De la biomasse à l'énergie renouvelable: cas concret à Rimouski et problématique d'intégration en milieu urbain

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1 De la biomasse à l'énergie renouvelable: cas concret à Rimouski et problématique d'intégration en milieu urbain Florian Prost, Ing.f., Ing.jr. Mercredi 8 mai 2013

2 Objectifs - Problématique Plan d'action sur les changements climatiques (MDDEFP) Priorité 24-> Favoriser l émergence des bioénergies Chauffage urbain alimenté au bois? Chaufferie automatique? Y a-t-il des exemples qui marchent? Quelles sont les bonnes pratiques? Pourquoi développe t on le bois énergie en ville? 2 Source: lacoop.coop

3 Organisation de l intervention Approvisionnement Exemples de chaufferie en milieu urbain Les problématiques d intégrations Le choix de la matière L intégration des bâtiments Les technologies d avenirs Les normes, les polluants, l efficacité énergétique 3 Source: c.herblot.free.fr

4 L énergie verte Le nerf de la guerre Meilleur utilisation de la ressource locale Efficacité énergétique Limitation de la dépendance au pétrole 4

5 Logistique et schéma d approvisionnement 5 27 ème Congrès de l AQME, Journée Biomasse, Mai 2013

6 Une chaufferie bois en détail Réserve Système d alimentation Chaudière bois Dépoussièrage et cendres Automate de contrôle et sécurité 6 27 ème Congrès de l AQME, Journée Biomasse, Mai 2013

7 Exemple de chaufferie en milieu urbain La chaufferie du Centre Hospitalier d'amqui Puissance bois installée: kw Puissance de pointe: 1300 kw Type de biomasse: Copeaux semi-secs Mise en service: Décembre 2009 Consommation annuelle en tma/an: 1000 Nombre de livraisons en pointe: 3,5 Investissement initial: 1,3 M$ 7 27 ème Congrès de l AQME, Journée Biomasse, Mai 2013

8 Exemple de chaufferie en milieu urbain Chauffage central de la Cité Verte à Québec Puissance bois installée: 5 MW Puissance de pointe: 5 MW Type de biomasse: Granules de bois Mise en service: Novembre 2011 Consommation annuelle en tma/an: 2700 Nombre de livraisons en pointe: 6 Investissement initial: 13,3 M$ 8 Crédit photo: Adapté de "Démonstration d'un système central de chauffage urbain à base de biomasse, SSQ". Poly-Énergie inc.

9 Puissance (%) Exemple de chaufferie bois en milieu urbain 100 Chauffage de l Université du Québec à Rimouski (à l étude) Puissance bois envisagée: 1,2 MW 2,7 MW Type de biomasse: À définir Consommation thermique future: 7000 MWh/an Besoins en puissance quotidiens Chauffage et ECS Jours

10 Unité de puissance Gestion des appels de puissance Méthode Avantages et inconvénients Procédés industriels Suivant la charge de pointe Une seule énergie utile Problématique des temps de réponse Investissement important Besoins thermique bâtiments Suivant la charge de base (80-85% des besoins couverts) Besoin d un appoint Bonne performance Faible émissions Réduction de l investissement Appoint Biomasse Jours

11 Réduction des volumes de transport Soit une chaufferie bois de 1.2 MW, consommant 7000 MWh/an d énergie Humidité (%) Energie contenue (kwh/m 3 ) Livraison en pointe Volume utile par MWh transporté Huile # /semaine Granules de bois Bois urbain trié Copeaux semi-secs Copeaux verts /semaine /semaine /semaine /semaine Écorces de l industrie ème Congrès de l AQME, Journée Biomasse, Mai /semaine

12 Choix du combustible Pourquoi choisir du copeaux de bois? Prix livré: $/tma Ressource locale, faible Énergie de transformation Choix des fournisseurs Énergie contenue: 3,4 MWh/tmv Prix au MWh: $/MWh (Électricité: 60$/MWh et plus) Et ne pas choisir? Variabilité de la matière (Granulométrie, Humidité, Essence, Cendres) Absence de normes sur la qualité de la matière ème Congrès de l AQME, Journée Biomasse, Mai 2013

13 Choix du combustible Les granules énergétiques de bois? Prix livré : $/tma Sécurité, facilité d approvisionnement, Stockage Choix des fournisseurs Coût des équipements de combustion Énergie contenue: 4,9 MWh/tmv Prix au MWh: 30-37$/MWh (Électricité: 60$/MWh et plus) Et ne pas choisir? Non disponibilité régionale (dans beaucoup de projet)

