Consultants en développement de produits et services éco énergétiques

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1 T , avenue du Mont-Royal Est, Montréal, QC. H1Y 3L2 Consultants en développement de produits et services éco énergétiques POTENTIEL TECHNICO-ÉCONOMIQUE D ÉCONOMIES DES COMBUSTIBLES ET DES CARBURANTS UTILISÉS EN INDUSTRIE VERSION FINALE À l intention de l Agence de l efficacité énergétique du Québec AEE-18, Document 1.1

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3 AVANT PROPOS Nous remercions les personnes suivantes pour leur précieuse collaboration : Antoine Baril directeur Cascades Énergie Benoît Légaré, ing. Agence de l efficacité énergétique Cécile Michoux Responsable en efficacité énergétique et en environnement - QIT Christine Dubois ALCOA Dany Normand, ing.f., M.Sc. - FPInnovations - Division Forintek Éric Émond directeur adjoint Cascades Énergie Gaétan Noël, ing. Président - Pragmathic Gill Champoux, ing. - Direction efficacité énergétique - Hydro-Québec Gilles Couture - AcelorMittal - Mines Jean-Denis Champoux, ing. - Direction efficacité énergétique, Hydro-Québec Jean Lavoie, ing. - AccelorMittal Contrecoeur Jean Maltais - Directeur adjoint Foresterie - CIFQ Jean Pierre Côté - AcelorMittal - Mines M. Fortier Ciment Lafarge Martin Gobeil Rio Tinto Alcan Mathieu Roy Rio Tinto Alcan Michel Garant COREM Pierre Thibeault Association minière du Québec Pierre Vézina - CIFQ Marcel Laflamme, ing. CANMET Mine laboratoire Mustapha Kessal - Directeur Énergie, Environnement et Services Techniques - Ciment Québec Normand Brais Brais & Malouin & associés Raymond Therrien Chargé de comptes pâtes et papiers Hydro-Québec Richard Ringuette Combustion expert inc. Roland Jolin, ing. Mines Raglan Xstrata Simon Gadoury Conseiller en changements climatiques SSE - Métal Primaire, Amérique du Nord- Rio Tinto Alcan Nous tenons également à remercier le personnel de l Agence de l efficacité énergétique pour leur contribution à la validation de cette analyse. III

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5 SOMMAIRE À LA DIRECTION Le potentiel technico-économique (PTÉ) des combustibles et des carburants utilisés dans l industrie a été évalué pour les années 2015 à Les produits visés étaient le charbon, le diesel, le mazout léger, le mazout lourd, le propane, le butane et le coke de pétrole. L évaluation a été réalisée pour trois scénarios de coûts évités basés sur les projections du prix de chacun des combustibles et carburants établies par Génivar 1 en 2009 pour le compte de l Agence. 1. Un scénario conservateur : un coût évité basé sur le prix de référence sans externalités. 2. Un scénario modéré : un coût évité basé sur le prix de référence avec externalités et prix du carbone de référence. 3. Un scénario agressif : Pour les produits pétroliers : un coût évité basé sur le prix élevé sans externalités. Pour le charbon : un coût évité basé sur le prix élevé avec externalités et prix du carbone élevé. Un potentiel technique a d abord été établi. Ce potentiel considère l ensemble des mesures d économies d énergie techniquement réalisables. Le PTÉ est la part du potentiel technique dont les mesures présentent des coûts unitaires inférieurs aux coûts évités. Le scénario modéré pour les produits pétroliers et ceux modéré et agressif pour le charbon incluent les externalités 2 de sorte que leur potentiel technico-économique considère en plus du test du coût total en ressources (TCTR), le test du coût social (TCS). Le tableau suivant résume, pour les années 2015 et 2020, les consommations annuelles de référence utilisées pour l évaluation des potentiels et les résultats obtenus : le potentiel technique et technico-économique selon les scénarios conservateur modéré et agressif et les investissements requis pour l implantation des mesures d économies d énergie en dollar constant Produits pétroliers Charbon TJ TJ TJ TJ Consommation annuelle Consommation annuelle Potentiel technique Potentiel technique Potentiel technico-économique Potentiel technico-économique Conservateur Conservateur Modéré Modéré Agressif Agressif ktep ktep ktep ktep Consommation annuelle Consommation annuelle Potentiel technique 541,4 578,6 Potentiel technique 103,5 108,8 Potentiel technico-économique Potentiel technico-économique Conservateur 476,5 508,8 Conservateur 2,9 3,1 Modéré 476,5 508,8 Modéré 35,7 37,5 Agressif 486,8 520,0 Agressif 35,7 37,5 Investissements M$ M$ Investissements M$ M$ Potentiel technique 1 335,0 $ 1 440,2 $ Potentiel technique 496,1 $ 521,4 $ Potentiel technico-économique Potentiel technico-économique Conservateur 1 131,1 $ 1 219,1 $ Conservateur 4,5 $ 4,7 $ Modéré 1 131,1 $ 1 219,2 $ Modéré 164,1 $ 172,4 $ Agressif 1 187,0 $ 1 280,1 $ Agressif 164,1 $ 172,4 $ 1 Projection des coûts évités et des prix de détail des principaux carburants et combustibles au Québec Génivar - Rapport final produit pour l Agence de l efficacité énergétique, avril Ces scénarios tiennent compte de deux types d externalités pouvant être quantifiées monétairement, soit les émissions de gaz à effet de serre (GES) (CO 2, CH 4 et N 2O) et les principaux contaminants atmosphériques (PCA) (SO 2 et NO x). 2

