LA BIOÉNERGIE ISSUE DES FORÊTS CANADIENNES

L’industrie canadienne des pâtes et papiers joue un rôle de chef de file dans ce domaine où la biomasse forestière fournit déjà autant que 60 p. 100 du combustible utilisé pour générer la chaleur et l’électricité en certains endroits. Dans un avenir rapproché, ce pourcentage pourrait augmenter à mesure que les sociétés forestières tirent parti des nouvelles

technologies génératrices d’énergie. Par exemple, de nombreuses usines de pâte kraft installent des turbines à condensation pour fournir plus d’électricité à partir de la cogénération (récupération de la chaleur résiduelle), de la liqueur noire, de la boue ainsi que de la récupération des résidus de combustion.

La bioénergie issue de la sylviculture suscite également l’intérêt d’autres secteurs. Certains services publics d’électricité provinciaux qui utilisent à l’heure actuelle le charbon ou le gaz naturel comme combustible ont commencé à les substituer par des granules de bois manufacturés, pour une partie de leurs besoins. Par exemple, Ontario Power Generation

L’industrie canadienne des forêts a une longue tradition de l’utilisation des résidus ligneux comme sources d’énergie renouvelable. D’abord utilisés principalement pour le chauffage des installations, les résidus forestiers et ceux d’usines, comme l’écorce, le bran de scie, les copeaux de bois, les branches et les cimes des arbres sont devenus aujourd’hui des matières premières. Celles-ci sont utilisées dans des installations de cogénération sophistiquées pour produire de la vapeur et de l’électricité, des chambres de séchage de bois et de nouveaux produits bioénergétiques comme les granules de bois, les gaz de synthèse, l’éthanol cellulosique, le biodiesel, la bio-huile, le biocarbone et bien d’autres produits.

WWW.SFMCANADA.ORG

CONSEIL CANADIENDES MINISTRES DES FORÊTS

Fiche d’inFormation

Crédit photo : Pacific BioEnergy

Le granule de bois

Les granules de bois sont des fibres de bois très compactées mesurant environ 0,6 cm de diamètre et 2.5 cm de long. De faible teneur en humidité (généralement moins de 10 p. 100), les granules de bois peuvent être brûlées avec un rendement énergétique très élevé. Lorsqu’elles sont utilisées pour la cogénération dans les centrales au charbon, les granules de bois peuvent être traitées par les mêmes broyeurs

qui servent à écraser le charbon en une poudre avant d’alimenter les fours à charbon. Les granules de bois peuvent également être brûlés seuls dans une usine à charbon modifié. L’Europe est le principal utilisateur des granules de bois dans le monde et le Royaume-Uni est le principal marché pour les granules de bois canadiens avec des importations de 1 256 millions de tonnes du Canada en 2015. Jusqu’à 433 000 tonnes ont

été vendues sur le marché canadien; cependant la consommation domestique augmenter à l’avenir suite à la décision de la province de l’Alberta de fermer toutes ses centrales au charbon d’ici 2030. L’industrie des granules de bois étudie également de nouveaux types de granules comme la granule noire qui peut presque être traitée comme le charbon et peut être stockée à découvert à l’extérieur.

Les résidus ligneux produits à partir des opérations d’exploitations traditionnelles représentent des matières premières potentielles importantes pour les solutions énergétiques de remplacement. Pour aider l’industrie forestière canadienne à tirer parti de ce potentiel, FPInnovations, un chef de file dans la recherche pour le secteur forestier au Canada, a créé un modèle de chiffrier innovateur conçu pour estimer l’approvisionnement de la biomasse d’origine forestière dans une aire de gestion forestière définie, ainsi que le coût de livraison des matériaux à une installation de conversion. Avec des valeurs fiables en main, les entreprises forestières peuvent prendre des décisions éclairées en matière d’investissements. Le modèle d’approvisionnement d’opportunités en biomasses (BiOS), initialement conçu pour être utilisé en Ontario, a depuis été adapté pour être appliqué dans d’autres provinces où le relief, les essences d’arbres, la logistique du transport, les structures de coûts et d’autres facteurs peuvent varier considérablement. Aujourd’hui, il existe des versions du logiciel disponibles ou en voie de développement pour le Québec, l’Alberta, la Saskatchewan et la Colombie -Britannique.

a converti son usine d’Atikokan qui était alimentée par le lignite à l’utilisation de granules de bois.

Certaines institutions comme les hôpitaux considèrent aussi la bioénergie comme une solution de remplacement intéressante aux carburants fossiles classiques. Par exemple, à Amqui, au Québec, ville de la péninsule gaspésienne non loin de Rimouski, l’hôpital local a amorcé une conversion de 1,3 million de dollars de son système de chauffage à une chaudière alimentée à la biomasse. La gestion, l’entretien et l’approvisionnement des réserves de carburants pour ce projet relèvent de la coopérative forestière de la Matapédia. Au début, le nouveau système servi à approvisionner l’hôpital en chaleur. À plus long terme, d’autres immeubles municipaux pourront être connectés à ce système. Fait important, l’approvisionnement de la chaudière en combustibles créera un

nouveau marché pour les entreprises forestières locales qui ont connu un déclin de leurs marchés traditionnels.

