Projet BioViVe Biomasse Viticole pour les fours de Verrerie

Transcription

1 Projet BioViVe Biomasse Viticole pour les fours de Verrerie Séminaire Bioénergies Sud 17/11/2011 Nicholas Harris Verallia (Saint-Gobain Pôle Conditionnement) 1

2 Contexte et origine Le Comité Interprofessionnel du Vin de Champagne (CIVC) a réalisé son bilan carbone en 2003 : O Les bouteilles représentent 15% des émissions de la filière Recherche d une valorisation de la biomasse viticole : O Locale et pérenne La verrerie utilise exclusivement des énergies d origine fossile : O Passage aux énergies renouvelables BioViVe : Biomasse Viticole pour la fusion du Verre 2

3 Origine et contexte - Bilan Carbone CIVC 2003 Chaque année environ 100 millions de kwh partent en fumée dans des brouettes à feu! Fabrication et fin de vie des emballages Four verrier Utilisation des combustibles fossiles

4 Objectifs Créer un gaz combustible de synthèse à partir de sous-produits ligneux issus de la taille et de l arrachage de la vigne : O Compatible avec le procédé de fusion du verre O Utilisable directement dans le four à la place des énergies fossiles Déterminer les principes de conception d un four verrier fonctionnant avec 25 à 50% d énergie biomasse : O Tests en laboratoire et sur une cellule de combustion semi industrielle O 12 mois de tests sur site dans les conditions de production Création d une filière pérenne pour la collecte des sous-produits viticoles de Champagne 4

5 Choix de la technologie de gazéification La technologie de gazéification permet de créer un gaz combustible de synthèse à partir de biomasse ligno-cellulosique (de type bois) telle que celle issue de la taille et de l arrachage de la vigne L utilisation directe du gaz de synthèse dans un four verrier, si elle est possible, est efficace : plus de 75% de l énergie contenue dans la biomasse est injectée dans le four Choix de la technologie NOTAR de XYLOWATT : production d un gaz de synthèse propre, à très faible teneur en goudrons L autre grand procédé de production de gaz combustible à partir de biomasse, la fermentation, n est pas applicable à la biomasse viticole ciblée dans le projet 5

6 Gazéification choix de la technologie XYLOWATT NOTAR Lit fixe / co-courant / étagé - Efficacité énergétique >75% - Basse teneur en goudrons - Modèle 1 MW th commercialement disponible

7 Organisation Projet R&D soutenu par l ANR (BioEnergies 2009) et labellisé par les Pôles de Compétitivité Derbi et IAR 5 partenaires : Verallia (Saint-Gobain), CIRAD, XYLOWATT, GDF SUEZ, CIVC Responsables du projet : O Coordinateur : L. Pierrot Verallia OReprésentants par société : Saint-Gobain : J.-M. Flesselles CIRAD : L. van de Steene GDF SUEZ : J. Duclos XYLOWATT : B. Collignon CIVC : A. Descôtes 7

8 Organisation 5 tâches : 8 O Tâche 1 : Caractérisation et mobilisation de la biomasse viticole O Tâche 2 : Optimisation en laboratoire du contenu énergétique du gaz de synthèse O Tâche 3 : Essai de l unité de gazéification couplée à une cellule de combustion semi-industriel (sur Site CRIGEN de GDF SUEZ) Caractérisation détaillée de la flamme de gaz de synthèse Etude du potentiel de substitution de combustibles fossiles O Tâche 4 : Essai industriel sur le site du verrerie de Oiry (Epernay) Couplage et intégration de l unité de gazéification Caractérisation du fonctionnement du four avec 5 à 10% de substitution de combustibles fossiles O Tâche 5 : Synthèse et préparation de la phase industrielle Objectif : Atteindre des taux de substitution de 25 à 50% en conditions industrielles

9 Rôle des partenaires Verallia expertise fours à verre et mise à disposition du four industriel de Oiry, coordination du projet. CIRAD moyens de laboratoire d étude de la gazéification et expertise dans la domaine des ressources biomasse énergie XYLOWATT adaptation de leur technologie commerciale de gazéification à lit fixe étagé à l application en verrerie. GDF SUEZ - possède une cellule de combustion expérimentale à l échelle semi-industrielle (2 MW) reproduisant un four verrier et compétences pour la caractérisation des biomasses et la mise en place de plans d approvisionnement. CIVC - quantification et au zonage des gisements de biomasse mobilisables et contribution forte à l organisation d une filière pérenne de collecte de la biomasse. 9

10 Moyens mis en place Financiers : ~4,8 M, soutien ANR: 1,2 M Scientifiques & Techniques : O Unité de gazéification de 1 MWth O Thèse de doctorat : optimisation des conditions de gazéification O Caractérisation de la ressource O Essais à Oiry O Essais Pilote sur une cellule de combustion semi-industrielle O Collecte de biomasse pour 1 an d essais O Expertise O Outils de simulation numérique Une trentaine de personnes impliquées 1 laboratoire public, 3 laboratoires industriels