14 Volume de réserve / Volume de chaufferie Objectif: Réduire la surface utile du stockage Réserve traditionnelle jusqu à 3 fois plus grosse en surface au sol que la chaufferie bois Capacité de stockage traditionnelle: 1 MWh/m 2 Source: 1.bp.blogspot.com

15 Mise en place d une réserve aérienne Assurer une réserve de 4 à 5 jours en période de pointe Cité verte: Québec 22 mètres de haut 450 m 3 Stockage de 54 MWh/m 2 au sol Chaufferie collective de Cergy-Pontoise 25 mètres de haut 4000 m 3 Stockage de 17 MWh/m 2 au sol 14 Adapté de et

16 Mise en place d une réserve enterrée Assurer une réserve de 4 à 5 jours en période de pointe Problématique des surcoûts d exavation en milieu «Roche dur» Trappe de livraison / Couvercle de livraison fiable et efficace 16 Source:

17 Le choix de la chaudière Les critères de choix «Une bonne chaudière, c est comme une bonne voiture» Performances techniques (Rendement,..) Performances environnementales Fiabilité du fournisseur Service après-vente Sécurité 17 Source: Adapté de Astonmartin.com; Compte-Fournier; Formation biomasse du CÉMEC

18 Technologies de dépollution des fumées La maîtrise des émissions dépend des technologies employées Technologies éprouvées disponible sur le marché Performances garanties: de 10 mg/nm 3 à 150 mg/nm 3 Cyclone, Multi-cyclone, Filtre à manche, Électro-filtre, Condenseur Incinérateur de la ville de Québec: 5 mg/nm 3 18 Source: État de l'art de la technologie GAC biomasse, Ademe 2010

19 Les normes environnementales Règlement sur l'assainissement de l'atmosphère Q-2, r. 4.1 Réglemente l émission de particules Interdit la combustion de bois contenant colles et peintures pour les chaudières inférieures à 3 MW Rendement? Autres pollants? 19 Source: Publications du Québec

20 La grande problématique des particules Émissions particulaires (g/mwh utile) Émissions particules (g/mwh produit) POÊLE À BOIS MODERNE POÊLE EPA CHAUDIÈRE BOIS AVEC Smog: NO x, COV, Particules CYCLONE/MULTICYCLONE CHAUDIÈRE BOIS AVEC FILTRE À MANCHE ET ÉLECTRO-FILTRE «Tous les systèmes utilisant du bois comme combustible n'ont pas les mêmes performances ni les mêmes impacts» 20 Source: Adapté de Documentation commerciale, Norme EPA, Campagne de mesures de particules à l'émission de chaufferies biomasse, Ademe, 2009 et et Christophe Pascual, Elyo

21 Autres polluants à prendre en compte Monoxyde de carbone/cov Traceur de qualité de combustion NO 2 /SO X HAP/Dioxines et Furanes «Les émissions: une chaudière bois n'aura jamais les fumées d'une chaudière gaz» 21 Source: Inventaire principaux polluants (MDDEFP, 2011) et Christophe Pascual, Elyo

22 Prévoir les manœuvres camions Une attention particulière pour les livraisons avec des camions de 90 m 3 (type plancher mobile) Limiter au maximum les manœuvres sur la voie publique Prévoir l espace de manœuvre des camions au alentour de la réserve De 1000 m 2 à 2000 m 2 pour des camions de 90 m ème Congrès de l AQME, Journée Biomasse, Mai 2013

23 Implantation en milieu urbain, autres principes La chaufferie est avant tout un lieu de questionnement Communication et Regards Citoyens Réduction des nuisances sonores par le bâtiment Nuisances visuelles Assurer une sécurité maximale incendie Architecture bâtiment 23 Source: Adapté de bip88.net et quartier-croix-rouge.info

24 Les travaux avec la ville Par où commencer? Service Incendie Service Environnement Simplifier et limiter les règlements -> Favoriser l implantation Intégrer les problématiques municipales (Écosite, Enfouissement) Accentuer les programmes de sensibilisation Chauffage individuel vs Réseau de Chaleur 24 Source: Adapté de Dalkia, leglobe.ca

25 L exemplarité autochtone Oujé-Bougoumou (Cri : ᐆᒉᐳᑯᒨ ou Ûcêpukumû) Installation d un réseau de chaleur pour le chauffage des habitations en ENSTIB-2AI, 20 décembre

26 Florian Prost, Ingénieur de l Enstib, spécialisé en Énergie et Environnement, Master s degree, Ing.f, Ing.jr., Conseiller Technique au SEREX, florian.prost@serex.qc.ca Ce document utilise des images sous licences, Tous droits réservés