Même les propriétaires adoptent la nouvelle génération de poêles à bois et de fournaises à haut rendement qui éliminent les particules en suspension dans l’air provenant du bois de chauffage partiellement brûlé lesquelles contribuent au smog. La biomasse ligneuse compte maintenant pour environ 8 p. 100 de l’utilisation de l’énergie résidentielle dans l’ensemble du pays.

Facteurs de changementPourquoi cet intérêt envers la bioénergie? Les parties associées à l’industrie font valoir les trois principaux facteurs de changement: les préoccupations soulevées par les gaz à effet de serre, une tendance marquée à l’adoption de pratiques d’aménagement forestier durable et des raisons d’ordre économique.

Au cours de son cycle de vie entier, la biomasse ligneuse utilisée pour la production d’énergie est carboneutre. Durant la croissance d’un arbre, le CO2 est absorbé. Lorsque les résidus de bois se décomposent ou sont brûlés, le CO2 est renvoyé dans l’atmosphère. Au même moment, l’utilisation de la biomasse ligneuse réduit la nécessité d’utiliser des hydrocarbures comme le charbon, le gaz naturel ou le pétrole qui sont des contributeurs prolifiques de gaz à effet de serre.

À une ère où les changements climatiques sont est une source de préoccupations importante, la bioénergie issue des sources forestières présente un attrait évident.

L’aménagement forestier durable encadre l’ensemble des pratiques forestières sur les terres publiques canadiennes – des pratiques qui favorisent l’utilisation viable des

Reconnaître la valeur énergétique des déchets ligneux

Cadre de BiOS

Incitatifs et facteurs imprévus

Scénarios de récupération

Scénarios d’exploitation

forestière

Attributs des peuplements

Résultats

Module d’approvisionnement

Module d’établissement des

coûts

ressources forestières, tout en tenant compte des questions écologiques comme la santé des forêts, les habitats fauniques et la biodiversité. D’un point de vue économique, l’aménagement forestier durable signifie aussi l’utilisation la plus efficace de tous les matériaux récoltés – y compris les déchets ligneux – afin de réduire les coûts ou de créer de nouvelles sources de revenus. L’aménagement durable des forêts exige d’atteindre un équilibre entre les valeurs. Ainsi, même après une activité d’exploitation forestière, il reste toujours de la biomasse en forêt pour les habitats fauniques, le cycle des éléments nutritifs et d’autres processus naturels. Il est important de laisser une partie de la biomasse sur le tapis forestier pour préserver l’habitat faunique et régénérer les nutriments du sol. Les décisions concernant l’utilisation de

la biomasse pour un aménagement forestier durable doivent être prises individuellement pour chaque site et fondées sur une approche scientifique.

Les considérations économiques peuvent favoriser le développement de la bioénergie ou y mettre un frein. Lorsque les prix des énergies conventionnelles sont faibles, les coûts plus élevés des biocarburants peuvent diminuer leur attrait. Cette situation fait que d’intenses pressions sont exercées sur les producteurs qui doivent maintenir leur coût au minimum en concevant des approches plus efficaces de récolte, de production et, plus particulièrement, du transport des matières premières, qui représente à l’heure actuelle environ 60 p. 100 du coût total de production. Dans certains cas, réussir à gérer ces facteurs a déjà rendu les biocarburants et les solutions de rechange plus compétitifs. Par exemple, une technologie de conversion de la biomasse présentement utilisée demeure concurrentielle aussi longtemps que le coût d’un baril de pétrole est supérieur à 17 $US. Avec l’augmentation du coût des sources d’énergie conventionnelles, on s’attend à ce que l’intérêt à l’égard des biocarburants augmente considérablement.

Biomasse d’origine forestière au CanadaMême si les opérations forestières canadiennes contribuent à la création d’une riche source de matériaux appropriés à la production de bioénergie, la filière des applications bioénergétiques dérivées de la forêt est en transformation rapide. Dans le passé, de nombreuses usines de pâtes et papiers possédaient une salle de bois où on créait un sous produit connu sous le nom de « combustible de déchets de bois » – à partir de l’écorce et

d’autres résidus ligneux pouvant être utilisés pour le chauffage et la production d’électricité. Avec l’intégration de nombreuses usines de pâtes aux usines de bois de sciage au cours des années 1980 à 1990, la salle de bois a disparu, car les copeaux de bois furent désormais livrés par un camion de l’usine de sciage. Au cours de la dernière décennie, les conditions économiques ont transformé cette relation. Bien que la fermeture de nombreuses scieries ait grandement réduit les sources de copeaux de bois et de déchets de bois disponibles pour produire de l’énergie, le secteur des pâtes et papiers et certains producteurs de panneaux n’ont pas été affectés car ils ont réduit en parallèle leur demande pour ces matières premières. Ainsi, la nécessité d’obtenir de la biomasse directement des forêts est demeurée très limitée. Malgré sa croissance rapide, l’industrie des granules de bois a été en mesure d’obtenir 88% de sa matière première à partir des résidus d’usine.

