Définitions et Principes
Définition
La biomasse est, en toute rigueur, l'ensemble de la matière d'origine vivante. L'article 29 de la loi 2005-781 de Programmation fixant les Orientations de la Politique Énergétique dite "POPE" du 13 juillet 2005, la définit ainsi :
"La fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant de l'agriculture, y compris les substances végétales et animales, de la sylviculture et des industries connexes ainsi que la fraction biodégradable des déchets industriels et ménagers."
Cycle du Carbone (Photosynthèse)
“Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme.”
- Lavoisier
La Nature ne fait que synthétiser ce qui existe, et les molécules du vivant sont principalement constituées de carbone. Elle recycle donc le carbone existant à l’infini tant que rien n’interrompt ce cycle. En prenant la combustion du carbone comme "point de départ de la boucle", on peut suivre une série de transformations qui ramèneront le carbone à son état initial. Lors d’une combustion dans l’air, si la combustion est complète, le carbone se lie au dioxygène pour former du dioxyde de carbone. Ce dernier est ensuite absorbé par des êtres autotrophes, dont les végétaux. Grâce la photosynthèse, ils synthétisent de la chlorophylle à partir de dioxyde de carbone et d’énergie lumineuse. Cette chlorophylle est par la suite transformée en matière organique que l’on peut brûler pour que le cycle recommence.
Enjeux environnementaux actuels
L’importance de la biomasse dans notre société est due au contexte actuel qui préoccupe la planète : l’amenuisement des énergies dites “fossiles”. Depuis le début de la Révolution industrielle et l’exploitation massive et industrielle du charbon au début du XIXème siècle avec la finalisation de la machine à vapeur, l’utilisation et la recherche d’énergies fossiles n’ont cessé de croître, à tel point qu’elles sont devenues un enjeu géopolitique mondial. Les matériaux fossiles libèrent une grande énergie pour un coût qui permet d’en tirer profit ; c’est la raison pour laquelle ils ont pris une telle place dans notre économie actuelle. Cependant cette source d’énergie présente trois problèmes majeurs : l’amenuisement des ressources, leur inégale répartition et les déchets qu’ils génèrent.
En effet, l’utilisation d’énergies fossiles est croissante, notamment par l’amélioration du mode de vie qu’elles confèrent des pays émergents et l’augmentation ininterrompue de la population mondiale. Or les matériaux fossiles ne se recyclent pas aussi rapidement que l’Homme les consomment : plusieurs millions d’années sont nécessaires à leur formation. Quoique les nouvelles technologies permettent de trouver de plus en plus de matériaux fossiles, les ressources disparaîtront sans doute un jour si la consommation mondiale ne diminue pas.
La répartition des matériaux fossiles est source de dépendance et de conflits : chaque pays ne dispose pas des mêmes quantités et des mêmes besoins que les autres. L’Arabie saoudite, la Russie et l’Iran produisent ainsi une telle quantité de pétrole qu’ils en exportent vers des pays consommateurs comme les Etats-Unis, la Chine ou le Japon qui ne parviennent pas à subvenir à leurs propres besoins par eux-mêmes. La place des énergies fossiles dans l’économie mondiale est tellement importante qu’un pays se verrait paralysé si les pays producteurs cessaient de lui en fournir : l’électricité deviendrait rare et donc chère et les transports de biens et de personnes ne pourraient plus s’effectuer sur de grandes distances et en grande quantité. L’augmentation des prix serait aussi néfaste aux pays qui importent : ils risquent le surendettement ou la faillite s’ils paient trop cher à long terme. Cette dépendance est source de tension qui peut engendrer des conflits, comme lors de la Guerre du Golfe en 1992.
Le dernier défaut des énergies fossiles est la production de déchets : la combustion de pétrole et de charbon libèrent des gaz toxiques et à effet de serre, ce qui est particulièrement néfaste à l’heure où le réchauffement climatique est au centre des préoccupations mondiales ; la fission de l’uranium quant à elle génère des déchets radioactifs dont on ne sait pas vraiment se débarrasser sans risques. Toujours en ce qui concerne l’uranium, sa radioactivité le rend particulièrement dangereux et est source de risques, comme Tchernobyl en 1986 ou plus récemment Fukushima en 2011. Les exploitations de pétrole sont elles aussi source de danger : les “marées noires” sont le résultat du déversement d’une importante quantité de pétrole dans l’océan, polluant les eaux et détruisant une multitude de formes de vies ; ce genre d’événement s’est produit notamment fin 1999 au large de la Bretagne et en 2010 au large de la Floride et de la Louisiane.