6 La différence des économies du PTÉ entre le scénario modéré et le scénario conservateur montre l impact suivant obtenu par le TCS : Avec l ajout au coût évité d un coût de référence moyen de 3,74 $/t de CO 2, en dollar constant 2010 au cours des 30 prochaines années, le PTÉ : o o n est pas modifié pour les produits pétroliers augmente de 122 à TJ à l horizon 2015 pour le charbon. L augmentation du PTÉ pour le charbon s explique par son faible prix de référence comparé à ceux des produits pétroliers. Lorsqu on y ajoute le coût des externalités, l impact sur les économies du PTÉ devient important. Toutefois, il n y a pas de modification du potentiel pour le charbon entre le scénario modéré avec externalités à 3,74 $ la tonne de carbone et le scénario agressif à 6,50$ la tonne de carbone. Les mesures d économies non rentables pour le scénario modéré demeurent encore trop coûteuses pour être rentables avec le scénario agressif. Les économies du PTÉ sont constituées, pour le scénario agressif , à : 84 % d économies provenant des mesures d efficacité énergétique (sans substitution par d autres formes d énergie) ; 5,5 % de la substitution du diesel par de l hydrogène ; 4 % de l utilisation du biodiesel plutôt que le diesel ; 2,7 % de la substitution des combustibles fossiles par des matières résiduaires ou des gaz de méthanisation de déchets domestiques ; 4 % de l utilisation de l énergie éolienne pour générer de l électricité en appoint à des groupes électrogènes fonctionnant au diesel, des véhicules utilitaires et de la machinerie hybrides ou électriques «branchables» et finalement de l utilisation de capteurs solaires et de murs solaires. Les mesures les plus populaires se regroupent dans les catégories suivantes présentées ici pour le PTÉ, scénario agressif Catégories de mesures % du PTÉ Optimisation de l'usage des combustibles (procédés) 27,6% Optimisation ou remplacement des chaudière, générateurs d'air chaud et réseaux de distribution de vapeur et d'eau chaude 15,9% Implantation de système de gestion d'énergie 8,7% Utilisation de véhicules et de machinerie à pile à combustible 8,7% Véhicules et machineries hybrides ou électriques 6,8% Intégration des procédés et récupération de chaleur 6,7% Optimisation des fours de procédé 5,3% Optimisation du contrôle des procédés 5,1% Gestion de la machinerie de production 4,6% Utilisation du biodiesel 4,0% Utilisation de capteurs et de murs solaires 1,9% Optimisation énergétique des bâtiments 1,3% Remplacement des chariots élévateurs au propane par chariots électriques branchables 0,3% 3 Les résultats du PTÉ de tous les scénarios pour 2015 et 2020 sont présentés en détail dans ce document. Nous nous limitons ici au scénario agressif 2015, le plus représentatif car regroupant le plus grand nombre de mesures d économies d énergie. 3

7 Les plus grands gisements du PTÉ se situent dans les sous-secteurs industriels suivants présentés ici pour le PTÉ selon le scénario agressif PTÉ SCIAN Sous-secteurs industriel % du PTÉ Agressif 322 Pâtes et papiers ,5% 21 Mines souterraines ,7% 113 Exploitation forestière ,3% 21 Mines à ciel ouvert ,2% 324 Produits pétroliers raffinés ,9% 3273 Ciment ,8% 3313 Aluminium ,1% Autres sous-secteurs industriels ,0% 325 Chimie et engrais 49 0,2% Métaux non-fereux et fonderie 39 0,2% Fer et acier 18 0,1% Total % Les combustibles et carburants visés contribuent au PTÉ, scénario agressif en 2015, selon la distribution présentée dans le tableau suivant. Le butane et le mazout à poêle présentent des consommations trop marginales pour être évalués. Le coke de pétrole n a pas été évalué car il est davantage utilisé pour des raisons chimiques qu énergétiques. Combustibles et carburants % du PTÉ global lourd 56,8% Diesel 25,8% Charbon 6,8% léger 5,4% Propane 5,2% 4

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9 TABLE DES MATIÈRES 1 INTRODUCTION LE MARCHÉ INDUSTRIEL La consommation des combustibles et des carburants Consommations de référence Les établissements industriels USAGES DES COMBUSTIBLES ET DES CARBURANTS Exploitation forestière (SCIAN 113) Extraction minière et de pétrole et de gaz (SCIAN 21) Ciment (SCIAN 3273) Pâtes et papiers (SCIAN 322) Fer et acier (SCIAN ) Production et transformation d alumine et d aluminium (SCIAN 3313) Production et transformation de métaux non ferreux sauf l aluminium (SCIAN ) Produits pétroliers raffinés (SCIAN 324) Produits chimiques et engrais (SCIAN 325) Autres sous-secteurs industriels Perspectives globales de consommation des combustibles et des carburants POTENTIEL TECHNIQUE Méthode d évaluation Mesures et technologies évaluées...37 Exploitation forestière (SCIAN 113)...38 Extraction minière, de pétrole et de gaz (SCIAN 21)...38 Mines souterraines...38 Mines à ciel ouvert...38 Ciment (SCIAN 3173)...39 Pâtes et papiers (SCIAN 322)...39 Production et transformation d alumine et d aluminium (SCIAN 3313)...39 Production de fer et d acier (SCIAN )...40 Production et transformation de métaux non ferreux (sauf aluminium) (SCIAN 3214) et fonderie (SCIAN 3215)...40 Produits pétroliers raffinés (SCIAN 324)...40 Produits chimiques et engrais (SCIAN 325)...40 Autres fabrications...41 Mesures touchant les combustibles et les carburants non évaluées...41 Mesures non considérées liées à l utilisation de la biomasse Potentiel technique des différents combustibles et carburants POTENTIEL TECHNICO-ECONOMIQUE Scénarios de coûts évités Potentiel technico-économique

