La compétitivité des carburants à faible émission de carbone dépend du site

Les carburants à faible émission de carbone – tels que les carburants issus de la biomasse ou les carburants synthétiques produits par des technologies Power-to-x basées sur l’électricité renouvelable – émettent nettement moins de gaz à effet de serre que les alternatives fossiles.

Ces carburants sont considérés comme essentiels pour atteindre les objectifs climatiques, en particulier dans les secteurs dits «difficiles à décarboner», notamment l’aviation, le transport maritime et certains procédés industriels spécifiques. Dans ces domaines, l’électrification directe atteint des limites techniques en raison de la forte densité énergétique requise ou des températures de procédé très élevées impliquées.

La question de savoir où et dans quelles conditions ces carburants pourraient être produits au moindre coût restait jusqu’à présent incertaine.  La plupart des études antérieures se concentraient sur des technologies ou des régions spécifiques, rendant les comparaisons à l’échelle mondiale difficiles. Dans le cadre d’une nouvelle étude, Zipeng Liu et ses collègues du Laboratoire d’analyse des systèmes énergétiques au PSI se sont penchés sur cette question.

L’équipe présente une analyse technico-économique complète de vingt et une technologies de production de carburants à faible émission de carbone. A l’aide d’un cadre d’évaluation harmonisé et cohérent à l’échelle mondiale, les scientifiques comparent les coûts de production entre pays et dans le temps – entre 2024 et 2050 – en fonction de différents scénarios.

L’analyse confirme qu’aucune technologie ne dominera à l’échelle mondiale. Au contraire, les coûts varient fortement selon les régions, en fonction des ressources locales et des conditions de financement. Les résultats ont été publiés dans la revue spécialisée Energy and Environmental Science.

Les facteurs géospatiaux et les conditions de financement influencent les coûts

Pour leur analyse, les chercheurs ont calculé les coûts moyens de production des différents carburants sur l’ensemble de leur durée de vie. «Nous avons pris en compte les coûts d’investissements de chaque technologie, les coûts d’exploitation, les coûts de la main-d’œuvre spécifiques au pays et les coûts des capitaux, explique Zipeng Liu. Le coût du capital dépend à la fois du risque-pays – comme la stabilité politique et économique – et du degré de maturité de la technologie en question.»

Zipeng Liu ajoute: «Les facteurs géospatiaux jouent un rôle déterminant. Par exemple, la disponibilité des sources d’énergie locales, et le coût du capital spécifique au pays ont un impact important sur les coûts globaux de production des carburants.»

L’étude présente notamment un classement des pays qui montre lesquels seraient les plus adaptés pour produire certains carburants, ainsi que ceux pouvant jouer un rôle d’importateurs vers l’Europe. Par exemple, actuellement, l’hydrogène bleu – produit à partir de gaz naturel avec captage du carbone – et l’hydrogène turquoise, produit par pyrolyse du méthane, sont particulièrement attractifs sur le plan économique dans les régions riches en gaz telles les Etats-Unis, le Moyen-Orient et l’Asie centrale. En revanche, l’hydrogène vert produit à partir d'électricité renouvelable devient de plus en plus compétitif d’ici 2050 dans les pays riches en ressources renouvelables, comme le Canada, l’Espagne et l’Australie.

Néanmoins, une différenciation spatiale plus fine serait parfois nécessaire, précise Zipeng Liu. «Nos calculs ont porté sur le niveau national, mais les conditions peuvent varier fortement au sein du même pays. Par exemple, dans les grands pays comme la Chine et les Etats-Unis, les différences régionales peuvent être considérables.»

Une nouvelle infrastructure qui pourrait renforcer la production européenne

Le coût du transport des carburants à faible émission de carbone contribue également à leur viabilité économique. Pour l’Europe, Zipeng Liu a d’abord calculé les coûts du transport maritime mondiale jusqu’à Anvers, puis le transport terrestre jusqu’à Bâle, en Suisse. Bâle a été choisie parce qu’elle se situe au cœur de l’Europe et représente un bon exemple pour différents moyens de transport comme le rail, le transport par camion ou par pipeline.

L’analyse montre que la mise en place d’un réseau de pipeline européen améliorerait nettement la rentabilité des carburants à faible émission de carbone produits en Europe—par exemple en Espagne, grâce à son fort potentiel solaire, ou encore dans les régions de la mer du Nord riches en ressources éoliennes.  D’autres régions comme l’Afrique du Nord pourraient également être reliées par pipelines, devenant ainsi plus compétitives   que des producteurs géographiquement éloignés comme l’Australie ou le Chili.

Des facteurs régionaux déterminants

«Nous avons constaté qu’il n’existe pas de technologie unique gagnante à l’échelle mondiale, conclut Zipeng Liu. La solution économiquement pertinente dépend fortement des ressources régionales et des conditions de financement.»

Si l’hydrogène vert profite de la baisse des coûts des énergies renouvelables et devrait donc devenir moins cher à long terme, l’hydrogène turquoise peut être avantageux à court terme là où le gaz naturel est disponible est peu coûteux. Les biocarburants sont, eux aussi, particulièrement compétitifs dans les régions où la biomasse durable est abondante. «Les décideurs politiques doivent donc tenir compte des conditions locales», résume le chercheur.

L’étude du PSI vise à évaluer la future faisabilité technologique et économique des carburants à faible émission de carbone. A l’heure actuelle, bon nombre de ces technologies présentent encore un niveau de maturité technologique relativement faible. L’analyse permet d’estimer quand et pour quelle voie de production ces technologies pourraient devenir économiquement rentables et fournit ainsi des indications sur les domaines où des investissements pourraient être les plus efficaces.

Les dynamiques de marché, les droits de douane et les impacts environnementaux détaillés ne faisaient pas partie de cette analyse et feront l’objet de recherches ultérieures.

L’étude a été menée dans le cadre du projet de recherche SHELTERED, financé par l’Office fédéral de l’énergie (OFEN), et dans le cadre du consortium reFuel.ch, soutenu par le programme SWEET de l’OFEN. Le Laboratoire d’analyse des systèmes énergétiques est affilié à deux centres du PSI: le Centre des sciences de l’énergie et de l’environnement et le Centre de l’ingénierie et des sciences nucléaires.

Texte: Institut Paul Scherrer PSI/Carolyn Kerchof

À propos du PSI

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Contact

Zipeng Liu
PSI Center for Energy and Environmental Sciences
PSI Center for Nuclear Engineering and Sciences
Institut Paul Scherrer PSI

zipeng.liu@psi.ch
+41 56 310 55 91
[anglais]

Publication originale

Global cost drivers and regional trade-offs for low-carbon fuels: a prospective techno-economic assessment
Zipeng Liu, Tom Terlouw, Patrick Frey, Christian Bauer, Russell McKenna
Energy and Environmental Science, première publication le 20.02.2026, version finale publiée le 06.03.3036
DOI: 10.1039/D5EE05591A