Malgré ces défauts majeurs, l’utilisation des énergies fossiles est très répandue dans le monde entier, quoiqu’une majorité des pays tentent de pallier cela. L’utilisation de la biomasse en tant que substitut à cette source d’énergie s’inscrit donc dans la démarche de ces pays, puisqu’elle permet de réduire la consommation en énergies fossiles. Elle peut les remplacer dans une grande quantité d’utilisations : on peut produire à partir de la biomasse des carburants, de la chaleur, de l’électricité et des matériaux qu’on obtient aujourd’hui à partir de pétrole. Toutefois, la biomasse en tant que source d’énergie n’est pas non plus sans problèmes.
La biomasse est récoltée à l’état brut chez les végétaux, dont la composition est riche en eau qui est inutile à la production d’énergie. Le transport de biomasse est par conséquent rendu coûteux par cette matière superflue et le fait que les végétaux soient solides, contrairement au gaz naturel et au pétrole qui peuvent être transportés dans des gazoducs ou des oléoducs.
Cette même teneur en eau pose le problème de la conservation de la biomasse : en effet, les végétaux une fois morts sont soumis au pourrissement. Ils peuvent aussi être dégradés par décomposition, ce qui entraîne en plus de la perte de matière solide un rejet de méthane dont l’effet sur le réchauffement climatique est quatre fois plus important que le dioxyde de carbone.
Les végétaux comme le colza, la betterave ou le maïs, actuellement utilisés dans la production d’énergie, sont limités par l’espace cultivable : il est nécessaire de concilier les besoins en énergie et les besoins en nourriture. Ce problème a été particulièrement flagrant aux Etats-Unis en 2008. La très grande production d'éthanol à partir de maïs a fait s'envoler les prix internationaux de la céréale et a donc renchéri le prix de la nourriture de base de populations pauvres : au Mexique, la galette de maïs constitue la base de l'alimentation.
A côté de ces problèmes réels, de faux problèmes sont parfois critiqués en ce qui concerne la biomasse : la combustion des végétaux rejette certes une certaine quantité de dioxyde de carbone au niveau local, mais il a été compensé auparavant par la croissance de la plante durant laquelle la même quantité de gaz a été absorbée. L’empreinte énergétique est donc neutre au niveau global. La combustion des végétaux est d’ailleurs meilleure que de les laisser mourir naturellement : la combustion empêche en effet la décomposition des végétaux et donc l’émission de méthane, bien plus nocif que le dioxyde de carbone.
Les usages de la biomasse / Les voies technologiques
L’approvisionnement en biomasse et les contraintes
La première étape dans l’utilisation de la biomasse est l’approvisionnement. On distingue quatre secteurs principaux utilisables en tant que sources d’énergie :
La sylviculture
Elle constitue la source utilisée depuis le plus longtemps. Sa principale caractéristique est la lenteur de croissance des arbres qui ne permet de les utiliser que sur le long terme. Il est nécessaire de prévoir un renouvellement afin de ne pas épuiser les ressources. Les secteurs de la menuiserie et de la papeterie coexistent parfaitement avec l’utilisation du bois en tant que source d’énergie, puisque la partie basse et épaisse qu’est le bas du tronc est la seule partie exploitable par la menuiserie, la partie intermédiaire qu’est le haut du tronc est utilisée par la papeterie et seules les branches sont utilisées comme source d’énergie. Hormis les feuilles, toutes les parties de l’arbre sont ainsi expoitées.
Les forêts sont en France sont de moins en moins exploitées par la papeterie et la menuiserie à cause de la possibilité d’importer pour un prix moindre dans les pays étrangers. Ainsi, elles s’étendent sur 16 298 000 hectares en France métropolitaine (d’après l’Institut National de l’Information et de la Géographie Forestière), qui représentent près de 30% de la surface métropolitaine ; les forêts actuelles françaises sont plus étendues qu’il y a 150 ans par manque d’exploitation. L’utilisation du bois en tant que source d’énergie permet ainsi de pallier ce manque.