10 5.3 Test du coût social Caractéristiques des économies du potentiel technico-économique Meilleurs gisements du potentiel selon les principales catégories de mesures Meilleurs gisements du potentiel selon les secteurs industriels Liste des mesures du potentiel technico-économique Tests de sensibilité CONCLUSION BIBLIOGRAPHIE ANNEXE 1 CONSOMMATION 2007 SELON STATISTIQUES CANADA ANNEXE 2 CONSOMMATION 2007 DE STATISTIQUE CANADA RÉAJUSTÉE ANNEXE 3 CONSOMMATION DE RÉFÉRENCE ANNEXE 4 - CONSOMMATION DE RÉFÉRENCE ANNEXE 5 MESURES ET TECHNOLOGIES D ÉCONOMIES DE COMBUSTIBLES ET DE CARBURANTS Exploitation forestière (SCIAN 113)...68 Extraction minière, de pétrole et de gaz...69 Mines souterraines...69 Mines à ciel ouvert...74 Ciment (SCIAN 3173)...78 Pâtes et papiers (SCIAN 322)...82 Production et transformation d alumine et d aluminium (SCIAN 3313)...87 Production de fer et d acier (SCIAN )...92 Production et transformation de métaux non ferreux (sauf aluminium) (SCIAN 3214) et fonderie (SCIAN 3215)...93 Produits pétroliers raffinés (SCIAN 324)...96 Produits chimiques et engrais (SCIAN 325)...99 Autres fabrications Mesures concernant le transfert vers la biomasse ANNEXE 6 PRIX DES COMBUSTIBLES ET DES CARBURANTS ANNEXE 7 POTENTIEL TECHNICO-ÉCONOMIQUE SCÉNARIO CONSERVATEUR ANNEXE 8 POTENTIEL TECHNICO-ÉCONOMIQUE SCÉNARIO MODÉRÉ ANNEXE 9 POTENTIEL TECHNICO-ÉCONOMIQUE SCÉNARIO AGRESSIF ANNEXE 10 MESURES DU POTENTIEL TECHNICO-ÉCONOMIQUE 2015 ET ANNEXE 11 POTENTIEL TECHNICO-ÉCONOMIQUE 2015 ET 2020 POUR LES DIFFÉRENTES CATÉGORIES DE MESURES ANNEXE 12 - FACTEURS DE CONVERSION ANNEXE 13 SOURCE DES DONNÉES DE CONSOMMATION

11 TABLE DES ILLUSTRATIONS Tableau 2.1 : Figure 2.2 : Prévision de la croissance de la consommation énergétique...16 Évolution de la consommation énergétique pour les produits visés en fonction des sous-secteurs industriels Tableau 2.3 : Établissements industriels au Québec en Tableau 3.1 : Établissements du sous-secteur industriel de l exploitation forestière SCIAN 113 en Tableau 3.2 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur de l exploitation forestière en 2010 et en Tableau 3.3 : Établissements du sous-secteur industriel exploitation forestière SCIAN 21 en Tableau 3.4 : Tableau 3.5 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur de l exploitation minière et de pétrole et de gaz pour Consommations énergétiques annuelles d énergie du sous-secteur de l exploitation minière et de pétrole et de gaz pour Tableau 3.6 : Établissements du sous-secteur ciment SCIAN Tableau 3.7 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur du ciment pour 2010 et Tableau 3.8 : Établissements du sous-secteur des pâtes et papiers SCIAN 322 en Tableau 3.9 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur des pâtes et papiers pour 2010 et Tableau 3.10 : Établissements du sous-secteur fer et acier (SCIAN )...26 Tableau 3.11 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur du fer et de l acier en 2010 e Tableau 3.12 : Établissements du sous-secteur production et transformation d alumine et d aluminium (SCIAN 3313)...27 Tableau 3.13 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur de la production et de la transformation d alumine et d aluminium pour 2010 et Tableau 3.14 : Établissements du sous-secteur de la production et la transformation de métaux non-ferreux sauf l aluminium (SCIAN )...29 Tableau 3.15 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur de la production et de la transformation des métaux non ferreux sauf l aluminium pour 2010 et Tableau 3.16 : Établissements du sous-secteur des produits pétroliers raffinés (SCIAN 324)...30 Tableau 3.17 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur des produits pétroliers raffinés pour 2010 et Tableau 3.18 : Établissements du sous-secteur des produits chimiques et engrais (SCIAN 325)...32 Tableau 3.19 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur des produits chimiques et des engrais pour 2010 et Tableau 3.20 : Établissements des autres sous-secteurs industriels Tableau 3.21 : Consommations annuelles d énergie des autres sous-secteurs pour 2010 et Figure 3.22 : Tableau 4.1 : Tableau 4.2 : Consommations annuelles d énergie et intensités énergétiques annuelles des autres soussecteurs industriels en Consommation et potentiel technique selon les types de combustibles et de carburants exprimés en TJ...42 Consommation et potentiel technique selon les types de combustibles et de carburants exprimés en ktep

12 Tableau 4.3 : Figure 5.1 : Figure 5.2 : Tableau 5.3 : Consommation et potentiel technique selon les types de combustibles et de carburants exprimés en unité naturelles...43 Coûts des externalités...45 Prix des combustibles et des carburants utilisés pour représenter les coûts évités en dollars constants de 2010 pour la période Potentiel technico-économique exprimé en TJ...47 Tableau 5.4 : Potentiel technico-économique exprimé en Mtep...47 Tableau 5.5 : Tableau 5.6 : Ventilation du potentiel technico-économique selon les natures de la substitution par d autres formes d énergie...51 Potentiel technico-économique annuel à l horizon 2015 des différentes catégories de mesures pour les produits pétroliers Scénario agressif...52 Tableau 5.7 : Potentiel technico-économique 2015 des différentes catégories de mesures pour le charbon Scénario agressif...53 Tableau 5.8 : Tableau 5.9 : Potentiel technico-économique 2015 des différentes catégories de mesures pour les produits pétroliers et le charbon Scénario agressif...54 Potentiel technico-économique 2015 pour les produits pétroliers en fonction de la variation des coûts d investissement et d exploitation...55 Tableau 5.10 : Potentiel technico-économique 2015 pour le charbon en fonction de la variation des coûts d investissement et d exploitation...55 Tableau 5.11 : Potentiel technico-économique 2015 pour les produits pétroliers en fonction de la variation du taux d actualisation nominal...56 Tableau 5.12 : Potentiel technico-économique 2015 pour le charbon en fonction de la variation du taux d actualisation nominal...56 Tableau 6.1 : Sommaire du potentiel technique, du potentiel technico-économique et des investissements

