La valorisation agronomique et énergétique de matières organiques par la méthanisation à la ferme

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1 La valorisation agronomique et énergétique de matières organiques par la méthanisation à la ferme Un partenariat à développer entre les agriculteurs et les municipalités

2 Plan de présentation Introduction Description de la technologie Fermes en opération Avantages environnementaux Partenariat agriculteurs / municipalités Potentiel québécois Freins à l implantation au Québec Conclusion

3 Bio-Terre Systems Inc Développeur et ensemblier de technologies de traitement de lisier d animaux avec option d alimenter des matières résiduelles Partenariat de trois firmes canadiennes possédant plus de 50 ans d expérience Co-détenteur de brevets d invention de technologie de traitement anaérobie à basse température Développement du procédé en partenariat avec Agriculture et Agroalimentaire Canada

4 LA TECHNOLOGIE Digestion anaérobie à basse température (15 C à 25 C) Agitation minimale requise Pour une gestion des lisiers liquides sans prétraitement (séparation solides/liquides) Processus bactérien naturel

5 LA TECHNOLOGIE Production de biogaz : 25 à 35 m 3 de biogaz/porc produit Concentration de CH 4 : 60 % à 70 % Réduction du phosphore par décantation naturelle : jusqu'à 50 % Production d'un engrais organique liquide à efficacité comparable à l'engrais minéral Fertilisant naturel sans odeurs ni pathogènes

6 Schéma du procédé

7 Développement de la technologie 10 années d'expérimentation en collaboration avec Agriculture et Agroalimentaire Canada Recherche en cours et à venir : Traitement des carcasses d animaux morts Élimination des pathogènes Efficacité agronomique des effluents Traitement biologique du biogaz Culture énergétique Valorisation de déchets organiques externes à la ferme (déchets de table, boues d abattoir, boues de fosse septique, usine d épuration)

8 Vitrine technologique Ferme Péloquin - Québec Naisseur finisseur porcs produits annuellement

9 Vitrine technologique Ferme Péloquin - Québec En opération depuis bioréacteurs de 165 m 3 & 1 bioréacteur de 450 m 3 Capacité de traitement : m 3 /an Opération d'une bouilloire au biogaz de BTU/h de capacité Chauffage de la pouponnière

10 Vitrine technologique Ferme Saint-Hilaire - Québec Naisseur finisseur porcs produits annuellement

11 Vitrine technologique Ferme Saint-Hilaire - Québec En opération depuis l'automne bioréacteurs de 450 m 3 Capacité de traitement : m 3 /an m 3 CH 4 par année Bouilloire à biogaz de BTU/h Installation d une unité de cogénération de 50 kw tonnes de GES par année

12 Avantages environnementaux Meilleure gestion des nutriments Élimination des odeurs Diminution des pathogènes Diminution des gaz à effet de serre Production d une énergie verte Valorisation des déchets putrescibles

13 Avantages environnementaux Meilleure gestion des nutriments Diminue de 50% le contenu en P du lisier N,P, K balancé pour la majorité des cultures Diminue les surfaces d épandage nécessaire et donc, les distances à parcourir Diminue l utilisation des engrais minéraux Efficacité comparable à des engrais minéraux (Essais au champs 2001: expérience Chantigny)

14 Avantages environnementaux Meilleure gestion des nutriments Sortie et séchage des boues riches en phosphore

15 Avantages environnementaux Élimination des odeurs Assure une meilleure cohabitation avec les voisins Épandage du lisier traité

16 Avantages environnementaux Diminution des pathogènes Réduction des pathogènes suite au traitement: E. Coli 99,96% Salmonelle 95,65% Entérocoques 93,86% **Selon les données de l IRDA du projet CORPAC liquide 2006

17 Diminution des GES Cas d une ferme de porcs produits/an PARAMÈTRES Réduction du CH 4 à l atmosphère Réduction du N 2 O à l atmosphère Remplacement d énergie fossile Remplacement des fertilisants minéraux (N,P 2 O 5,K 2 O) CO 2 Équivalent Jusqu'à tonnes Jusqu'à 350 tonnes Jusqu'à 165 tonnes Jusqu'à 440 tonnes TOTAL = tonnes de CO 2 équivalent

18 Avantages environnementaux Production d énergie verte Valorisation thermique du biogaz et remplacement de propane sur la ferme

