Éthanol cellulosique, biocarburant de deuxième génération fabriqué en convertissant la végétation impropre à la consommation humaine en alcool éthylique (éthanol). Alors que les biocarburants de première génération utilisent des matières premières comestibles telles que le maïs (maïs), l’éthanol cellulosique peut être produit en utilisant des matières premières telles que le bois, l’herbe ou des parties de plantes non comestibles. Tous les biocarburants sont renouvelables, mais l’éthanol cellulosique a un impact moindre sur la chaîne alimentaire que les biocarburants de première génération car il peut être produit à partir de déchets agricoles ou de cultures énergétiques cultivées sur des terres qui ne sont que marginalement utiles pour la production alimentaire. Cependant, le taux de conversion des matières premières en produit final est plus faible pour l’éthanol cellulosique que pour les biocarburants de première génération et, sans amélioration de la technologie de fabrication, l’éthanol cellulosique pourrait devenir un additif de carburant plutôt qu’un substitut du pétrole.

L’utilisation de matières premières régulières comme composant principal des biocarburants de première génération a déclenché le débat « alimentation contre carburant », qui a remis en question la valeur des biocarburants de première génération comme alternative écologique au pétrole. En détournant les terres arables et les matières premières de la chaîne alimentaire humaine, la production de biocarburants aurait un impact direct sur le prix des denrées alimentaires pour les consommateurs. Les critiques des biocarburants ont affirmé qu’à mesure que la demande de matières premières augmentait, les agriculteurs vendaient leurs récoltes à des fabricants de biocarburants mieux rémunérés plutôt qu’à leurs acheteurs traditionnels et créaient ainsi des pénuries alimentaires et une augmentation rapide des prix. Bien qu’il y ait effectivement eu des augmentations mondiales des prix des denrées alimentaires et des pénuries alimentaires depuis l’introduction des biocarburants de première génération, en particulier en 2007 et 2008, les partisans affirment que celles-ci peuvent être attribuées à la hausse des coûts du pétrole et non à la production de biocarburants. Au cours de ce débat, l’éthanol cellulosique est apparu en 2006 comme une alternative à l’éthanol de première génération, car il pourrait utiliser des déchets et des plantes non alimentaires cultivées sur des terres de qualité inférieure. De nombreuses cultures énergétiques nécessitaient également moins d’engrais que les cultures vivrières utilisées dans l’éthanol de première génération.

Parce que très peu de pays, comme le Brésil, ont la géographie et le climat pour produire suffisamment d’éthanol cellulosique pour effectuer une transition complète du pétrole au biocarburant, de nombreux pays privilégient le mélange de pétrole et d’éthanol cellulosique. La plupart des mélanges sont compris entre 5 et 10% d’éthanol cellulosique, ils peuvent donc être utilisés dans les véhicules actuels sans modifier le moteur.

L’éthanol cellulosique est produit à partir de biomasse lignocellulosique, principalement composée de cellulose et de lignine présentes dans la matière végétale sèche. La biomasse lignocellulosique peut généralement être classée comme biomasse vierge provenant de plantes naturelles, biomasse résiduelle provenant de sous-produits industriels et agricoles et cultures énergétiques cultivées spécifiquement pour la production d’éthanol cellulosique. La majorité de l’éthanol cellulosique est fabriqué à partir de biomasse résiduelle, en particulier de bagasse de canne à sucre, et de cultures énergétiques telles que l’herbe de commutation (Panicum virgatum). Pour être convertie en biocarburant, la biomasse lignocellulosique doit être prétraitée puis hydrolysée avec de l’acide ou des enzymes pour casser la cellulose en sucres simples. Ces sucres subissent ensuite une fermentation microbienne pour produire de l’éthanol, qui est distillé à une pureté d’environ 95%. L’éthanol cellulosique peut également être produit par gazéification, ce qui donne un mélange gazeux d’hydrogène, de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone, qui est ensuite fermenté ou catalysé chimiquement en éthanol.

L’un des nombreux défis liés à la fabrication d’éthanol cellulosique est que le taux de conversion est inférieur à celui des biocarburants de première génération, ce qui signifie qu’il faut plus de matières premières pour produire le même volume d’éthanol. Les enzymes utilisées pour l’hydrolyse sont également coûteuses et constituent l’un des principaux facteurs limitant la rentabilité de la technologie. Pour améliorer l’efficacité de cette étape du processus, des recherches sont menées sur d’autres méthodes de conversion, des enzymes modifiées et de nouvelles cultures énergétiques.

L’éthanol cellulosique continue d’être populaire politiquement dans de nombreuses régions du monde, notamment aux États-Unis, au Brésil et dans l’Union européenne, et est présenté comme une solution possible à l’indépendance énergétique ainsi qu’une méthode de réutilisation de certains déchets. Certains pays, dont les États-Unis, ont une législation obligeant les fabricants de carburants à ajouter un pourcentage déterminé de biocarburant dans leurs produits. Une telle législation est l’un des principaux moteurs de la croissance du marché, ce qui rend la technologie vulnérable à un marasme économique ou à une hésitation législative qui pourrait avoir un impact grave sur son avenir. Les biocarburants sont également une source d’énergie fortement subventionnée et ne seraient probablement pas en mesure de rivaliser sur le marché actuel sans subvention gouvernementale. Bien qu’il soit possible que les coûts de production des biocarburants cellulosiques soient un jour inférieurs aux coûts de production du pétrole, un tel changement nécessiterait une forte hausse des prix des combustibles fossiles tout autant qu’une baisse des coûts de production. En l’état, les carburants mélangés sont plus susceptibles d’être une solution réalisable à long terme et l’application la plus viable d’éthanol cellulosique.