13 GLOSSAIRE Cémentation : procédé de métallurgie servant à durcir les aciers par ajout superficiel de carbone, avant une trempe superficielle. Clinker : le clinker est un constituant du ciment, qui résulte de la cuisson d un mélange composé d environ 75 % de calcaire et de 25 % de silice. Cette cuisson, la clinkérisation, se fait à une température d environ 1450 C. Gazéification : procédé qui permet de convertir des matières carbonées, comme le charbon, le pétrole, ou de la biomasse, en monoxyde de carbone et en hydrogène par réaction de la matière première avec une quantité contrôlée d oxygène à des températures très élevées. Le mélange carboné obtenu, appelé syngaz (gaz synthétique), est lui-même un carburant. La gazéification est une méthode très efficace pour l extraction d énergie à partir des différents types de matières organiques, et trouve également des applications dans l élimination des déchets verts. Mesure comportementale : mesure d efficacité énergétique faisant appel au comportement des usagers. Mesure de devancement : mesure d efficacité énergétique implantée en cours de vie utile de l équipement, du système ou du procédé. Concrètement, il s agit d une modernisation ou de l ajout d équipements qui permet à un système ou un procédé d être plus efficace. Mesure de remplacement : mesure d efficacité énergétique qui consiste à remplacer un équipement, un système ou un procédé au terme de sa vie utile par un autre dont l efficacité est supérieure à l efficacité courante. Méthanisation : processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d oxygène. La matière organique dégradée se retrouve principalement sous la forme de biogaz (à plus de 90 %). Le reste est utilisé pour la croissance et la maintenance des micro-organismes. Pyrolyse : décomposition chimique obtenue par la chaleur. Réduction du fer : procédé qui consiste à transformer le minerai de fer sous forme de boulettes par un gaz produit à partir de l oxydo-réduction avec le gaz naturel ou le charbon. Une réaction d oxydo-réduction est une réaction chimique au cours de laquelle se produit un transfert d électrons. L espèce chimique qui capte les électrons est appelée «oxydant» ; celle qui les cède, «réducteur». Les réactions d oxydo-réductions constituent une grande famille comprenant de nombreuses réactions chimiques, puisqu elles interviennent dans les combustions, certains dosages métallurgiques, la corrosion des métaux, l électrochimie ou la respiration cellulaire. Traitement anaérobique : traitement qui met en œuvre des organismes se développant en l absence d oxygène. Cette technique à l avantage de produire peu de boue et du méthane utilisable à des fins énergétiques. Elle nécessite des températures élevées (35 à 55 c) 10

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15 1 INTRODUCTION Cette évaluation a pour objectif d établir le potentiel technico-économique (PTÉ) du charbon et des produits pétroliers (diesel, mazout léger et lourd, propane, butane et coke pétrolier) utilisés dans le marché industriel aux horizons 2015 et Le chapitre 2 présente les caractéristiques de consommation des combustibles et des carburants du marché industriel visés par cette évaluation et les prévisions de croissance de cette consommation pour les années 2015 et L évaluation de la consommation des sous-secteurs industriels est basée sur la dernière évaluation de Statistique Canada réalisée en Elle est extrapolée en fonction de la croissance économique pour obtenir les prévisions des consommations énergétiques en 2015 et Le chapitre 3 présente les usages et les consommations des combustibles et des carburants pour les soussecteurs industriels adoptés par Statistique Canada dans ses études portant sur la disponibilité et l écoulement d énergie : l exploitation forestière, l extraction minière et de pétrole et de gaz, le ciment, les pâtes et papiers, le fer et l acier, la production et la transformation de l aluminium, les métaux non ferreux sauf l aluminium, les produits chimiques et les engrais, le charbon et le pétrole et finalement toutes les autres industries. Les usages et les consommations des combustibles et des carburants sont présentés selon les soussecteurs industriels déjà cités. Ces données sont extraites des études de Statistique Canada, de la littérature technique et des informations obtenues des grands consommateurs industriels et des associations industrielles. Le chapitre 4 présente les résultats de l évaluation du potentiel technique. Cette évaluation est basée sur une liste de mesures et de technologies spécifiques à chacun des sous-secteurs industriels visés. Le PTÉ pour les années 2015 et 2020 est présenté au chapitre 5. Il est évalué en fonction de trois scénarios de coûts évités à l aide du test du coût total en ressources (TCTR) et du test du coût social (TCS) dans le cas des scénarios de coûts évités avec externalités. La conclusion présente les grandes lignes de l évaluation et les limites de sa portée. La description des mesures et les données détaillées de l évaluation du PTÉ, y incluant les intrants de l analyse, sont présentées en annexe. 12

