«Vision La Tuque 2023» Répondre aux défis de l exploitation des résidus forestiers à grande échelle. Économique et forestier, La Tuque

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1 «Vision La Tuque 2023» Répondre aux défis de l exploitation des résidus forestiers à grande échelle. Patrice J. Mangin DG, BioÉnergie La Tuque Chaire bioéconomie/bioénergie UQTR Patrice Bergeron Président, BioÉnergie La Tuque Directeur, Développement Économique et forestier, La Tuque

2 Sommaire Considérations technico-économiques Globales Québec Le projet «La Tuque» Objectif-visions Quelques chiffres Défis de la filière Pistes de solutions Conclusions PJM

3 $1.3 TRILLION MARKET BY 2020 Energy & Environment Top 10 Mega Trends Defining the Future Internet of Things Smart Cities Big Data Connectivity & Integration Energy Supply & Costs Fuels for the Future Capacity Optimisation Carbon Reduction Environment Global Energy Demand Sustainability Efficiency & Intelligence Market Globalisation Water Stress Energy Efficiency New Business Models Source: Frost & Sullivan Gracieuseté: Ross Bruton, Frost & Sullivan PJM

4 BIOMASSE Scierie Densification Usine pâte kraft Fibres Bois Conversion thermochimique Gazéification/Pyrolyse Granules (torréfiées) Boues/ effluents Liqueur noire Composantes structurelles Produits/meubles/esthétique Filaments de cellulose Cellulose cristalline Gaz/Huiles Combustion directe Fischer-Tropsch synthèse Filières technologiques Traitement anaérobique Lignine kraft Immeubles verts Pâtes et papiers Nouveaux produits Énergie thermique/ électrique Biocarburants Énergie thermique/ électrique Biocarburants Produits chimiques Usine pâte Hémicelluloses alcools mécanique envisageables Xylose, xylitol, furfural Hydrolyse Sucres Bio Cellulose Fermentation Éthanol enzymatique C5 et C6 chimiques «La bioraffinerie» Énergie thermique/électrique Lignine Résines, noir de carbone, etc. Bio-méthane Résines, noir de carbone, etc. Énergie thermique/électrique Pâte/pâte à dissoudre-nanocellulose Pré-hydrolyse Hémicelluloses D après PJ.Mangin, Cours PNA6027-UQTR Traitement anaérobique Xylose, xylitol, furfural Bio-méthane PJM

5 Marchés Mondiaux Potentiels Produits verts de biomasse (Milliards US $) Produits forestiers conventionnels Industries du bois Pâtes et papiers Total Produits de biomasse nouvelles technologies Chauffage/électricité Biocarburants et bio-gaz Produits chimiques verts Matériaux composites (fibres) Construire en bois Vivre avec le bois Total Sources : 1 FAO, 2010; IIASA, NRCan and Industry Canada, 2010 Consulting Reports, 2008, FPInnovations, 2010; Nilsson/Goodison, 2010 PJM

6 LE MARCHÉ DES BIOCARBURANTS $143 MILLIARDS EN 2020 ÉVOLUTION DES TECHNOLOGIES DE BIOÉNERGIE, Source: Frost & Sullivan Sept Carburants (hydrocarbures) de résidus municipaux Biométhane microbien (digestion CO 2 ) Biocarburants de biomasse cellulosique Granules de biomasse pour centrales électriques Granules de résidus municipaux Biogaz pour véhicules au gaz naturel Carburants (hydrocarbures) de biomasse Biocarburants d origine algale Carburants Granules Gaz MOTEURS DE CROISSANCE Prolifération des mesures et mandats législatifs mondiaux sur les mélanges de carburants bio/fossiles Augmentation des ventes de véhicules dans les économies en développement Avancées technologiques de production de biocarburants et automobiles Intégration + poussée des investissements dans les cultures dédiées PJM

7 Avantages des biocarburants. Avantages biodiesels Analyse: «Well-to-wheel» pour les carburants alternatifs PJM

8 Positionnement énergétique du Québec Considérations régionales Demande énergétique (2014) 563 TWh 56% importés Valeur: 16 G$ Déficit de la balance commerciale -29,8 G$ (2012) 54% relié à l importation d énergie (pétrole) Pétrole Hydro Biomasse Sources: RNCan 2014 et Pineau 2015 Selon AQPER basé sur _economiques/actualites/point_de_vue economique/pv pdf PJM