L'agriculture
Les cycles annuaires de l’agriculture permettent un apport plus régulier que la sylviculture, ce qui diminue l’impact des catastrophes à l’instar des incendies ou des ouragans. En revanche, elle est sensible aux intempéries du type grêle violente, contrairement aux forêts, si la culture est effectuée en plein air. La culture sous serre est également possible et permet d’obtenir une récolte à n’importe quel moment de l’année, en contrepartie d’une forte dépense énergétique.
En France, les principales cultures utilisées en tant que source d’énergie sont celles de la betterave, de la canne à sucre et du tournesol ; dans d’autres pays le palmier à huile, le maïs et le colza sont très prisés. Ils possèdent tous un potentiel sucré qui est recherché pour certains emplois de la biomasse.
Un des problèmes majeurs de l’agriculture est qu’elle doit être partagée entre culture nourricière et culture utilisée comme source d’énergie.
Les déchets
Les déchets sont une partie intéressante de la production de biomasse dans le sens où ils sont très abondants, avec un cycle de renouvellement très court. De plus, l’utilisation de ces déchets comme source de production d’énergie permet de s’en débarrasser.
Cependant, ils restent trop variés et trop difficiles à trier pour en obtenir de l’énergie de façon soutenue. De plus, les origines diverses des déchets font que les moyens de traitement appliqués ne sont pas toujours appropriés, demandant la mise en place soit d’un réseau de distribution des déchets à travers les différentes centrales de production d’énergie, soit la découverte d’un moyen efficace pour les traiter tous au même endroit. Aujourd’hui, la quantité d’énergie requise pour brûler des déchets reste supérieure à celle qu’ils produisent.
Le réseau de chauffage de la société CPCU (Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain) est en partie alimenté en chaleur par l'usine de St Ouen de la société TIRU qui brûle des déchets organiques pour fabriquer de la vapeur et produire de l'électricité. Ce réseau de chauffage sert par exemple aux tours de La Défense.
La culture expérimentale
Des recherches sont actuellement effectuées en laboratoire pour cultiver des micro-algues dont la reproduction est très rapide à grande échelle. Les avantages sont multiples : elles n’empiètent pas sur le domaine des terres cultivables et nourricières, elles possèdent un potentiel énergétique supérieur au colza et au tournesol et elles se reproduisent bien plus rapidement. Cependant une grande quantité de CO2 est nécessaire à leur développement rapide et à grande échelle, si bien que seule la culture en laboratoire est possible actuellement, ce qui rend la culture à la fois onéreuse et impossible à grande échelle. Cette voie d’approvisionnement est par conséquent encore au stade expérimental.
Du fait de sa forte teneur en eau, tous les végétaux dont ceux possédant un potentiel énergétique intéressant sont plutôt lourds et soumis à la décomposition. Il s’agit donc de limiter les transports, afin de réduire les dépenses énergétiques inutiles et la perte de carbone ; ils sont par conséquent le plus souvent effectués en camion sur de courtes distances. Les forêts françaises couvrant une grande partie du territoire, cela est plutôt aisé en France. La biomasse est par la suite stockée le moins longtemps possible dans des lieux où les conditions minimisent la décomposition : il s’agit généralement de silos ou de terrains à l’abri du vent.
Les transformations appliquées à la biomasse
Les voies thermochimiques
La combustion
Il s'agit de la voie de transformation de la biomasse la plus utilisée au monde dans le cadre de la combustion du bois pour se chauffer ou faire cuire des aliments.
Elle consiste simplement à faire brûler de la biomasse, souvent dans le but de produire de la chaleur ou de l'électricité par le biais de turbines. La combustion peut être réalisée à différents degrés d’efficacité : en effet, brûler du bois brut ne permet pas d’obtenir un rendement satisfaisant, avoisinant les 10% de PCI (Pouvoir Calorifique Intérieur), notamment à cause de la forte teneur en eau de la biomasse. Il est désormais possible d’optimiser sa combustion grâce en la traitant afin d’obtenir des plaquettes ou des granulés de sciure.
L'estérification
Cette méthode consiste à transformer un groupe acide carboxylique et un groupe alcool en un ester.