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17 2 LE MARCHÉ INDUSTRIEL Le marché industriel est caractérisé ici en fonction de sa consommation de combustibles et de carburants et par la nature des industries qui le composent. Pour les besoins de cette évaluation, le marché industriel (SCIAN 3XXX) a été regroupé avec l exploitation forestière (SCIAN 113) et l extraction minière de pétrole et de gaz (SCIAN 21). 2.1 La consommation des combustibles et des carburants Les formes d énergies visées par cette évaluation comprenaient : le charbon, le coke de pétrole, le propane, le diesel, le mazout léger n o 2, le mazout lourd n o 6, le coke pétrolier et autres combustibles tels que le butane, l huile à poêle et l huile usée. Les plus récentes données de consommation de combustibles et de carburants, ventilées par secteur industriel pour le Québec, ont été publiées en 2007 par Statistique Canada dans son Bulletin sur la disponibilité et l écoulement d énergie au Canada. Le sommaire des données est présenté à l annexe 1. La consommation totale des secteurs industriels de fabrication, incluant l exploitation minière et de pétrole et de gaz, était évaluée à TJ (12,39 Mtep) en 2007 pour toutes les formes d énergie, dont TJ (1,58 Mtep) pour les carburants et les combustibles visés, ce qui inclut le charbon et exclut le gaz naturel et l électricité. Or, certaines données de Statistique Canada sont confidentielles, particulièrement pour les combustibles et les carburants visés. Cela explique les écarts entre les grands totaux fournis par Statistique Canada et les sommes individuelles de la valeur de l énergie par combustible et par carburant ou par sous-secteur industriel. Ces données de Statistique Canada ont été complétées et mises à jour afin d obtenir un portrait plus réaliste de la consommation de combustibles et de carburants. Le tableau de consommation résultant est présenté à l annexe 2. Les données initiales de Statistique Canada ont été modifiées comme suit : 1. Les données confidentielles pour lesquelles la consommation de combustibles et de carburants pourrait être négligeable ont été caractérisées par zéro (0,0 dans le tableau). Par exemple, les données de consommation de coke pétrolier dans le sous-secteur des pâtes et papier étaient indiquées comme confidentielles. Or, le Conseil de l industrie forestière du Québec (CIFQ) nous mentionne que cette consommation est à peu près inexistante, voire nulle. 2. Les données confidentielles pour lesquelles nous sommes certains que la consommation de combustibles et de carburants est nulle ont été simplement effacées. Par exemple, les données de consommation de charbon dans le sous-secteur des pâtes et papier étaient indiquées comme confidentielles. Or, la CIFQ nous mentionne également qu il n y a plus de charbon consommé par l industrie des pâtes et papiers. 3. Certaines données confidentielles ou absentes ont été extrapolées de données canadiennes en fonction des tonnages produits au Québec par rapport à ceux produits au Canada. C est le cas pour le sous-secteur de l aluminium, métal primaire. 4. Dans d autres cas, les données de Statistique Canada étaient soit incomplètes ou en deçà des valeurs de consommation fournies par les usagers. Elles ont alors été ajustées à la hausse. C est le cas pour les mines, secteur pour lequel des ajustements ont été effectués à l aide des données fournies par l Association minière du Québec ainsi que dans d autres secteurs à partir de données fournies par de grands consommateurs de combustibles. 5. Dans certains cas où les volumes de production et les consommations spécifiques de procédés sont connus, les consommations ont été ajustées. C est le cas pour la consommation de charbon dans les cimenteries, de même que pour le coke dans la fabrication du fer et de l acier. 6. La consommation du sous-secteur de l exploitation forestière a été ajoutée. Les données sont tirées du Bulletin sur la disponibilité et l écoulement d énergie au Canada de

18 Ces précisions et ajustements apportés aux données de Statistique Canada portent la consommation de référence de 2007 établie à TJ (1,800 Mtep) pour les produits et sous-secteurs industriels visés. À moins de procéder à des relevés usine par usine, il est peu probable qu une plus grande précision soit atteinte par la corrélation de diverses statistiques. De plus, la consommation des combustibles et des carburants est également une donnée tenue confidentielle par plusieurs usines et associations industrielles. Il est à noter que certains combustibles comme le coke et le charbon, inscrits dans des cases colorées du tableau, ne sont pas totalement utilisés somme des combustibles énergétiques. Dans certains cas, ils sont utilisés comme des apports de carbones à la réaction chimique. 2.2 Consommations de référence Le PTÉ doit être évalué pour les horizons 2015 et 2020 sur la base des coûts d investissement et d exploitation en dollar constant de Les consommations de combustibles et de carburants de Statistique Canada ajustées pour 2007 ont donc été extrapolées dans le but d établir la consommation énergétique de l année de référence 2010 et les années 2015 et 2020 et ceci par sous-secteur industriel. Les prévisions de croissance de la demande des combustibles et des carburants sont extrapolées, pour la période de 2007 à 2010, sur les mêmes bases que les prévisions de la demande d énergie d Hydro- Québec 4 pour le secteur industriel et elles sont ensuite complétées des données réelles de consommation de combustibles et de carburants fournies par des associations industrielles. Ces données reflètent le ralentissement économique vécu au cours des dernières années. Pour la période de 2010 à 2015, les prévisions sont basées les taux annuels moyens de la prévision de l évolution de la demande en hydrocarbures entre 2001 et 2016 pour le secteur industriel au Québec. 5 Ces mêmes taux annuels de croissance ont été utilisés pour la période 2016 à La consommation énergétique annuelle des produits visés 6 par cette évaluation atteindrait, compte tenu de la croissance de l industrie et de la réduction naturelle de l intensité énergétique généralement observée dans l industrie depuis les années 90 : TJ (1,671 Mtep) pour l année de référence TJ (1,864 Mtep) pour l année TJ (2,021 Mtep) pour l année 2020 Les produits pétroliers visés 7 représentent la plus grande part de la consommation : TJ (1,515 Mtep) pour l année de référence TJ (1,700 Mtep) pour l année TJ (1,847 Mtep) pour l année 2020 La consommation de charbon est marginale dans le bilan de la consommation industrielle : TJ (0,156 Mtep) pour l année TJ (0,164 Mtep) pour l année La prévision de la demande 2010 d Hydro-Québec Distribution - Jacques Fontaine, Consultant en énergie 2009 Document présenté à la Régie de l énergie. 5 Évolution de la demande d énergie au Québec 2001 à 2016 MRNF Québec Les produits visés incluent les produits pétroliers (diesel, mazout lourd, mazout léger, propane, butane, huile à poêle et coke de pétrole et le charbon. L électricité, le gaz naturel et la vapeur sont exclus des produits visés. 7 Les produits pétroliers visés excluent le charbon 15