9 Consommation produits énergétiques En 2011 (MERN), la consommation finale des produits énergétiques au Québec, soit GPL, essence, carburéacteur, kérosène, carburant diesel, mazout léger, mazout lourd et autres (gaz, etc.) représentait 15,35 M tep 1 soit environ 16+ GL essence/diesel. Le carburant diesel représentait environ 30% de la consommation soit un peu plus de 4,8 GL de diesel. Au Québec, le transport = 27,2% consommation énergétique mais 43,5% émission de GES 2 (2009) Politique du gouvernement: réduction significative des GES 1 tep = tonne équivalent pétrole 2 GES = gaz à effet de serre PJM

10 La ressource forestière au Québec Biomasse forestière Disponibilité* approximative 4,9 Millions TMA 4,15 branches + (3,28 feuilles/aiguilles) Hors racines/souches Résidus forestiers (première et deuxième transformation) Écorces, sciures, copeaux, nœuds Parc à bois Récole forestière (branches, houppiers, cimes, etc.) Source: *MRN (2012) Statistical Portrait-Edition Forest Resources and Industries (dans Marianne Royer, Bioforextra, PaperWeek 2014) Révision: Forestier-en-chef.Oct.2014 PJM

11 Développement de la filière énergétique Biomasse forestière - Cogénération Phase 1 Québec Biocarburants Phase 3 Granules Phase 2 Biocarburants/Bioproduits Phase 4 Valeur ajoutée temps de déploiement PJM

12 Vision La Tuque 2023 OBJECTIF: Implanter à La Tuque d ici 2023* la première bioraffinerie forestière commerciale au Canada Exploiter/valoriser les 650,000 à TMV/an de résidus forestiers (de coupes de la région 04, Mauricie) par la mise en place d une bioraffinerie de grande échelle produisant de préférence du biodiesel de qualité «drop-in» VISION: Utiliser les atouts régionaux de la Ville de La Tuque et du Haut-Saint-Maurice *2023: résultat d une analyse de planification du projet PJM

13 Portrait du Haut-St-Maurice km 2 dont 85% recouverts de forêts Érablières à tilleul, érablières à bouleau jaune, sapinières à bouleau jaune, pessières à mousse Deuxième forêt la plus productive au Québec La forêt est le moteur économique de la Pâtes, sciage de résineux et de feuillus, déroulage de bois nobles, panneaux gaufrés, champignons forestiers La Tuque : 15,000 hab. mais surface supérieure à la Belgique ( km²) PJM

14 Atouts régionaux Conditions gagnantes pour être «région témoin». Projet (Vision 2023 LT) portée par une OBNL récemment créée (BioÉnergie LaTuque ou BELT) avec mandat de développer et promouvoir le projet. 650 à 1200 ktmv/an de résidus forestiers (parterres de coupe) Forte volonté politique et du milieu des affaires, forte acceptabilité sociale et régionale; forte motivation Pas de compétition sur les résidus forestiers; Sites d enfouissement d écorces 430T/an pour 20 ans; Forte humidité, niveaux de contamination, kms de routes forestières, sans restriction de charge Agenda de mise en place validé; Site d installation présélectionné (Vallières) et réservé; Missions commerciales pour valider le projet et sécuriser des investisseurs. PJM

15 Grandes capacités de résidus forestiers (650 kt/an* à 1856 kt/an**). Potentiel énorme de diversification économique. Gisements additionnels (Parent/La Tuque): 3,1 MT(forte humidité) soit 430T/jour pendant 20 ans. 30,000 km de routes/chemins forestiers *FPInnovations (2009) **Estimation de la biomasse générée par les activités de récolte prévues aux possibilités forestières Modification 2014 Bureau du forestier en chef, 28 oct.2014 (incluant les feuilles) PJM

16 Bioraffinerie de TMV/an TMV/jour avec un taux d humidité moyen de 40% Production de 126,4 MW biodiesel/190 MW intrants bois Production de 112 ML/an de biodiesel (95 700T/an). rendement en biodiesel sur tonne métrique sèche de 25%, ou encore un rendement énergétique sur bois sec de 2/3 environ. Environ 2,32 % de la consommation de diesel (transport) du Québec Revenu brut potentiel (non divulgué) Considérant les diverses taxes mais non la possibilité de crédits Système de plafonnement et d échange de droits d émission de gaz à effet de serre (SPEDE) Coût de la biomasse = 25% à 31% des revenus bruts potentiels PJM

