L’énergie issue de la biomasse

Le terme général «biomasse» désigne l’ensemble de la matière organique produite par l’ensemble des organismes vivants (végétaux, animaux, algues, etc.). Pour les fins de la production d’énergie, la biomasse est souvent classifiée selon son origine, car les procédés de transformation et les produits obtenus en découleront. Ainsi, différentes classifications de la biomasse réfèrent à la biomasse forestière, agricole, industrielle (résidus d’usines de transformation) et aux déchets de postconsommation dirigés normalement aux centres d’enfouissement (boues d’épuration, déchets domestiques, bois de déconstruction contaminé ou non, bois de récupération, etc.).Cette biomasse peut être transformée en énergie¹ sous forme de biocombustible solide (bûche, copeau, granule, bûche densifiée, etc.), sous forme de biocarburant (bio-huile, éthanol, etc.) et sous forme de gaz (biogaz). Généralement, la biomasse forestière et celle d’origine industrielle (essentiellement les écorces et les sciures issues de la transformation du bois) sont utilisées comme biocombustible. Pour des raisons réglementaires (ne peut être utilisée dans des chaudières de puissance inférieure à 3 MW) et pour des raisons techniques liées à la combustion (taux de cendre souvent élevé), la biomasse agricole est peu utilisée comme biocombustible (Règlement sur l’assainissement de l’atmosphère, 2011). Elle est davantage destinée à la production de biocarburant et parfois de biogaz (c’est le cas des fumiers, du lisier, etc.). Enfin, les déchets des centres d’enfouissement sont habituellement transformés en biogaz bien que certains produits peuvent être transformés en biocarburant et même en biocombustible. Cependant, cette dernière option requiert un prétraitement important de la biomasse et son utilisation dans des chaudières adaptées et de puissance relativement élevée.

Les filières énergétiquesLes filières énergétiques permettant de transformer la biomasse en énergie sont nombreuses comme on vient de le voir. À la base, le choix d’une filière plutôt qu’une autre doit reposer sur la disponibilité et sur les caractéristiques de la ressource présente dans la municipalité ou la région. En effet, certaines filières nécessitent de grande quantité de biomasse pour justifier les investissements d’une installation industrielle de transformation (ex. production d’éthanol). D’autre part, certains types de biomasse ont des limitations quant aux options technologiques de transformation (ex. lisier qui peut être transformé en biogaz).Un autre critère important à considérer est le bilan énergétique de la filière. Cette notion réfère à la quantité d’énergie tirée de la biomasse qui sera utile pour répondre à nos besoins par rapport à l’énergie non renouvelable nécessaire pour l’obtenir. Par exemple, lorsqu’on parle d’un bilan énergétique avoisinant les 1 :2 pour la production d’éthanol maïs au Québec, on signifie qu’une unité  d’énergie dite non renouvelable a été utilisée afin de produire deux unités d’énergie d’éthanol maïs. Le rendement énergétique doit aussi être considéré avec attention. De manière concrète, l’utilisation de copeaux de biomasse forestière conditionnée pour produire de la chaleur (ex. chauffage des bâtiments) à partir d’une chaudière moderne automatisée peut offrir des rendements énergétiques de l’ordre de 80 % alors que cette même biomasse utilisée pour produire de l’électricité par cogénération peut avoir un rendement énergétique aussi bas que 25 % si la chaleur dégagée lors de la production d’électricité n’est pas mise à profit par un utilisateur quelconque.  Mentionnons que ces deux notions auront aussi un impact marqué sur le bilan carbone de la filière. Ainsi, l’utilisation d’un type de biomasse en particulier (ex. biomasse forestière résiduelle) aura un bilan carbone beaucoup plus avantageux dans le chauffage des bâtiments que dans un projet de cogénération où les rejets thermiques sont peu ou pas utilisés.

Enfin, l’aspect économique demeure un élément fondamental dans le choix d’une filière. D’une part, il faut que le produit énergétique final soit compétitif par rapport aux produits conventionnels (ex. éthanol versus essence) et il faut qu’à ce prix, la filière dégage suffisamment de marge de profit pour être en mesure d’assurer son approvisionnement et son opération. Ainsi, si on souhaite s’approvisionner en biomasse forestière résiduelle ou à partir de culture énergétique, il faut que la filière choisie soit en mesure de générer suffisamment de valeur ajoutée pour payer tous les coûts liés à la production, la récolte, la transformation et le transport de cette biomasse. La filière de la chauffe est particulièrement intéressante à cet égard puisqu’à un prix moyen de 75 $ par tonne métrique humide (taux d’humidité ± 35 %), cela équivaut à un coût de combustible de 0,025 $/kWh ou 0,031 $/kWh si on tient compte du rendement (80 %) de la chaudière. Si on compare ce prix à celui du mazout léger (hiver 2011-2012) qui se situe à ± 1,05 $/litre ou 0,122 $/kWh en tenant compte du rendement (80 %) de la chaudière, on constate que cette filière répond très bien aux impératifs économiques. Il est à noter toutefois que si l’on tient compte des frais supplémentaires qu’entraîne la filière de la chauffe, tels que les assurances, les coûts d’entretien et  d’immobilisation, son coût se situe plutôt aux environs de  0,08$/kWh tel qu’illustré ci-dessous.