La biomasse forestière utilisée pour la production d’énergie est disponible sous une diversité de formes. Les résidus récoltés

Capacité bioénergétique et biomasse du Canada par province en mégawatts (2016)

Province MWelectric/thermal

Terre -Neuve- et -Labrador 18/120

Île du -Prince- Édouard 1/15

Nouvelle -Écosse 91/109

Nouveau -Brunswick 118/683

Québec 379/1,242

Ontario 625/1,727

Manitoba 23/276

Saskatchewan 63/174

Alberta 460/1,454

Colombie -Britannique 1,423/5,677

Canada 3,198/12,872

Cen

tre

de

rech

erch

e et

de

dém

on

stra

tio

n e

n b

ioén

erg

ie,

Un

iver

sity

of

Bri

tish

Co

lum

bia

Cré

dit

ph

oto

: n

atu

rally

wo

od

.co

m

comme les cimes des arbres, les branches, les aiguilles et l’écorce sont privilégiés, car ces matériaux peuvent souvent être récupérés de concert avec les opérations forestières, bien que les coûts de transport puissent être élevés. Les éclaircies sylvicoles, les nettoyages d’emprise, ainsi que la récupération des bois des forêts endommagées par les feux, les maladies ou les insectes constituent d’autres sources potentielles de biomasse. Les résidus d’usines représentent habituellement la source la plus économique de biomasse, mais de nouvelles méthodes opérationnelles plus efficaces commencent à rendre le transport à longue distance de la biomasse économiquement viable.

On s’intéresse de plus en plus à la récolte d’essences d’arbres comme le mélèze, non utilisé à l’heure actuelle comme bois d’œuvre ou dans la fabrication de papier, mais qui est une espèce adéquate pour la production de bioénergie. Autre solution : la culture d’essences d’arbres à croissance rapide sur des plantations situées stratégiquement pourra un jour offrir une approche économique viable pour la production durable d’énergie à partir de biomasse.

Relever les défis des coûtsPour que la production de bioénergie à partir de la biomasse forestière devienne une solution intéressante sur le plan économique, il faut s’attaquer aux coûts élevés de transport sur de grandes distances des matériaux de faible densité et à haute teneur en humidité. Les trois stratégies suivantes sont très prometteuses : comminution (ou

fragmentation), compactage et conversion en un combustible liquide en biocarbone.

La comminution est la réduction de résidus ligneux en particules plus fines par le biais du déchiquetage et de la pulvérisation; le compactage est un processus qui vise à serrer les grains ensemble pour accroître leur densité. Une bonne stratégie consiste à déchiqueter, à broyer et à compacter les matériaux sur le terrain avant de charger les camions de transport. L’accroissement de la densité de cette façon réduit considérablement les coûts de transport. La réduction des résidus ligneux en petites particules et la baisse des coûts de transport améliorent énormément la viabilité des opérations de traitement secondaire comme la production de gaz de synthèse et d’éthanol ou la fabrication de granules de bois.

Il est possible de diminuer davantage les coûts par le biais de la conversion des matières premières en un liquide combustible au moyen d’une

bioraffinerie portable et d’un procédé connu sous le nom de carbonisation. Ces unités installées sur le camion ont recours à la pyrolyse pour décomposer la biomasse (par le chauffage en absence d’oxygène) – pour produire une liqueur hautement énergétique pouvant être transportée vers une raffinerie pour un traitement ultérieur en une diversité de combustibles. La carbonisation accroît le pouvoir calorifique et permet de transporter l’énergie de façon économique sur de grandes distances.

Il est clair que l’énergie issue de la biomasse forestière offre d’immenses possibilités pour l’avenir. Alors que les gens se sentent de plus en plus concernés par les changements climatiques, l’augmentation des coûts énergétiques et les avancées technologiques, la biomasse forestière continue d’offrir toute une gamme de nouvelles possibilités et d’options pour la production d’énergie.

WWW.SFMCANADA.ORG

CONSEIL CANADIENDES MINISTRES DES FORÊTS

Fiche d’inFormation

Livraison de biomasse à la centrale d’Atikokan de la Ontario Power Generation, la plus grande usine alimentée

à 100 % par la biomasse en Amérique du Nord. Crédit photo: Ontario Power Generation