Logistique d une chaîne d approvisionnement en biomasse forestière adaptée aux besoins des chaufferies institutionnelles et commerciales

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1 Logistique d une chaîne d approvisionnement en biomasse forestière adaptée aux besoins des chaufferies institutionnelles et commerciales

2 La FQCF et les coopératives forestières La FQCF o Regroupe l'ensemble des coopératives forestières de travailleurs, les coopératives de travailleurs actionnaires et les coopératives de solidarité actives dans le milieu forestier du Québec. o Sa mission vise notamment à favoriser la concertation, la coopération et le développement forestier et à soutenir les initiatives des coopératives forestières du Québec. Les Coopératives o 40 Coopératives o travailleurs o 225 millions $ de revenus o Impliquées dans toute la chaine de valeur des produits forestiers: La production de plants forestiers; Les travaux de sylviculture La récolte de la matière ligneuse; Le transport du bois entre la forêt et les usine de transformation; Les transformations primaire et secondaire du bois; L'exploitation des PFNL; Les plans d aménagement forestier durable La valorisation de la biomasse forestière

3 La FQCF et les coopératives forestières

4 Plan de la présentation 1. Le marché de la chauffe C&I en Estrie 2. Critères recherchés par les clients 3. Caractéristiques de la biomasse forestière résiduelle 4. Logistique d approvisionnement permettant de répondre aux critères recherchés 5. Conclusion

5 1 Le marché de la chauffe C&I en Estrie

6 Évaluation économique de la filière de la biomasse forestière destinée aux projets de chaufferies

7 Coût de l énergie au Québec en 2010 Type de combustible Mazout léger (#2) Mazout lourd (#6) Propane Coût par unité 88,8 /litre (à Montréal et n inclut pas les rabais au volume) 48,7 /litre (à Montréal et n inclut pas les rabais au volume) 67,3 /litre Capacité calorifique Coût Efficacité de conversion Coût effectif 38,8 MJ/litre 22,89 $/GJ 75 % 30,52 $/GJ 42,5 MJ/litre 11,46 $/GJ 65 % 17,63 $/GJ 25,53 MJ/litre 26,36 $/GJ 85 % 31,01 $/GJ Gaz naturel 57,70 /m 3 (résidentiel) 44,89 /m 3 (commercial) 28,51 /m 3 (industriel) 37,89 MJ/m 3 15,23 $/GJ (résidentiel) 11,85 $/GJ (commercial) 7,52 $/GJ (industriel) 85 % 17,92 $/GJ (résidentiel) 13,94 $/GJ (commercial) 8,85 $/GJ (industriel) Électricité 6,88 /kwh (résidentiel) 11,17 /kwh (commercial, tarif G) 7,24 /kwh (commercial, tarif M) 4,80 /kwh (industriel) 3,6 MJ/kWh 19,11 $/GJ (résidentiel) 31,03 $/GJ (commercial, tarif G) 20,11 $/GJ (commercial, tarif M) 13,33 $/GJ (industriel) 100 % 19,11 $/GJ (résidentiel) 31,03 $/GJ (commercial, tarif G) 20,11 $/GJ (commercial, tarif M) 13,33 $/GJ (industriel) Copeaux (35% humidité) 75$/tmv 11,41 MJ/kg (18,72 GJ/tma) 6,57 $/GJ 75 % 8,76 $/GJ Granules (8 % d humidité) 175$/tm 17,05 MJ/kg (18,72 GJ/tma) 10,26 $/GJ 80 % 12,83 $/GJ

8 Marché de la chauffe en GJ pour les bâtiments C&I hors Montréal Note: Une université produit de la chaleur et vend ses excédents, ce qui explique la valeur négative. Source: Étude ÉcoRessources

9 Scénarios de pénétration du marché de la chauffe Scénario 1 Substitution du mazout léger et du mazout lourd pour les bâtiments institutionnels évalués comme étant «très intéressants» Scénario 2 Substitution du mazout léger, du mazout lourd, du gaz propane et de l électricité pour les bâtiments institutionnels évalués comme étant «très intéressants» Scénario 3 Scénario 2 avec ajout des bâtiments commerciaux évalués comme étant «très intéressants» Scénario 4 Scénario 3 avec ajout des bâtiments évalués comme étant «intéressants» Note: L évaluation des bâtiments selon les catégories «très intéressants» et «intéressants» provient d un système d évaluation mis en place par la FQCF lors de la réalisation d étude de potentiel de conversion des systèmes de chauffage vers la biomasse et il est basé sur le niveau de consommation des bâtiments, la présence ou non d un système central de distribution de chaleur et les investissements estimés en fonction de la puissance installée des chaudières. Ces différents critères permettent d établir une cote «d intérêt» qui est en relation avec la période estimée de retour sur investissement.