17 Bioraffinerie de TMV/an TMV/jour avec un taux d humidité moyen de 40% Production de 233,3 MW biodiesel/350 MW intrants bois Production de 207 ML/an de biodiesel ( T/an). rendement en biodiesel sur tonne métrique sèche de 25%, ou encore un rendement énergétique sur bois sec de 2/3 environ. Environ 4,28 % de la consommation de diesel (transport) du Québec Revenu brut potentiel (non divulgué) Considérant les diverses taxes mais non la possibilité de crédits Système de plafonnement et d échange de droits d émission de gaz à effet de serre (SPEDE) Coût de la biomasse = 25% à 31% des revenus bruts potentiels PJM

18 Résidus forestiers du Québec Défis 1/4 La biomasse issue des scieries est trop coûteuse: pertes trop élevées, distances trop grandes, coûts d opération, etc. La filière de valorisation énergétique requiert une sécurité d approvisionnement à long terme en biomasse, 15 à 25 ans pour des investissements en capitaux importants (650 M$-1,5 G$) Actuellement impossible dans le contexte du nouveau régime forestier, même avec le libre marché de 25% des volumes alloués en bois par le BMMB (Bureau de Mise en Marché des Bois); PJM

19 Résidus forestiers du Québec Défis 2/4 Résidus forestiers de coupe: 0,10 $ m 3 MAIS Logistique/coûts (60-75 $/T $/GJ) Équilibre financier des scieries fonction de a) marchés, dont immobilier américain (résidentiel); b) industrie papetière (déclin, source d incertitudes); Les droits de coupe (bois marchand) sur une base du m 3 (espèces, distance); impliquant une incitation à maximiser les parterres de coupes, potentiellement avec un besoin de nouveaux clients (filière énergie). Panier fonction de la qualité pas de la finalité/usage Quid des allocations de bois marchand sans preneurs? PJM

20 Chaîne d approvisionnement 40% -50 km Stratégies de densification énergétique +50% +50 km PJM

21 Stratégie(s) d approvisionnement PARENT LA TUQUE Objectif: Amener la tonne de biomasse à la bioraffinerie au moindre coût 4-5 $/GJ < 4 $/GJ PJM

22 Biomasse Disponibilité Théorique (oct.2014, Forestier-en-chef) 1,856,000 TMV (branches, houppiers, feuilles mais pas de racines) 1,200,000 TMV (sans feuilles - BELT) Technique 650,000 TMV (FPI BIOS) Pas de prise en compte des changements législatifs/règlementation potentiels Economique Comme ci-dessus mais facteurs coût/distance/qualité Economique ET durable À définir, sous études (sensibilité) PJM

23 Portrait forestier Sensibilité à la récolte de la biomasse (modéré à faible) 88% du territoire de sensibilité modérée à faible (analyse de texture requise) PJM

24 Étude du potentiel de biomasse L étude traite non seulement des disponibilités mais des coûts de «récolte» de la biomasse résiduelle PJM

25 Résidus forestiers du Québec Défis 3/4 Réduire les coûts d approvisionnement en biomasse livrée usine: coupe/récolte, transport et stratégies d intégration; Étude LT : $/TMA* (législation actuelle) Excédents en approvisionnement de pâtes reliés au déclin des papiers journaux et impression-écriture; L économie de la filière énergétique ne peut assumer les coûts historiques/actuels des copeaux de l industrie papetière ( $/TMA) Assurer/développer des méthodes pour garantir la sécurité d approvisionnement à long terme (20-25 ans); Législateur *TMA: tonne métrique anhydre PJM

26 Résidus forestiers du Québec Défis 4/4 En fonction des besoin d intégration cohabitation des coupes de bois commerciaux et de la collecte des résidus forestiers développer/proposer un partage équitable des coûts et des profits dans une politique d intégration supportée par le gouvernement; Les coûts du diesel (en partie reliés au coût du pétrole brut) ont un impact sur les coûts d opération de coupe et de récolte; Les prix du brut vont influer directement tout calcul technico-économique d un projet de bioraffinerie Nécessité absolue de raisonner sur le long terme, de considérer l impact de réduction des GES et du marché du carbone (Québec). PJM