19 7 269 (0,173 Mtep) pour l année 2020 Les tableaux présentés aux annexes 3, 4 et 5 présentent les consommations énergétiques des combustibles et des carburants extrapolées pour 2010, 2015 et Le tableau suivant présente les pourcentages annuels de croissance utilisés pour extrapoler la consommation de référence pour la période 2007 à Tableau 2.1 : Prévision de la croissance de la consommation énergétique Prévision de croissance annuelle de la consommation Sous-secteurs SCIAN %/an %/an %/an Exploitation forestière 113-5,7% 0,8% 0,8% Extraction minière et de pétrole et de gaz 21 1,8% 4,0% 2,0% Pâtes et papiers 322-5,7% 0,8% 0,8% Production et transformation d'alumine et d'aluminium Production et transformation de métaux non ferreux (sauf l'aluminium) ,6% 3,1% 3,1% ,8% 3,1% 3,1% Fer et acier ,1% 3,1% 3,1% Ciment ,0% 1,0% 1,0% Produits pétroliers raffinés 324-3,3% 0,6% 0,6% Produits chimiques et engrais 325-6,9% 1,2% 1,2% Autres fabrication -5,9% 2,4% 2,4% Les sous-secteurs de l exploitation forestière, des pâtes et papiers, des produits chimiques et engrais et de la transformation des métaux non ferreux, sauf l aluminium, ont souffert du ralentissement économique durant la période 2007 à Leur demande énergétique a donc connu un ralentissement marqué. Toutefois, leur croissance et leur demande en énergie devraient se rétablir graduellement selon l évolution de la croissance prévue par l étude du MRNF précédemment citée. L extraction minière et de pétrole et de gaz et les sous-secteurs de la transformation des métaux (aluminium, fer et acier, cuivre, zinc ) devraient reprendre leur croissance et celle de leur demande énergique au cours de la période 2011 à La figure de la page suivante montre l évolution de la consommation des produits visés pour la période 2007 à

20 Figure 2.2 : Évolution de la consommation énergétique pour les produits visés en fonction des sous-secteurs industriels Consommation des sous-secteurs E xploitation forestière (113) Fer et acier ( ) P roduits chimiques et engrais (325) Extraction minière et de pétrole et de gaz (SCIAN 21) Pâtes et papiers (SCIAN 322) Production et transformation d'alumine et d'aluminium (SCIAN 3313) Autres fabrications Ciment (SCIAN 3273) Produits pétroliers raffinés (SCIAN 324) Exploitation forestière (SCIAN 113) Fer et acier (SCIAN ) Produits chimiques et engrais (SCIAN 325) Production et transformation de métaux non ferreux (sauf l'aluminium) (SCIAN ) 2.3 Les établissements industriels Le Québec compte quelque établissements 8 répartis dans 21 secteurs industriels (SCIAN 31 à 33), dans le sous-secteur des mines et carrières (SCIAN 21) et dans le sous-secteur de l exploitation forestière (SCIAN 113). Ces établissements se regroupent en : 200 grands établissements très énergivores. Ces établissements se retrouvent pour la plupart dans le marché du tarif L d Hydro-Québec. Environ moyens établissements ayant une consommation énergétique importante. Ces établissements se retrouvent pour la plupart dans le marché au tarif M d Hydro-Québec. Environ petits établissements faibles consommateurs d énergie. Le tableau 2.3 qui suit présente la ventilation des établissements par sous-secteur industriel, selon leur taille. 8 Statistiques principales de l'activité totale pour le secteur de la fabrication, par sous-secteurs du SCIAN, Québec (15 janvier 2010) 17

21 Tableau 2.3 : Établissements industriels au Québec en 2010 Sous-secteurs Nb total d'établissements Grands (1) Moyens (2) Petits Les relevés de consommation énergétique de Statistique Canada que nous utilisons ventilent les consommations de combustibles de carburants par sous-secteurs industriels ou par regroupement de sous-secteurs industriels. Les sous-secteurs retenus par Statistique Canada sont : 113 Exploitation forestière Mines et carrières Ciment Pâtes et papiers (sauf transformation du papier) Fer et acier Production et transformation d'aluminium et d'alumine Production et transformation de métaux non-ferreux Charbon et pétrole Produits chimiques Autres sous-secteurs Grand total Grand total manufacturier SCIAN (1) Grands établissements industriels associables au tartif L d'hydro-québec (2) Établissements industriels associables au tarif M d'hydro-québec Des sous-secteurs spécifiques : exploitation forestière (SCIAN-113), extraction minière et de pétrole et de gaz (SCIAN 21), ciment (SCIAN 3273), pâtes et papiers (SCIAN-322), fer et acier (SCIAN ), production et transformation d alumine et d aluminium (SCIAN-3313), production et transformation de métaux non ferreux (sauf l aluminium) (SCIAN ), produits pétroliers raffinés (SCIAN-324) et produits chimiques et engrais (SCIAN-325) Tous les autres sous-secteurs industriels regroupés Le groupe des sous-secteurs spécifiques consomme 9 pour l année de référence 2010, TJ de combustibles et carburants visés et compte 480 établissements importants (136 grandes usines et 344 moyennes usines). La consommation moyenne, basée sur la grande et la moyenne industrie, s établirait à 117 TJ par établissement. Tous les autres secteurs industriels consomment TJ et comptent établissements importants (64 grandes usines et moyennes usines). La consommation moyenne, basée sur la grande et la moyenne industrie, s établirait à 4,2 TJ par établissement. 9 Basé sur la consommation énergétique

22 (page blanche) 19

23 3 USAGES DES COMBUSTIBLES ET DES CARBURANTS Dans cette section, la consommation des combustibles et carburants visés est répartie par sous-secteur industriel selon le bilan de consommation 2007 établi par Statistiques Canada. La consommation d énergie est ajustée et extrapolée pour les périodes visées et ventilée par usage. 3.1 Exploitation forestière (SCIAN 113) Le sous-secteur de l exploitation forestière (SCIAN 113) compte établissements, dont 11 grandes et moyennes entreprises. 10 Tableau 3.1 : Établissements du sous-secteur industriel de l exploitation forestière SCIAN 113 en 2010 Sous-secteur Nb total d'établissements Grands (1) Moyens (2) Le sous-secteur de l exploitation forestière (SCIAN 113) utilise le diesel pour l alimentation des véhicules hors route constitués essentiellement de machines forestières. L usage du mazout lourd identifié par Statistique Canada pour ce sous-secteur n a pas pu être repéré. La consommation d essence et d huile pour les scies à chaîne et autres outils portables est inconnue et serait marginale par rapport à la consommation de diesel. Le transport forestier est assuré en totalité par des camions immatriculés 11, donc leur consommation énergétique est considérée dans la consommation du secteur des transports pour les véhicules routiers plutôt que dans le secteur de l exploitation forestière. Le tableau qui suit présente la consommation du secteur selon les usages. Petits 113 Exploitation forestière (1) Grands établissements industriels associables au tartif L d'hydro-québec (2) Établissements industriels associables au tarif M d'hydro-québec Tableau 3.2 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur de l exploitation forestière en 2010 et en 2015 Consommation annuelle : 2010 Exploitation forestière (SCIAN 113) Machines de production - Diesel TJ ML lourd 168 4,0 ML Total toutes sources Total combustibles et carburants visés Consommation annuelle : 2015 Exploitation forestière TJ (SCIAN 113) Machines de production - Diesel ktep ML lourd 175 4,2 ML Total toutes sources Total combustibles et carburants visés Unités naturelles Unités naturelles ktep 10 Statistiques principales de l'activité totale pour le secteur de la fabrication, par sous-secteur du SCIAN, Québec (15 janvier 2010) 11 Selon la CIFQ, tous les camions affectés au transport du bois en forêt sont immatriculés. 20