10 ÉNERGIE SUSBSTITUÉE SELON LES DIFFÉRENTS SCÉNARIOS DE PÉNÉTRATION DU MARCHÉ ÉNERGIE SUSBSTITUÉE SELON LES DIFFÉRENTS SCÉNARIOS DE PÉNÉTRATION DU MARCHÉ Mazout léger (litres) Mazout lourd (litres) Propane (litres) Électricité (GWh) Gaz naturel (m³) Granules (tma) Copeaux (tma) Scénario équivalent en GJ Marché inst. hors Montréal en GJ taux de pénétration marché Inst. 85% 84% 0% 0% 0% ajout incrémental - 1 à Scénario équivalent en GJ Marché inst. hors Montréal en GJ taux de pénétration marché Inst. 85% 84% 44% 18% 0% ajout incrémental - 2 à Scénario équivalent en GJ Marché C&I hors Montréal en GJ taux de pénétration marché C&I 54% 53% 56% 17% 0% ajout incrémental - 3 à Scénario équivalent en GJ Marché C&I hors Montréal en GJ taux de pénétration marché C&I 79% 79% 76% 24% 0%

11 Résultats Phase 1: économies monétaires potentielles Économies monétaires (dollars de 2010) et GES évités pour les utilisateurs de la biomasse au lieu des sources d énergie traditionnelles Scénario En M$ par rapport aux prix de 2010 (a) En M$ par rapport aux prix en 2035 des prévisionnistes (b) En M$ par rapport aux prix en 2035 selon les mêmes hausses annuelles moyennes des différentes formes d énergie entre (c) Moyenne des colonnes (b) et (c) En tco 2 équiv Faible pénétration (A) 45,96 72,96 326,62 199, Moyenne pénétration (A+B) 129,47 160,43 412,94 286, Forte pénétration (A+B+C) 337,31 403, ,12 708, Très forte pénétration (A+B+C+D) 467,76 575, , ,

12 Méthodologie de l étude Phase 3: Investissements (en M$) Retombées économiques Région Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4 Bas-Saint-Laurent 4,93 14,51 46,73 64,92 Saguenay-Lac-Saint-Jean 6,70 19,56 65,14 90,30 Capitale-Nationale 11,70 33,57 119,71 165,20 Mauricie et Centre-du-Québec 12,54 35,97 128,06 176,75 Estrie 7,45 21,84 71,25 98,91 Montréal 24,35 65,91 290,65 396,30 Outaouais 4,17 12,49 37,16 51,92 Abitibi-Témiscamingue 3,74 10,90 36,33 50,36 Côte-Nord 2,64 7,61 26,67 36,84 Nord-du-Québec 0,53 1,54 5,38 7,43 Gaspésie-Îles-de-la-Madeleine 1,76 5,29 15,69 21,92 Chaudière-Appalaches 12,15 34,86 123,75 170,82 Laval 13,60 37,83 151,57 207,73 Lanaudière 11,62 33,13 120,68 166,32 Laurentides 11,12 32,20 110,58 152,98 Montérégie 25,25 70,33 279,27 382,92 Total Québec 154,24 437, , ,62 Reste du Canada 167,14 442, , ,48 Grand total 321,38 879, , ,11

13 Retombées économiques (Emplois) Pour la phase d investissements Région Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4 Bas-Saint-Laurent Saguenay-Lac-Saint-Jean Capitale-Nationale Mauricie et Centre-du-Québec Estrie Montréal Outaouais Abitibi-Témiscamingue Côte-Nord Nord-du-Québec Gaspésie-Îles-de-la-Madeleine Chaudière-Appalaches Laval Lanaudière Laurentides Montérégie Total Québec Reste du Canada Grand total