27 Valeur énergétique. Pour considérations technico-économiques Valeur marché($/gj) Granules 12,4 $ 8,1 Diesel (Canada) 34,0 $ 22,2 Diesel (EU) 48,0 $ 31,3 Huile pyrolitique(eu) 17,0 $ 11,1 Pétrole brut WTI 7,3 $ 4,7 Pétrole brut Brent 8,4 $ 5,5 Gaz naturel (Alberta) 2,9 $ 1,9 Résidus forestiers (coupe) FOEX 5,1 $ 3,4 3 études indépendantes 4,4-5,0 $ 2,9-3,3 Étude Mangin- publiée ,8 $ 3,1 À la pompe! Pas de compétition Livré usine 10% humidité Valeurs actualisées, Août 2015 PJM

28 Solutions potentielles Piste 1/2 Augmentation du diamètre autorisé pour considération de la qualité bois commercial versus bois/biomasse énergie; Considération d une qualité bois dite «biomasseénergie» Impact sur les droits de coupes mais potentiel de revenus additionnels Bois marchand «sans preneur» Bois de trituration (fermeture usine papetières) PJM

29 Solutions potentielles Piste 2/2 Optimisation des opérations forestières par intégration avec les coupes traditionnelles Assouplir les règlements/approches d intégration (2009) Ne pas considérer tous les coûts au même titre que pour le bois marchand (mais OK si revenus additionnels) Mise en place de centre de valorisation pour allocations des ressources bois marchand/biomasse selon le concept des 4 B (Bon bois-bonne usine-bon usage-bon prix) Augmenter le pourcentage en mélange de biocarburant autorisé pour attirer de «gros» investisseurs (pétrolières) 8-10% Europe/USA vs 2% Québec (5% Canada) PJM

30 Conclusions 1/3 Au Québec, la biomasse forestière est disponible en grandes quantités mais. l économie de la récolte dans des principes de développement durable reste à confirmer; Coûts d approvisionnement réalistes, stratégies de récoltes, modifications/adaptations des règlements pour garantir la sécurité d approvisionnement sur le long terme (pas si simple); Les stratégies d approvisionnement impliqueront divers scénarios, notamment la densification énergétique (mobile fixe, in situ) pour des distances de plus de 50 kms. Analyse d impact environnemental acceptabilité sociale PJM

31 Conclusions 2/3 Production d éthanol, de méthanol, de biodiesel cogénération, huile pyrolytique, plusieurs marchés/produits sont évalues pour Vision LT2023 même si le biodiesel de type «drop in» semble le plus approprié. Évaluation «locale» incontournable pour tout projet «Penser en dehors des clous» Faire preuve d originalité et d innovation PJM

32 Conclusions 3/3 Le niveau de maturité technologique des technologies de production de biocarburants sont toujours l objet de controverse et le seront encore pour quelque temps; Sauf qu elles le sont mais le niveau de risque économique reste difficile à évaluer/appréhender (financement de mégaprojets) Études indépendantes d experts reconnus Études de faisabilité approfondies et exhaustives (coûteuses mais investissements) Penser long terme GES réchauffement climatique Le prix du baril de pétrole va nécessairement remonter (géopolitique). PJM

33 UPM Biofore (biodiesel) Valmet (pyrolyse) Värmsland Metanol PJM

34 Patrice&Patrice Mission vision 2023 Stockholm, 2014, Ambassade du Canada F. Bourdon, Investissement Québec, P. Mangin, UQTR; Kenneth Macartney: ambassadeur:, N. Beaudoin, maire LT, M. Lethiecq, DG LT, P. Bergeron, DDF LT PJM

35 VISION2023 L A TUQUE (Agenda-sommaire) Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 A Création d'un consortium/firme/entreprise B Financements pour études C Étude de marchés D Étude impact environnemental E Mission commerciale initiale (Scan.) 1 Évaluation d'une usine de démonstration Décision démonstration 2 Étude approvisionnement détaillée 3 Localisation (site, Vallières) 4 Partenaires technologiques potentiels/fournisseurs Choix technologique (décision) 5 PLAN AFFAIRES 01 6 Consultation publique et autochtones 7 Partenaires financiers 8 Partenaires gouvernementaux Pierre Arcand, MRN, Julie Boulet, etc. Finalisation (accords) 9 Finalisation financement VISION2023 L A TUQUE (Agenda Sommaire) 10 Appels d'offres (pré-ingénierie) 11 Contrats 12 Ingénierie détaillée 13 BAPE 14 Construction 15 Démarrage (commissioning/inauguration) Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 PJM