24 La consommation énergétique des produits visés par le sous-secteur de l exploitation forestière connaît une très légère croissance entre 2010 et 2015, passant de TJ (98 ktep) à 4284 TJ (102 ktep). En 2020, cette consommation atteindrait TJ (107 ktep). Considérant l ensemble des établissements de ce sous-secteur, l intensité énergétique annuelle pour les produits visés est de 2,6 TJ par établissement. 3.2 Extraction minière et de pétrole et de gaz (SCIAN 21) Le sous-secteur industriel de l extraction minière et de pétrole et de gaz (SCIAN 21) compte 435 établissements, dont 43 grands et moyens établissements. Tableau 3.3 : Établissements du sous-secteur industriel exploitation forestière SCIAN 21 en 2010 Sous-secteur 21 Extraction minière, de pétrole et de gaz Nb total d'établissements Grands (1) Moyens (2) Petits (1) Grands établissements industriels associables au tartif L d'hydro-québec (2) Établissements industriels associables au tarif M d'hydro-québec Le secteur de l extraction minière et de pétrole et de gaz (SCIAN 21) utilise les combustibles et les carburants suivants : Pour les mines souterraines : 1. Le diesel est consommé par la machinerie de production et les véhicules utilitaires utilisés sous terre. La consommation de diesel se partage à parts égales entre les équipements de production et les équipements utilitaires 12. Le diesel est utilisé en abondance dans quelques mines non raccordées au réseau électrique pour produire de l électricité par groupes électrogènes. Le diesel est également consommé par deux lignes de trains pour le transport du minerai sur la Côte-Nord. 2. Le propane est utilisé pour le chauffage des mines et des espaces des bâtiments par les mines non raccordées au réseau de gaz. 3. Le mazout léger est utilisé pour le chauffage des bâtiments et pour la production de vapeur pour le séchage du minerai. Pour les mines à ciel ouvert : 1. La machinerie de production et les véhicules utilitaires consomment la plus grande partie du diesel. 2. Le mazout lourd est utilisé dans le procédé de bouletage du fer ou pour alimenter des chaudières qui produisent de la vapeur utilisée dans les procédés de concentration du minerai ou pour le chauffage des bâtiments par les mines non raccordées au réseau de gaz naturel. 3. Le coke pétrolier est consommé dans le procédé de bouletage. Toutefois, comme son apport à la réaction chimique est important, il n est pas considéré ici comme combustible. Selon Statistique Canada, la consommation annuelle des combustibles et des carburants par les mines visées par la présente évaluation s élevait en 2007 à TJ (195 ktep). Or, des données fournies par des entreprises et l Association minière du Québec nous indiquent que cette consommation serait en réalité de TJ (325 ktep) en 2010, incluant la consommation des trains miniers des mines de fer de la Côte-Nord et excluant la consommation du coke pétrolier. 12 Selon les avis de CANMET-Mines 21

25 La consommation énergétique des produits visés par ce sous-secteur s établit donc à : TJ (506 ktep) en 2010 incluant TJ de coke pétrolier. Près de 80 % des produits visés sont consommés par les mines à ciel ouvert TJ (616 ktep) en 2015 et à (680 ktep) en La consommation de coke pétrolier est incluse pour TJ en 2015 et TJ en Tableau 3.4 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur de l exploitation minière et de pétrole et de gaz pour 2010 Consommation annuelle d'énergie : 2010 Extraction minère de pétrole et de gaz (SCIAN 21) Profil énergétique des mines souterraines Propane Excluant le coke de pétrole, ce sous-secteur est le deuxième plus important consommateur de produits pétroliers après les pâtes et papiers. Sa consommation compte pour 21 % de la consommation des produits pétroliers. Considérant l ensemble des établissements de ce sous-secteur, l intensité énergétique annuelle pour les produits visés atteint 44 TJ par établissement, excluant le coke pétrolier. Diesel léger lourd Coke de pétrole Totaux Usages TJ TJ TJ TJ TJ TJ Chauffage de la mine Chauffage des bâtiments et de l'eau Machinerie souterraine de production Véhicules utilitaires sous-terre Production d'électricité Procédés (Production de vapeur) Total Total ,0-124 Profil énergétique des mines à ciel ouvert Coke de Propane Diesel Totaux léger lourd pétrole Usages TJ TJ TJ TJ TJ TJ Chauffage des bâtiments et de l'eau 5, Machinerie de production Camions de transport de minerai Véhicules utilitaires hors terre - Trains miniers Procédés Total 5, Total 0, , Grand total Grand total Grand total (ktep)