La transestérification
Cette méthode transforme un ester et un alcool en un autre ester et un autre alcool en échangeant les "radicaux" (le reste de la molécule) auxquels ils sont attachés.
La tranformation d'un ester d'acide gras et d'un alcool en un ester mélangeable à du diesel et un autre alcool est un exemple de transestérification utilisée aujourd'hui pour produire du biodiesel.
Les voies enzymatiques
La fermentation
La fermentation est le résultat de l'action de bactéries qui décomposent des substances et en sécrètent d'autres.
Une forme de fermentation très courante est celle du sucre qui permet de produire de l'éthanol.
La méthanisation
En l’absence de molécules de dioxygène, certaines bactéries décomposent la biomasse en produisant du méthane pouvant être utilisé comme source d’énergie (par combustion, notamment) : il est appelé biogaz.
Cette méthode est appelée fermentation anaérobie, du fait de ses conditions pour la pratiquer.
Les produits issus de la transformation
Les biocarburants (Biodiesel et bioéthanol)
Définition
Les biocarburants sont des carburants de substitution obtenus à partir de la biomasse. Ils sont généralement incorporés dans les carburants d’origine fossile.
On classe les biocarburants en fonction des générations et les filières.
Les biocarburants dits « de première génération »
Cette génération est celle qui utilise la fermentation de la partie alimentaire de plantes pour produire des biocarburants.
Filière « essence »
Le but de cette filière est d’extraire du sucre de la biomasse puis de le faire fermenter afin que soit synthétisé de l’éthanol qu’on incorpore à de l’essence. Ainsi se forme le bioéthanol, qui peut être mélangé à l’essence et permet ainsi de consommer moins de pétrole.
Le sucre est soit directement extrait à partir de cultures de betteraves ou de cannes à sucre spécifiques ou non, soit obtenu grâce aux amides contenus dans des végétaux comme le blé, le maïs ou la pomme de terre.
Le sucre est soit directement extrait à partir de cultures de betteraves ou de cannes à sucre spécifiques ou non, soit obtenu grâce aux amides contenus dans des végétaux comme le blé, le maïs ou la pomme de terre.
Filière « gazole »
Aujourd'hui, les biocarburants incorporés au gazole proviennent pour l'essentiel de la transestérification de produits gras.
La transestérification est une transformation chimique qui permet de synthétiser des esters à partir de matières grasses. Les esters peuvent être mélangés au gazole pour obtenir du biodiesel, qui, à l’instar du bioéthanol, possède des caractéristiques compatibles avec le diesel et permet ainsi de réduire sa consommation.
Les matières grasses nécessaires à la transestérification sont obtenues à partir des huiles végétales (colza, tournesol ...), des huiles usagées recyclées ou des graisses animales.
Les progrès de la biotechnologie permettent d'envisager d'ici peu des biodiesels de première génération issus de sucres, et fermentés par des micro-organismes modifiés génétiquement. Ils ne présentent pas de danger car ils ne sont pas eux-mêmes consommés et ne peuvent survivre à l'état naturel.
Les biocarburants de deuxième et de troisième génération
Ces deux générations en sont encore au stade expérimental à cause de leur rendement trop faible pour qu’elles soient employées à grande échelle.
La deuxième génération
Cette génération tente de s'intéresser à la partie non-alimentaire des plantes.
Pour déconstruire la ligno-cellulose ou la lignine, il est aujourd'hui possible techniquement de le faire par voie thermochimique : on élève à forte température et pression la biomasse qui se décompose pour former un gaz de synthèse composé de CO et d'H2. On refabrique ensuite ces molécules pour fabriquer des biocarburants (procédé Fisher Tropsch, utilisé pendant la seconde guerre mondiale pour fabriquer du carburant à partir de charbon). Cependant, les coûts de cette technologie sont pour l'instant prohibitifs.
L'autre voie pour déconstruire la ligno-cellulose ou la lignine est la voie enzymatique. Elle en est aujourd'hui au stade de la recherche et pourrait déboucher d'ici une dizaine d'années.
Des transformations enzymatiques (éthanol) ou thermochimique (gazole) sont effectuées sur des cellules. Le rendement massique est actuellement trop faible pour que cette alternative remplace la première génération.
La troisième génération
Cette génération souhaite utiliser des algues directement comme carburants, sans transformation nécessaire.