11 Calendrier 15 décembre 2009 : lancement du projet Février 2010 : démarrage de la thèse de doctorat Décembre 2010 Mars 2011 : prélèvement, analyse et caractérisation de la ressource biomasse 2 e trimestre 2011 : implantation et réception de l unité de gazéification au CRIGEN 2 e semestre 2011 : essais pilote au CRIGEN Novembre 2011 mars 2012 : collecte de la biomasse dans le vignoble 2 e trimestre 2012 : livraison de l unité de gazéification àoiry 2 e semestre er trimestre 2013 : O Essais à Oiry O Synthèse et préparation de l industrialisation Avril 2013 : fin du projet

12 BioViVe les Tâches en images Tâche 1 caractérisation et mobilisation de la ressource

13 BioViVe images tâche 2 optimisation de la gazéification Echelle laboratoire Echelle pilote N 2 H 2 O Chauffage Bois 1 m Réacteur quartz N 2 Gaz Condenseur Cryostat (-20 C) MicroGC Huiles pyrolyse

14 BioViVe images tâche 3: Couplage réacteur XW cellule de combustion CRIGEN XYLOWATT Image GDF SUEZ

15 BioViVe images tâche 4: Couplage réacteur XW four verrier Verallia Oiry

16 BioViVe àsuivre

17 Les partenaires Saint-Gobain Emballage : OSociété française du Pôle Conditionnement de Saint-Gobain. Le Pôle Conditionnement, 2 e acteur d envergure internationale sur son marché, conçoit et fabrique des emballages en verre toujours plus respectueux de l environnement, recyclables à l infini, qui valorisent les contenus, préservent la qualité alimentaire et le bien-être des consommateurs. En 2009, Saint-Gobain Conditionnement a produit 25 milliards de bouteilles et de pots commercialisés sous la marque Verallia. Le déploiement de l activité repose sur un réseau commercial permettant de servir près de clients dans le monde. L entreprise investit dans le développement durable et l innovation. 17

18 Les partenaires CIRAD : OLe CIRAD, établissement public placé sous la double tutelle du ministère de l Enseignement supérieur et de la Recherche et du ministère des Affaires étrangères et européennes, est un centre de coopération en recherche agronomique spécialisé dans les productions tropicales et méditerranéennes. Son Unité de Recherche Biomasse-Energie basée à Montpellier travaille sur la conception de procédés de valorisation énergétique de la biomasse pour la production de chaleur, d électricité ou d agrocarburants, notamment les procédés de gazéification. 18

19 Les partenaires XYLOWATT : OCréée en 2001 à la suite de 20 ans de Recherche & Développement à l Université Catholique de Louvain, XYLOWATT est aujourd hui une PME belge de 35 personnes en plein développement, spécialisée dans le design, la construction et l exploitation d unités de gazéification de biomasses. Le développement en 2006 du réacteur NOTAR permet la production d un gaz de synthèse (syngaz) dépourvu de goudron résiduel. Le syngaz est soit utilisé dans des applications industrielles (verrerie, briqueterie ) soit injecté dans un groupe de cogénération permettant la production conjointe de chaleur et d électricité. O Pour plus d information:

20 Les partenaires GDF SUEZ : OGDF SUEZ inscrit la croissance responsable au cœur de ses métiers pour relever les grands enjeux énergétiques et environnementaux : répondre aux besoins en énergie, assurer la sécurité d approvisionnement, lutter contre les changements climatiques et optimiser l utilisation des ressources. Le Groupe propose des solutions performantes et innovantes aux particuliers, aux villes et aux entreprises en s appuyant sur un portefeuille d approvisionnement gazier diversifié, un parc de production électrique flexible et peu émetteur de CO 2 et une expertise unique dans quatre secteurs clés : le gaz naturel liquéfié, les services à l efficacité énergétique, la production indépendante d électricité et les services à l environnement. 20

21 Les partenaires CIVC : OLe Comité Interprofessionnel du Vin de Champagne gère et défend les intérêts communs des vignerons et des maisons de Champagne. Ses principales missions sont l organisation et l équilibre économique de la filière ainsi que le développement de la notoriété et la protection de l appellation. Il intervient également au niveau technique dans la recherche de l excellence et il œuvre activement en faveur du développement durable. Le CIVC a notamment réalisé le bilan carbone de la filière Champagne dès 2003 et mis en place dans la foulée un plan d action qui comporte aujourd hui une cinquantaine d actions élémentaires parmi les quelles l allègement du poids des bouteilles et la collaboration au programme BioViVe. L objectif de la profession est de réduire ses émissions de GES de 25% en 2020 et de 75 à 80% à l horizon