Le carburant d'aviation neutre en carbone — en particulier le carburant d'aviation synthétique fabriqué en capturant le CO₂ directement de l'atmosphère et en le combinant avec de l'hydrogène vert — est actuellement la voie de décarbonation à long terme la plus crédible pour l'aviation commerciale. Les avions électriques et à hydrogène restent structurellement limités par la physique de la densité énergétique à l'échelle commerciale. Le SAF (Sustainable Aviation Fuel) dérivé du carbone atmosphérique est la seule solution qui s'adapte aux avions existants, aux aéroports existants et à l'économie existante — du moins en théorie.
L'écart entre "en théorie" et "sur le tarmac" est l'endroit où se cachent presque toutes les choses intéressantes et préoccupantes.
Le problème physique dont personne dans le marketing de l'aviation ne veut parler
L'aviation est, à presque tous égards, l'un des secteurs les plus difficiles à décarboner. Ce n'est pas une déclaration politique. C'est une déclaration thermodynamique.
Le carburéacteur transporte environ 43 mégajoules par kilogramme d'énergie. Les meilleures batteries lithium-ion disponibles aujourd'hui se situent autour de 0,7 à 0,9 MJ/kg au niveau du pack. Ce n'est pas un écart qui se comble avec des améliorations incrémentales de la chimie des batteries. L'hydrogène liquide se rapproche en termes de densité énergétique massique, mais sa densité volumétrique est terrible — un avion alimenté à l'hydrogène aurait besoin de réservoirs environ quatre fois plus grands qu'un avion conventionnel, ce qui ne rentre pas structurellement dans un fuselage de monocouloir sans une refonte complète.
L'industrie aéronautique s'oriente donc, un peu par élimination, vers les carburants liquides synthétiques — spécifiquement les e-carburants ou le SAF "power-to-liquid" (PtL) fabriqué à partir de CO₂ capturé et d'hydrogène vert. L'argument est élégant : vous extrayez le carbone de l'atmosphère, vous le combinez avec de l'hydrogène produit par électrolyse de l'eau à l'aide d'électricité renouvelable, vous synthétisez des hydrocarbures via les procédés Fischer-Tropsch ou méthanol-à-jet, et vous les brûlez dans un avion. Le carbone libéré pendant la combustion est le carbone que vous avez extrait de l'air. Zéro émission nette, en principe.
En pratique, le bilan énergétique est brutal.
Le bilan énergétique que personne ne vous montre sur l'infographie
Pour fabriquer un litre de carburéacteur synthétique via la voie PtL, il faut — selon l'efficacité du processus et la technologie de capture de carbone — entre 6 et 10 kWh d'électricité renouvelable. Ce chiffre inclut les pertes d'électrolyse, l'énergie de capture du CO₂, l'énergie de synthèse et la compression. Il n'inclut pas la logistique, la distribution ou le coût énergétique de construction de l'infrastructure.
L'aviation commerciale a consommé environ 360 milliards de litres de carburéacteur au cours d'une année quasi normale avant les perturbations liées au COVID. Si vous essayiez de remplacer tout cela par du SAF PtL atmosphérique aujourd'hui, vous auriez besoin d'une capacité d'électricité renouvelable qui n'existe actuellement à aucune échelle, même de loin. Vous auriez également besoin d'une infrastructure de capture directe de l'air (DAC) dont le monde entier n'a pas encore déployé une fraction minime.
La version honnête de l'histoire du carburéacteur neutre en carbone n'est pas "nous avons une solution". C'est "nous avons une chimie qui pourrait être une solution si nous construisons l'infrastructure énergétique de plusieurs révolutions industrielles au cours des deux ou trois prochaines décennies."
Ce qui est réellement en construction en ce moment
Malgré l'ampleur de l'écart, de véritables infrastructures sont en cours de construction — lentement, coûteusement, avec beaucoup de difficultés d'ingénierie.
Climeworks en Islande exploite des opérations de DAC commerciales, extrayant le CO₂ de l'air ambiant à l'aide de systèmes alimentés par géothermie. Leur usine Mammoth, mise en service en 2024, a une capacité nominale d'environ 36 000 tonnes de CO₂ par an — ce qui semble impressionnant jusqu'à ce que l'on se souvienne que l'aviation mondiale émet environ 900 millions de tonnes de CO₂ par an. Mammoth pourrait compenser environ quatre secondes d'émissions de l'aviation mondiale par an.
Haru Oni au Chili — une coentreprise impliquant Porsche, HIF Global, Siemens Energy et d'autres — produit de l'e-méthanol et de l'e-essence synthétiques en utilisant l'énergie éolienne et le DAC. Leur voie n'est pas encore optimisée pour le carburéacteur, mais les chevauchements d'ingénierie des processus sont substantiels.
Norsk e-Fuel en Norvège construit une usine dédiée au carburéacteur PtL, visant initialement 12,5 millions de litres par an. Cela représente environ 0,003 % de la demande de carburant de l'aviation européenne avant le COVID.
Ce ne sont pas des échecs. Ce sont de véritables premières étapes. Mais l'écart entre les premières étapes et l'échelle dont l'aviation a besoin est si vaste qu'il est difficile de présenter les chiffres actuels de production de SAF comme des progrès vers une solution, plutôt que des progrès vers une preuve de concept.
Pourquoi les compagnies aériennes achètent du SAF de toute façon — Et pourquoi la structure d'incitation est défaillante
Les compagnies aériennes achètent des certificats SAF et de petits volumes de carburant mélangé, et elles le font pour des raisons qui ne sont pas principalement liées à la décarbonation. Elles le font parce que :