Les avantages de la biomasse par rapport aux autres énergies renouvelables

Lorsqu’on compare l’utilisation énergétique de la biomasse aux autres énergies renouvelables, ses deux principaux avantages sont sa compétitivité (faible coût énergétique) et son impact sur le développement économique local et régional. D’ailleurs, ces avantages sont abondamment cités dans les pays de la Communauté économique européenne qui justifient ainsi leurs programmes d’aide en faveur de la filière biomasse pour réduire leur dépendance aux énergies fossiles et leur émission de gaz à effet de serre. Au Québec, l’omniprésence de la forêt dans presque toutes les régions offre donc aux municipalités d’excellentes opportunités de développement en plus de leur permettre de réduire leur coût et d’acquérir une certaine autonomie énergétique.

Parmi les autres avantages, notons que l’énergie obtenue de la biomasse peut relativement facilement être stockée et répondre à tout moment aux besoins des utilisateurs, la distinguant de l’énergie solaire et éolienne entre autres. Bien entendu, les différents avantages mentionnés vont être plus ou moins importants selon la filière énergétique utilisée pour transformer la biomasse en énergie. Enfin, il est nécessaire de rappeler l’importance d’utiliser la bonne énergie à la bonne place afin d’optimiser les bénéfices que peuvent procurer les ressources énergétiques renouvelables présentes dans le milieu.

Les barrières et opportunités

L’approvisionnement constitue certainement la première contrainte à son utilisation. Selon la filière visée, les quantités requises et les caractéristiques recherchées, cette contrainte peut-être plus ou moins importante. La première règle pour minimiser la problématique de l’approvisionnement d’un projet particulier est la prise de conscience de la très grande variabilité de la ressource biomasse versus la spécificité des caractéristiques de la biomasse pouvant être utilisée dans un procédé de production énergétique. Par exemple, plusieurs projets de chaufferies à la biomasse éprouvent des difficultés avec leur approvisionnement dues au fait que l’adéquation entre la biomasse utilisée et le type de chaudière installée n’est pas faite. Autrement dit, on ne peut mettre n’importe quelle biomasse dans une chaudière. Il faut établir les caractéristiques précises de la biomasse qui peut être utilisée dans une chaudière et s’assurer que le fournisseur de biomasse respecte ces caractéristiques.

Le ministère des Ressources naturelles et de la Faune a établi à 6,4 millions de tonnes métriques anhydres le volume de biomasse qui serait disponible² annuellement au Québec. Tel que mentionné précédemment, la biomasse forestière est une ressource renouvelable omniprésente dans presque toutes les régions du Québec. Cela est sans compter les opportunités que représentent les cultures énergétiques, le recyclage de la matière organique et du bois de déconstruction de même que la biomasse agricole. Le potentiel de développement de la filière énergétique de la biomasse est certainement important. Par ailleurs, Écoressources consultants a réalisé une étude économique³ démontrant le potentiel d’utilisation de la biomasse et les retombées économiques que celle-ci génèreraient dans la filière de la chauffe des bâtiments commerciaux et institutionnels au Québec. Il existe donc un marché très intéressant qui permettrait aux municipalités de faire des économies, de stimuler l’emploi local et de réduire leur dépendance aux énergies fossiles. Selon le scénario de pénétration de ce marché le plus ambitieux, des économies de l’ordre de 467 millions de dollars pour les propriétaires de bâtiments seraient obtenues sur le coût du combustible, quelques 8 300 emplois permanents répartis dans toutes les régions du Québec seraient créés et plus de 260 millions de litres de mazout seraient substitués.

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1 Le ministère des Affaires municipales, des Régions et de l’Occupation du territoire (MAMROT) a produit une série de fiches synthèses sur les différentes technologies de transformation énergétique de la biomasse que l’on peut consulter à l’adresse suivante

2 Voir le plan d’action du MRNF au lien suivant : http://www.mrnf.gouv.qc.ca/publications/forets/entreprises/plan-action-biomasse.pdf

3 Voir l’évaluation économique au lien suivant :