Dans des laboratoires, des cultures de micro-algues sont élevées de telle sorte à ce que leur production d’acides gras soit démultipliée, au point de générer directement du gazole. Le rendement économique est cependant beaucoup trop faible pour que cette option soit plébiscitée.
Il faut encore un vingtaine d'années selon les chercheurs pour faire de cette génération une option viable.
Les enjeux des biocarburants
L’utilisation des biocarburants dans le domaine des transports permet la réduction des émissions de gaz à effet de serre, non pas parce que leur combustion en rejette moins, mais parce que la culture des plantes nécessaires à la synthèse des biocarburants absorbe une partie du CO2 qu’ils dégagent.
De plus, la quantité d’énergie fossile s’amenuisant, il est préférable d’en utiliser moins ; les biocarburants réduisent cette consommation ainsi que la dépendance économique du pays en énergies fossiles.
Enfin, les biocarburants offrent un nouveau débouché pour le secteur primaire.
Chaleur et électricité
Il s'agit de l'usage de la biomasse le plus répandu dans le monde, surtout dans les pays en voie de développement à cause de l'exploitation du bois pour le chauffage domestique, encore très répandue.
La production d'électricité et de chaleur est déjà une technologie grandement utilisée aujourd'hui.
Produits biosourcés / Biomatériau (bois)
L'avancée des sciences biotechnologiques permet de considérer la possibilté de la fabrication de produits à partir de biomasse.
La société Amyris, basée à Emeryville (Californie) sait produire des levures qui par fermentation de jus de canne à sucre produit, par exemple, de l'Artémisine (un médicament contre le paludisme), du parfum, du bio-lubrifiant, du bio-diesel, des biocarburants d'avion ou encore du squalane (produit cosmétique utilisé pour faire pénétrer les principes actifs dans la peau qui était autrefois extrait du foie des requins).
Le futur de cette source d'énergie
Les améliorations possibles
Dans l'approvisionnement
Une amélioration des rendements agricoles
Les rendements agricoles peuvent être améliorés dans plusieurs des secteurs d’approvisionnement en biomasse. Dans la sylviculture, on peut imaginer prendre de plus grandes parties des arbres - au dépit, certes, des autres industries se fournissant en bois - ou de s’orienter dans le bois recyclé ou les chutes de matériaux des de ces mêmes industries.
Dans le cas de l’approvisionnement en biomasse d’origine agricole, il est de même possible de rééquilibrer le partage des ressources entre les différentes industries - l’agroalimentaire, ou les cosmétiques. De plus, les rendements agricoles peuvent être améliorés avec l’utilisation d’organismes génétiquement modifiés, soumis à de moindres contraintes éthiques dans le domaine de la production d’énergie car non destinés à la consommation. Il faut aussi savoir que dans une plante, toutes les parties ne sont pas “utiles” à des industries classiques, ce qui permet une redistribution plus favorable.
Cependant, le domaine dans lequel le plus de progrès sont à attendre reste la culture d’algues; aujourd’hui encore, elle est mal maitrisée, mais son potentiel énergétique en fait une voie intéressante pour la recherche.
Une optimisation de la gestion des déchets
La gestion des déchets peut s'optimiser sur deux niveaux :
Au niveau local
Au niveau local, les communes et les associations peuvent inciter ou obliger les citoyens d'une zone à procéder à un tri séléctif permettant d'optimiser le recyclage des déchets. Ce tri permet ainsi de ne pas brûler tous les déchets mais au contraire de les utiliser.
Une partie de ces déchets seront utilisés pour produire de l'électricité, de la chaleur, des biocarburants ou encore des produits bio-sourcés. C'est pourquoi le tri séléctif même à l'échelle locale permet d'améliorer la production de biomasse mondiale.
Au niveau industriel ou agricole
Au niveau agricole, les déchets sont trop souvent abandonnés et laissés inutilisés. Pourtant, ils peuvent avoir des utilités variées et nombreuses :
- Beaucoup de déchets agricoles peuvent être récupérés et répartis sur les sols agricoles pour les refertilliser en économisant de l'argent, de l'énergie et en respectant plus l'environnement
- Lors de l'exploitation de bois peuvent demeurer certains déchets exploitables
- La bagasse (ce qui reste après l'extraction du jus sucré) de la canne à sucre peut être utilisée pour produire de l'électriccité, comme c'est fait au Brésil.
