Bois-énergie. Bois-énergie. La biomasse-énergie. La biomasse-énergie

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1 Bois-énergie Didier MARCHAL Bruxelles, ULB ENER002, 8 novembre 2005 Bois-énergie Biomasse-énergie et bois-énergie Bois-énergie en Europe Principales sources en Wallonie Principaux combustibles et appareils Mobilisation Stockage Aspects politiques Exemples Facilitateurs ValBiom Synthèse 1 2 La biomasse-énergie La biomasse-énergie «(la) biomasse (est définie comme étant) la fraction biodégradable des produits, déchets et résidus provenant de l agriculture (comprenant les substances végétales et animales), de la sylviculture et des industries connexes, ainsi que la fraction biodégradable des déchets industriels et municipaux.» c est donc le bois-énergie, la production d énergie à partir de céréales, la biométhanisation, les biocarburants. Directive 2001/77/CE du Parlement européen et du Conseil du 27 septembre Le bois-énergie quelques définitions Stère Pile de billons de 1 m x 1 m x 1 m (contient du bois + de l air) Volume de bûches empilées : 1 stère Volume de bois plein : 0,57 m³ 0,43 m³ de vide (air) 0,57 m³ de bois Coefficient d empilage : 0,57 5 6

2 Mètre cube apparent de plaquettes (map) Volume d encombrement d un récipient ou d un tas de plaquettes. 1 m x 1 m x 1 m (contient du bois + de l air) Pour fixer les idées 1 m 3 réel 1,5 stère 2,5 map 7 8 Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) C est la quantité d énergie dégagée par la combustion complète d un corps. Quel que soit le type de bois (léger ou lourd, feuillu ou résineux), sa valeur calorifique vaut environ 18 MJ / kg de matière anhydre. (pouvoir calorifique du mazout : 36 MJ / l ) Le pouvoir calorifique du bois dépend essentiellement de son humidité. 18 MJ/kg 12 MJ/kg 8 MJ/kg Pouvoir calorifique (MJ/kg) Bois sec à l'air 12 Bois vert Taux d'humidité (%) Pour fixer les idées stère chêne sec à l air MJ Energie (MJ par stère) litres de mazout Aulne Bouleau Charme Source : Crehay et Marchal (2004) 12 Erable Bois vert Bois sec à l'air Bois anhydre (pour comparaison) Peuplier Essence Considère un coefficient d'empilement (CE) unique de 0,60 Pin sylvestre Sapin

3 Bois sec % d humidité PCI = 12 MJ / kg 1 kg de chêne 1 kg d épicéa = 12 MJ = 12 MJ MAIS 1 stère d épicéa contient réellement 0,70 m³ de bois (CE = 0,70) pèse 315 kg (450 kg/m³) a un contenu en énergie de : MJ 315 kg = MJ 1 stère de chêne contient réellement 0,65 m³ de bois (CE = 0,65) pèse 488 kg (750 kg/m³) a un contenu en énergie de : MJ 488 kg = MJ Tonne de matière sèche (tms) C est la masse d une tonne de matière anhydre (0% d humidité sur masse brute). Tonne équivalent pétrole (tep) C est une unité d énergie permettant de comparer différents combustibles avec le pétrole. Source : Crehay et Marchal (2004) 1 tep = environ 42 GJ La combustion du bois prélevé dans l atmosphère Biomasse + O 2 cellulose oxygène lignine hémi-celluloses énergie (chaleur) COMBUSTION dégagé dans l atmosphère + CO 2 + H 2 O dioxyde de vapeur carbone d eau prélevé dans l atmosphère CO énergie 2 + H 2 O + (soleil) dioxyde de carbone eau PHOTOSYNTHESE dégagé dans l atmosphère Biomasse + O 2 cellulose oxygène lignine hémi-celluloses Le bois-énergie en Europe 55,5 millions de tep produits en Europe en La part du bois-énergie dans la consommation totale de l énergie primaire de l UE s établit à 3,2% en 2004 (3,0% en 2003). Le bois-énergie en Europe Source : EurObserv ER (2005) 17 Source : EurObserv ER (2005) 18

4 Les principales sources Les ressources en biomasse un exemple : la Wallonie Évaluation du potentiel (2000) : environ GJ/an (2.500 GWh/an) Filière Bois d œuvre + bois d industrie Production biologique Bois de chauffage + autoconsommation (dont bois «agricole») Partie laissée en forêt Industries de Transformation du bois Rémanents forestiers ktep «Bois-énergie» Bois de rebut Déchets de bois Source : Etat de l Environnement wallon 2004 Bois-Energie Gisement Production biologique Principaux combustibles bois Bois d œuvre + bois d industrie Industries de transformation du bois Bois de rebut Bois de chauffage + autoconsommation bûches matière (pr. finis) Plaquettes et pellets écorces sciures poussières chutes diverses Potentiel bois-énergie 23 24

5 Les bûches Les plaquettes (bois déchiqueté) Les pellets (granulés de bois) Les pellets Belgian Pellet Club, créé en octobre 02 Professionnels, scientifiques, Objectif : développer filière «pellets» Collaboration avec ITEBE, EBS Les pellets 195 unités t Source : The Bioenergy International 29 30