26 Tableau 3.5 : Consommations énergétiques annuelles d énergie du sous-secteur de l exploitation minière et de pétrole et de gaz pour 2015 L extraction minière connaîtrait au cours des 10 prochaines années une croissance annuelle de 2 à 4 %. Plusieurs mines entreraient en exploitation dans des régions nordiques hors des réseaux électrique et gazier. Leur consommation des combustibles et des carburants visés par cette évaluation pourrait être plus intensive. 3.3 Ciment (SCIAN 3273) Consommation annuelle d'énergie : 2015 Extraction minère de pétrole et de gaz (SCIAN 21) Profil énergétique des mines souterraines Propane Le sous-secteur de la fabrication du ciment regroupe 5 entreprises dont 4 consommeraient du charbon. Diesel léger lourd Coke de pétrole Totaux Usages TJ TJ TJ TJ TJ Chauffage de la mine Chauffage des bâtiments et de l'eau Machinerie souterraine de production Véhicules utilitaires sous-terre Production d'électricité Procédés (Production de vapeur) Total Total ,4-152 Profil énergétique des mines à ciel ouvert Propane Diesel léger lourd Coke de pétrole Totaux Usages TJ TJ TJ TJ TJ Chauffage des bâtiments et de l'eau 6, Machinerie de production Camions de transport de minerai Véhicules utilitaires hors terre Trains miniers Procédés Total Total 0, , Grand total Grand total Grand total (ktep) Tableau 3.6 : Établissements du sous-secteur du ciment SCIAN Sous-secteur Nb total d'établissements Grands (1) Moyens (2) 3273 Ciment Petits (1) Grands établissements industriels associables au tartif L d'hydro-québec (2) Établissements industriels associables au tarif M d'hydro-québec La production annuelle de ciment au Québec est de kilotonnes (kt) de ciment à un taux de production correspondant à 85 % de la capacité. Toutes les usines du Québec utilisent un procédé sec dont la consommation moyenne est entre 3,6 et 4,5 GJ 13 par tonne de ciment produit. 13 Guide d évaluation de la consommation d énergie : Production de ciment clinker PEIC

27 Le procédé sec utilisé par toutes les usines au Québec est beaucoup moins énergivore que le procédé humide utilisé par beaucoup d usines en Amérique du Nord. Les combustibles sont essentiellement utilisés dans les fours rotatifs qui consomment 80 % de l énergie de l usine, en moyenne 2,9 à 3 GJ par tonne de clinker. La plupart des usines peuvent utiliser le charbon, le mazout ou des résidus de construction, des pneus et des huiles usées pour alimenter leurs fours. Toutefois, en 2010, c est le charbon le plus utilisé pour TJ (228 kt) suivi des matières résiduelles pou TJ (89 kt). 14 On a estimé ici que les matières résiduelles comptaient pour 25 % de l énergie produite. Tableau 3.7 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur du ciment pour 2010 et 2015 Consommation annuelle 2010 Ciment (SCIAN 3273) TJ Unités naturelles La consommation de combustibles et de carburants par ce sous-secteur serait à peu près constante jusqu en De TJ (151 ktep) en 2010, elle passerait à TJ (159 ktep) en 2015 pour atteindre (167 ktep) en Les cimenteries sont les établissements les plus intensifs en énergie. Leur intensité énergétique annuelle atteint TJ de charbon par établissement. La croissance annuelle prévue entre 2010 et 2020 n est cependant que de 1 %. 3.4 Pâtes et papiers (SCIAN 322) Le sous-secteur des pâtes et papiers regroupe 244 établissements, dont 51 grands établissements. Tableau 3.8 : Établissements du sous-secteur des pâtes et papiers SCIAN 322 en 2010 Sous-secteur Charbon - Fours à klinker Tonne (t) Total combustibles et carburants visés Total (ktep) 151 Consommation annuelle 2015 Ciment (SCIAN 3273) Charbon - Fours à klinker Tonne (t) Total combustibles et carburants visés Les usines de pâtes et papiers consomment des combustibles tels que la liqueur noire, des écorces et du gaz naturel ou du mazout lourd en fonction de leur prix, en bonne partie pour générer de la vapeur pour la fabrication de la pâte et pour la machine à papier. Le gaz naturel (6 660 TJ en 2010) et le mazout lourd ( TJ en 2010) sont utilisés dans les fours à chaux. Le mazout lourd est le principal combustible pétrolier. Il ne représenterait toutefois qu une part faible du bilan énergétique face aux TJ provenant de la biomasse et la liqueur noire. TJ Total (ktep) Pâtes et papiers (sauf transformation du papier) Nb total d'établissements Unités naturelles Grands (1) Moyens (2) Petits (1) Grands établissements industriels associables au tartif L d'hydro-québec (2) Établissements industriels associables au tarif M d'hydro-québec 14 Données confidentielles. Selon notre estimation 24

28 Tous combustibles confondus, une usine canadienne de pâte Kraft consomme 20 GJ de vapeur par tonne de papier, une usine de papier journal, 6 GJ par tonne et les usines non intégrées, 12 GJ par tonne. Le mazout lourd contribuerait à 10 % de la production d énergie thermique. 15 Environ trois millions de tonnes de pâte thermomécanique seraient produites au Québec contre moins de 0,5 Mt de pâte chimique. 16 La consommation du sous-secteur des pâtes et papiers devrait présenter une décroissance de plus de 15 % pour la période 2007 à 2010, une conséquence du ralentissement pour la demande de papiers à travers le monde. En 2010, la consommation énergétique annuelle des combustibles et des carburants visés atteint TJ (427 ktep). Elle connaîtrait une légère croissance à TJ (446 ktep) en 2015 puis à (465 ktep) en Tableau 3.9 : Consommations énergétiques annuelles du sous-secteur des pâtes et papiers pour 2010 et 2015 Consommation énergétique annuelle 2010 Pâtes et papiers (SCIAN 322) Profil énergétique des usines Propane Diesel léger lourd Totaux Usages TJ TJ TJ TJ TJ Pâtes chimiques Pâtes thermo-mécanique Fabrication du papier & carton Machinerie de cours d'usine Chauffage des bâtiments Véhicules internes 1,0 1,0 Total 1, Total 0, Total (ktep) 0, Consommation énergétique annuelle 2015 Pâtes et papiers (SCIAN 322) Profil énergétique des usines Usages TJ TJ TJ TJ TJ Pâtes chimiques Pâtes thermo-mécanique Fabrication du papier & carton Machinerie de cours d'usine Chauffage des bâtiments Véhicules internes 1,0 1,0 Total 1, Total 0, Total (ktep) 0, Réduction des coûts énergétiques dans l industrie des pâtes et papiers Paprican Données du Conseil de l industrie forestière du Québec 25