utiliser les turbines et la logistique existantes, si la qualité et l'homologation sont conformes. C'est pourquoi l'UE a fixé des quotas spécifiques à cet effet. Dans le transport maritime, l'e-méthanol, l'ammoniac, d'autres dérivés de l'hydrogène et l'électrification directe sur de courtes distances et dans les ports sont en concurrence.

Conclusion

À proprement parler, les e-carburants sont des carburants synthétiques à base d'électricité. Ils conviennent bien aux applications difficiles à électrifier, mais imposent des exigences élevées en matière d'électricité renouvelable, de source de carbone et de preuve. Leur force réside là où se conjuguent une densité énergétique élevée, une infrastructure de carburants existante et l'absence d'alternatives. Leur faiblesse réside là où l'électricité peut être utilisée directement sans grandes pertes. Qui qualifie les e-carburants globalement de solution ou de fausse piste passe à côté de ces différences. Savoir si une utilisation est pertinente dépend du rendement, des alternatives, de la capacité de passage à l'échelle, du bilan d'émissions, de l'infrastructure et des coûts d'opportunité.

Sources

Verordnung (EU) 2023/2405 zur Gewährleistung gleicher Wettbewerbsbedingungen für einen nachhaltigen Luftverkehr (Initiative ReFuelEU Aviation) — Europäisches Parlament und Rat der EU (EUR-Lex); 2023-10-18. Erwägungsgründe zu synthetischen Flugkraftstoffen; Art. 4 i. V. m. Anhang I
Delegierte Verordnung (EU) 2023/1185 der Kommission — Europäische Kommission (EUR-Lex); 2023-02-10. Art. 1 und 2, Anhang
Wissenschaftliche Dienste: Ausarbeitung WD 5 - 3000 - 056/24 zu RFNBO-Anforderungen — Deutscher Bundestag; 2024. Abschnitt zu den Delegierten Verordnungen (EU) 2023/1184 und 2023/1185
Renewable Energy Directive III (RED III) – GHG threshold — Internationale Energieagentur (IEA); unbekannt. Beschreibung zu Art. 22a, 22b und 25 RED III
Vermerk des Generalsekretariats zum Vorschlag zur Änderung der Verordnung (EU) 2019/631 (Dossier 2025/0420 (COD)) — Rat der Europäischen Union; 2026-02-27. Abschnitt Ziele für 2035

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