Dans la transformation
Par l'évolution de la biotechnologie qui rend possible :
La transformation de la cellulose ou les algues
La transformation par fermentation la plus simple est celle qui touche la partie alimentaire des plantes ; en effet, cette partie est celle où la plante stocke ou transporte de l'énergie est est par définition plus aisément modifiable par la voie enzymatique : il s'agit de la première génération, comme vu plus haut.
Cependant, la biotechnologie a fait des progrès qui permettent à présent d'exploiter aussi la partie non-alimentaire des plantes, qui en assurent la structure (tronc, tige, etc.), appelée lignine, ligno-cellulose, cellulose : c'est la deuxième génération.
L'exploitation de micro-algues (la troisième génération) va encore plus loin puisqu'au lieu de transformer les plantes pour en faire du carbrurant, elle consiste à utiliser les algues elles-mêmes comme carburant ; les avancements de la biotechnologie permettent d'utiliser cette génération.
La fabrication de nouveaux bio-produits
Nous l'avons vu, le nombre de bio-produits aujourd'hui capables d'être fabriqués est énorme : produits cosmétiques, ménagers, parfums et même médicaments sont aujourd'hui produits à partir de biomasse.
Mais ce nombre n'a pas fini de croître, car les biotechnologies connaissent un essor qui permet à de plus en plus d'acteurs internationaux de produire des bio-produits variés et de façon efficace.
L'amélioration des techniques de fabrication de bio-produits permet à la biomasse d'étendre son champ d'action et donc de progresser sur la scène internationale.
Une évolution de la réglementation
A l'échelle européenne
Les politiques européennes et nationales liées à la biomasse ont quatre principaux objectifs à l'esprit :
- Limiter la présence de produits toxiques et polluants pour protéger la santé publique et l'environnement
- Respecter le protocole de Kyoto
- Limiter les émissions de gaz à effet de serre
- Mieux utiliser l'énergie dont les prix ont augmenté et qui se raréfie
Les directives principales concernant la biomasse à l'échelle européenne sont :
- 2001 : La directive sur l'électricité d'origine renouvelable
- Donne pour objectif à l'UE d'augmenter de 1997 à 2010 de 15.2% à 21% la part de l'électricité consommée d'origine renouvelable.
- Chaque état se donne des objectifs indicatifs nationaux sur lesquels il rend compte tous les cinq ans.
- Un accès prioritaire aux réseaux électriques doit être garanti
- Des incitations financières peuvent être mises en place
- 2003 : La directive sur les quotas d'émission
- Permet la création d'un marché d'échange de quotas d'émission de CO2 pour 12 000 grands établissments industriels européens (hors transports) qui voient leurs émissions plafonnées.
- Les entreprises dépassant leur seuil autorisé d'émissions peuvent acheter les crédits non utilisés par les établissements plus performants et éviter ainsi le paiement d'amendes coûteuses (40 €/t de CO2).
- Chaque Etat membre définit ainsi ses propres objectifs, cohérents avec ses engagements au titre du Protocole de Kyoto, dans le cadre de Plans nationaux d'allocation de quotas (PNAQ) qui s'appliquent à chaque établissement concerné.
- 2003 : La directive Biocarburants
- Incite les Etats membres à fixer des objectifs indicatifs pour l'introduction d'une part minimale de biocarburants sur le marché (2% en 2005, 5,75% en 2010)
- Incite les Etats membres à déclarer annuellement les mesures promotionnelles prises et les objectifs atteints.
- Autorise les Etats membres à exempter, totalement ou partiellement, les biocarburants de taxes.
- 2005 : Le Plan Biomasse 2005
- Donne pour objectif de doubler entre 2005 et 2010 la part de la biomasse dans la consommation énergétique de l'UE (alors de 4 %).
- Indique 31 mesures afin d'encourager l'utilisation de la biomasse pour le chauffage, la production d'électricité et les transports (biocarburants).
- 2007-2013 : Le programme "Energie intelligente - Europe II"
Il encourage par des aides financières :- L'amélioration de l'efficacité énergétique notamment dans les secteurs du bâtiment et de l'industrie
- La promotion des énergies nouvelles et renouvelables pour la production d'électricité et de chaleur
- La diversification des carburants en promouvant ceux d'origine renouvelable.