14 Méthodologie de l étude Phase 3: Coûts d opération (en M$) Retombées économiques Région Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4 Bas-Saint-Laurent 2,76 8,04 27,40 37,93 Saguenay-Lac-Saint-Jean 3,25 9,44 32,17 44,52 Capitale-Nationale 4,03 11,81 39,22 54,39 Mauricie et Centre-du-Québec 5,00 14,53 49,60 68,65 Estrie 3,93 11,39 39,05 54,03 Montréal 1,51 4,50 17,15 23,64 Outaouais 2,77 8,12 26,67 37,01 Abitibi-Témiscamingue 2,00 5,79 19,95 27,60 Côte-Nord 1,38 3,98 13,94 19,27 Nord-du-Québec 0,31 0,90 3,16 4,37 Gaspésie-Îles-de-la-Madeleine 1,16 3,38 11,56 16,00 Chaudière-Appalaches 4,74 13,85 46,37 64,27 Laval 1,11 3,15 13,12 17,97 Lanaudière 3,69 10,78 36,04 49,96 Laurentides 5,18 15,18 50,36 69,83 Montérégie 5,91 17,15 60,14 83,12 Total Québec 48,71 142,02 485,90 672,56 Reste du Canada 7,10 21,29 80,12 110,61 Grand total 55,82 163,31 566,03 783,17

15 Retombées économiques (Emplois) Pour la phase des coûts d opération Région Scénario 1 Scénario 2 Scénario 3 Scénario 4 Bas-Saint-Laurent Saguenay-Lac-Saint-Jean Capitale-Nationale Mauricie et Centre-du-Québec Estrie Montréal Outaouais Abitibi-Témiscamingue Côte-Nord Nord-du-Québec Gaspésie-Îles-de-la-Madeleine Chaudière-Appalaches Laval Lanaudière Laurentides Montérégie Total Québec Reste du Canada Grand total

16 ESTRIE POTENTIEL DE PROJETS ET CONSOMMATION Répartition du potentiel de chaufferies C&I aux granules et aux copeaux Granules 150 kw Copeaux 500 kw Copeaux 2000 kw Scén. 1 Scén. 2 Scén. 3 Scén. 4 Scén. 1 Scén. 2 Scén. 3 Scén. 4 Scén. 1 Scén. 2 Scén. 3 Scén. 4 G. total Sc. 4 Projets MWh Potentiel industriel estimé* (mazout et propane) MWh * Analyse en cours

17 2 Critères recherchés par les clients Fiabilité/sécurité - quantité Performance technique qualité Performance économique - prix

18 2.1 Fiabilité/sécurité - quantité Accès à des sources stables et à longs termes d approvisionnement o Forêt privée: propriétaires (regroupés ou individuels) ou engagements de propriétaires (SPB) o Centre de tri: volume annuel traité, type de produits o Usine de transformation du bois: volume annuel, type de produits o Forêt publique: EABF ou GA du MRN, opérateurs en récolte Inventaire de combustible o Volume pour assurer totalement l approvisionnement pour toute la période de chauffe Livraison en tout temps o o Localisation de l inventaire et stade de préparation Organisation en place pour la livraison Contrat d approvisionnement à longs termes o Engagement du fournisseur pour au moins 5 ans

19 2.2 Performance technique - qualité Granulométrie standardisée o Compatibilité avec les spécifications des équipementiers (taux d utilisation, o coût d entretien, niveau d investissements) Contrôle des paramètres de combustion (imbrûlé, émissions atmosphériques) Taux d humidité o Compatibilité avec les spécifications des o équipementiers (sécurité, puissance) Efficacité de la chaudière Origine o Respect de la réglementation (émissions) o Opération (température de fusion de la cendre) et rendement de la chaudière Contaminant o Respect de la réglementation (émissions) o Détérioration de la chaudière

20 1.3 Performance économique $/kwh net o Coût au kwh net produit le plus bas possible considérant le prix du combustible ($/tm vs kwh net/tm), les coûts d entretien, le taux d utilisation (entretien et approvisionnement) et la durée de vie de l équipement Stabilité des prix Source: ÉcoRessources

21 3 Caractéristiques de la biomasse forestière résiduelle Disponibilité Propriété Compétitivité