19 Production d énergie verte Cas d une ferme de porcs, équipé Ferme d une porcine bouilloire St-Hilaire de Énergie verte disponible annuellement BTU/hre Litres 18% Litres propane disponibles litres propane disponibles Litres 82% Litres pour opération des bioréacteurs litres propane destinés aux chauffage des bioréacteurs

20 Production d énergie verte Ferme St-Hilaire : Mise en place d une unité de cogénération de 50 kw Production d électricité et de chaleur Rentabilisation à l échelle des fermes québécoises (0,06$/KWh) La cogénération

21 Modèle agricole québécois Compétitivité et mondialisation des marchés Fermes de petite taille Fermes éloignées les unes des autres Surplus de phosphore VS importation des engrais minéraux Cohabitation difficile milieux rural/urbain Coût de chauffage à la hausse

22 Gestion des matières résiduelles Problèmes liés aux sites d enfouissement Plan des matières résiduelles (objectif : valorisation de 60% des matières résiduelles putrescibles) Peu de valorisation des matières putrescibles actuellement (7%) Pression du public face aux choix des élus

23 Partenariat agriculteurs/municipalités Méthanisation à la ferme Matières putrescibles de provenances diverses Jusqu à 25% de la charge organique alimentée au bioréacteur (Ontario) Efficacité accrue par le mélange de plusieurs substrats organiques (biogaz)

24 Partenariat agriculteurs/municipalités Méthanisation à la ferme Concept de «tipping-fee» Aide à rentabiliser les systèmes à la ferme Utilisation local des nutriments Énergie verte et possible autosuffisance énergétique

25 Potentiel à la ferme pour les déchets externes Capacité annuelle de réception d une ferme de porcs produits annuellement Déchets de tables : 400 tonnes Boues d abattoirs : 500 tonnes Graisses et huiles usées : 100 tonnes

26 Potentiel énergétique Rendements approximatifs Lisier de porc Lisier bovin Boues d abattoir Résidus de table Gras et graisse 25 m 3 CH 4 /tonne 30 m 3 CH 4 /tonne 100 m 3 CH 4 /tonne 150 m 3 CH 4 /tonne 500 m 3 CH 4 /tonne

27 Valorisation des effluents Effluents liquides : Fertilisation aux champs Effluents solides : Fertilisation aux champs Horticulture (Villes et villages) Autres

28 Potentiel des fermes québécoises Ensemble des fermes Potentiel thermique supérieur à 100 kw th Élevage Nombre de fermes Puissance thermique biogaz Nombre de fermes Puissance thermique biogaz (MW th ) (MW th ) Bovins , ,4 Porcs , ,8 Volailles , ,1 Moutons ,1 0 0 TOTAL , ,3 Source Hydro-Québec 2001

29 Potentiel québécois de méthanisation à la ferme Matière putrescible famille 4 personnes = 715 kg/ année (Recy-Québec) Fermes de taille supérieure à porcs/ an = 350 fermes (Hydro-Québec) Capacité d une ferme de porcs = 400 tonnes (éq. 560 familles) Potentiel de valoriser les déchets de familles annuellement

30 Cas de la ferme St-Hilaire Production de porcs annuellement Potentiel de 400 tonnes de matières putrescibles (2 200 personnes) Population St-Odilon-de-Cranbourne : habitants

31 POTENTIEL DE RÉDUCTION DES GES En tenant compte des fermes pouvant générer 50 kw et plus d énergie Réduction brute en t éq CO 2 /an Québec : jusqu à t éq CO 2 /an Canada : jusqu à t éq CO 2 /an États-Unis : jusqu à t éq CO 2 /an (lisier animal seulement)

32 Freins au développement de la méthanisation au Québec Réglementation non adaptée Aucune prime à la performance pour les agriculteurs Pas de reconnaissance des GES Pas de tarif préférentiel Fermes québécoises de petite taille Grande emphase sur le compostage

33 Producteurs agricoles et municipalités Un partenariat «durable» Valorisation local des matières organiques Stimulant pour l économie régionale Optimisation des ressources (énergie et nutriment) Protection de l environnement Meilleure cohabitation rural/urbain

34 La méthanisation à la ferme Gestion durable et optimale des ressources Une opportunité pour les municipalités d assurer un leadership dans l économie de la valorisation des matières résiduelles au Québec

35 Nos partenaires Agriculture et Agroalimentaire Canada Environnement Canada Développement économique Canada

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