A l'échelle locale
Comme vu plus haut, la gestion optimale des déchets même au niveau local peut jouer un grand rôle dans la production d’énergie car cela peut rendre viable l’option de récupérer les déchets ménagers. C’est pourquoi les législations locales peuvent aider l’avancement de la biomasse vers ce but.
L’usine d’incinération de la communauté d’agglomération Limoges Métropole, appelée Centrale Energie Déchets (C.E.D.L.M), permet de traiter 110 000 tonnes d'ordures ménagères par an.
Les limites de cette croissance
Des limites pratiques
Il est évident qu’une plante n’a pas le même potentiel énergétique que du pétrole ou du gaz de schiste. De plus, leur exploitation est bien plus difficile et demande plus d’espace; là ou un forage est demandé pour s’approprier du pétrole, une culture et une pensée à plus long terme est obligatoire dans le cas de la biomasse, prenant du temps et de l’espace. Les recherches, moins avancées que dans les domaines fossiles, font que cette différence de potentiel est encore augmentée. De ce fait, la biomasse est beaucoup moins utilisée dans des pays en voie de développement, qui privilégient afin de s’ouvrir sur le marché mondial le profit à la sauvegarde de l’écosystème.
L'état solide des plantes rend aussi l’acheminement de la biomasse difficile, ce qui rend peu envisageable une expansion de ce type de production d’énergie à des échelles nationales; de plus, les endroits où les plantes sont cultivées sont vastes et variés, et peuvent changer d’un moment à un autre (en raison de hausses des tarifs, de mauvaises récoltes...) tandis qu’un puits de pétrole ou un gisement de gaz de schiste durent bien plus longtemps et sont plus difficilement altérables.
Des limites économiques
La biomasse, au-delà des contraintes pratiques qu’elle impose, possède aussi des désavantages au niveau économique par rapport à ses concurrents. Les raisons sont sensiblement similaires : l’avancée limitée dans la recherche et son utilisation à une échelle intéressante économiquement dans trop peu de pays en font un moyen de production industriel rare - et donc plus cher.
En réalité, le problème qui limite pour l’instant la croissance de la biomasse est directement lié au profit qu’elle engendre : la rentabilité est en effet le premier critère des investisseurs potentiels et tant que les énergies fossiles seront plus rentables que la biomasse, celle-ci restera sous-évaluée sur les marchés mondiaux. Cependant, les énergies fossiles se font de plus en plus chères et c’est pourquoi des investisseurs se tournent vers la biomasse lorsque les carburants traditionnels manquent. On observe ainsi certaines usines, notamment au Brésil, qui selon que le cours des énergies fossiles augmente ou donne la faveur à la production de nourriture, peuvent aisément changer une partie de leur production alimentaire vers la production d’énergie par la biomasse ou inversement.
Certains investisseurs choisissent, lorsque la tendance mondiale n’est pas à la biomasse, d’acheter des parts de marché dans celle-ci pour deux raisons majeures : certains pensent que, les énergies fossiles devenant de plus en plus rares et chères, il faut investir lorsque les prix sont bas, tandis que d’autres souhaitent investir dans des sources d’énergie respectueuses de l’environnement, pour suivre un devoir moral … ou bénéficier d’avantages fiscaux.
Des limites politiques
Trop souvent ignorées, les limites politiques sont cependant celles qui affectent le plus les entreprises productrices d’énergie - notamment dans le secteur des ressources renouvelables.
Le coût de rachat du solaire en France par l’état a chuté rapidement avec la crise de 2008-2009, passant de 500euros/MWh à 350 rapidement et provoquant ainsi la faillite de nombreuses PME dans le secteur du solaire.
L’écologie est de plus un sujet sensible dans la politique d’un pays, quel qu’il soit, et les orientations économiques d’un pays peuvent varier en passant d’un mandat présidentiel à un autre. L’activité de recherche sur la biomasse dépendant en grande partie des fonds accordés par l’état et du prix de rachat de l’énergie par les fournisseurs publiques, il est difficile de savoir quels seront les prochaines variations dans celle-ci. Ce point est une des difficultés majeures que rencontre l’implémentation de la biomasse en France, car il peut décourager des investisseurs éventuels.