6 Principales caractéristiques Principaux appareils Longueur : mm Diamètre : 6 8 mm PCI : > 4,7 kwh/kg Humidité : < 10% Masse vol. apparente : > 650 kg/m 3 Taux de cendre : < 1% Prix (ordre de grandeur) : 180 à 280 EUR/t Source : Itebe Feux ouverts Inserts et foyers fermés Rendement médiocre, mais aspect convivial Polyflam System Récupérateur de chaleur Insert Source : Office fédéral de l Energie Foyer fermé Poêles à bûches Poêles de masse Source : Tulikivi Source : Office fédéral de l Energie Source : Hase 35 36

7 Poêles à granulés Source : Calimax Chaudières à bûches Source : Schmid Chaudières à alimentation automatique (granulés) Source : OekoFen Chaudières à alimentation automatique (plaquettes) Source : KWB La mobilisation Déchiquetage en bord de route Premières éclaircies, petits arbres Déchiqueteuse montée sur camion Source : VTT Processes 41 42

8 Déchiquetage en bord de route Produits secondaires de coupes finales (têtes, ) Déchiqueteuse montée sur camion Déchiquetage en bord de route Produits secondaires de coupes finales (têtes, ) Broyeur mobile (avec conteneur) Source : VTT Processes Source : VTT Processes Déchiquetage en forêt Produits secondaires de coupes finales (têtes, ) Broyeur mobile Déchiquetage à la centrale Produits secondaires de coupes finales (têtes, ) Mise en fagots Source : VTT Processes Source : VTT Processes Déchiquetage à la centrale Souches et bois de racines Source : VTT Processes En résumé Mode de transport Tracteur + remorque agricole Volume (m 3 ) 15 Source : Ademe 1999 Rayon de livraison (km) < 5 Porteur + 1 conteneur 30 à 35 < 25 Porteur + 2 conteneurs 2 x 35 < 100 Camion (benne basculante) 60 à 70 < 100 Camion (benne à fond mouvant) 80 à 90 <

9 49 50 Techniques de stockage adaptées Localisation du silo Localisation du silo Exemples d implantation Source : Energie-Système Silo Chaudière Source : OekoFen 53 54

10 Les aspects politiques Niveau européen : indépendance énergétique, Directive «électricité verte», Directive «cogénération», Niveau fédéral : plan «climat», application du Protocole de Kyoto, Niveau régional : plan wallon pour la maîtrise durable de l énergie, Quelques exemples Silo Chaudière Vis d alimentation Secteur industriel Vicabois (Morville) Ebénisterie Gilson (Wellin) Source : Itebe 59 60

11 Ebénisterie Gilson (Wellin) Menuiserie (Bullange) SECO-BOIS (Mariembourg) Burgo Ardennes (Harnoncourt) Photos : Burgo Ardennes Xylowatt sa, spin-off de l UCL Xylowatt sa, spin-off de l UCL Les activités de R&D sont conduites en partenariat avec le Groupe Energie Biomasse du département mécanique de l'u.c.l. (unité TERM). Depuis sa création, XYLOWATT poursuit un programme ambitieux de recherches en vue de développer et d'optimiser les technologies de gazéification. Ce programme se décline en trois axes : Gazéification du bois contaminé par des colles, vernis, peintures ou par des métaux lourds et des radioéléments. Extension de la gamme de puissance des groupes gazoélectrogènes vers de plus grandes tailles (de l'ordre de 1 MWe). Adaptation de la gazéification aux dernières technologies de conversion de gaz en électricité, telles que les piles à combustible ou les moteurs Stirling. Source : Source :

12 Secteur public Plan Bois-Energie & Développement Rural Du côté des particuliers Livraison de pellets (Hamme-Mille) 69 Source : Ademe et Ajena 70 Livraison de pellets Source : ÖkoFen 71 72

13 Chauffage de 5 appartements (Fauvillers) Mais aussi Maison du Parc naturel régional du Morvan (France) Chauffage urbain (Finlande) Réseau de chaleur de Vitry-le-François (France) En Wallonie, 2 Facilitateurs pour le bois-énergie Pour le secteur public : FRW (contact : F. FLAHAUX) Pour le secteur privé : ValBiom (contact : D. MARCHAL) 77 78

14 Principales missions Points-clés d une étude de pertinence Information et sensibilisation Aide au montage de projets Appui à l administration Évaluation de la filière bois-énergie Publications diverses Evaluation de la ressource Evaluation des besoins (chaleur et/ou électricité) Proposition de solutions Étude économique Impacts environnementaux ValBiom en quelques mots Projets européens en cours (CRA-W) 81 Matières premières renouvelables Biocarburants Bois-énergie, céréales, biométhanisation Information FUSAGx UCL Facilitateur biocarburants CRA-W Facilitateur bois-énergie, secteur privé 82 EUBIONET II (biomasse) BOOSTING BIO (biomasse) PROBIOGAS (biométhanisation) NETBIOCOF (co-combustion) Synthèse Pour en savoir plus Bois-énergie = source renouvelable d énergie Bois-énergie = ressource locale Notion de «filière» Technologie performante Évolution continue des technologies Importance de la R & D à tous les niveaux ValBiom () FRW ( ITEBE ( EBS ( CWAPE ( Eubionet (