22 3.1 Disponibilité Données en tonne métriques anhydre (tma) Biomasse forêt publique CAAF CVAF Biomasse forêt privée CRD F. privée + publique+crd Régions administratives Total (disponible) Total (estimé disponible) Total (disponible) Total (disponible) Total (disponible) Bas-St-Laurent (01) Saguenay-Lac-St-Jean (02) Capitale-Nationale (03) Mauricie (04) Estrie (05) Outaouais (07) Abitibi-Témiscamingue (08) Côte-Nord (09) Nord-du-Québec (10) Gaspésie-Îles-de-la-Madeleine (11) Chaudière-Appalaches (12) Laval (13) Lanaudière (14) Laurentides (15) Montérégie (16) Centre-du-Québec (17) Total

23 3.2 Propriété Pouvoir calorifique inférieur (PCI) o à kwh/tma Densité vs stockage o Résineux = ± 170 kg/m³apparent ou 1 tma = ± 6 m³ app. o Feuillus durs = ± 240 kg/m³ app. ou 1 tma = 4 m³ app. Composition vs traitements o o Cendre Taux de cendre = ± 1,5 % sur matière sèche pour bois déchiqueté taux généralement plus élevé pour bois broyé utilisation possible pour fertilisant Température de fusion élevé peu ou pas de problème de mâchefer Matière vierge - absence de contaminants copeau broyat

24 3.3 Compétitivité Comparaison des coûts du combustible/énergie pour le chauffage Type de combustible Coûts à l'unité Coûts $/kwh (brut) Efficacité de conversion Coûts $/kwh (net) Ratio p/r aux copeaux Mazout #2 0,99 $/litre (1) 0, ,122 3,72 Gaz naturel 0,45 $/m 3 (2) 0, ,053 1,62 Granules 190 $ / tmv (3) 0, ,050 1,52 Copeaux 75 $/tmv (4) 0, , Source : Régie de l'énergie, moyenne pondérée de l'année 2012 (janv. à sept.) 2. Source: Rapport ÉcoRessources, prix moyen 2010 secteur commercial 3. Source: Prix de vrac 2012 fob usine + 15 $/tm pour livraison 4. Coût moyen incluant la récolte, le transport, le conditionnement et la livraison (H = 35 %)

25 3.3 Compétitivité (suite) Stabilité des prix o Marché local peu influencé par les marchés internationaux o Coût d immobilisation fixe $/kwh 0,1600 $ Immos Entretien Combustible / énergie 0,1400 $ 0,1200 $ 0,1000 $ 0,0800 $ 0,0600 $ 0,0400 $ 0,0200 $ 0,033 $ 0,050 $ 0,053 $ 0,122 $ 0,0000 $ Biomasse Granules Gaz naturel Mazout

26 4 Logistique d approvisionnement permettant de répondre aux critères recherchés

27 4.1 Logistique d approvisionnement répondant aux différents types de capacité des chaudières Chaîne d approvisionnement la récolte d une ressource abondante Le bois porté évite la contamination avec le sol (sable, terre, roche, etc.)

28 4.1 Logistique d approvisionnement répondant aux différents types de capacité des chaudières Chaîne d approvisionnement la récolte de cimes ébranchées pour plus de souplesse de gestion des inventaires

29 4.1 Logistique d approvisionnement répondant aux différents types de capacité des chaudières Chaîne d approvisionnement - le conditionnement Le séchage naturel en bordure de chemin forestier permet d augmenter le PCI/tm et de réduire le coût du transport par kwh (+ d énergie et moins d eau par voyage)

30 4.1 Logistique d approvisionnement répondant aux différents types de capacité des chaudières Chaîne d approvisionnement la fragmentation et le contrôle de la granulométrie Déchiqueteuse avec grille ou tamisage Échantillons Dynamic Erjo ConeHead HM 903 Type de résidus Feuillus durs Feuillus durs Fraîcheur des résidus * Frais Souple 4 mois Contenu en humidité 47,0 % 40,0 % Dimensions de l échantillon (kg) 4,2 5,9 Tamis à ouvertures circulaires % masse % masse De (mm) À (mm) (pouces) 100 % 100 % 0 3,2 1/8 14% 2% 3,2 9,4 3/8 46% 12% 9,4 15,9 5/8 30% 26% 15,9 22,2 7/8 7% 27% 22,2 28,6 1 1/8 1% 19% 28,6 44,5 1 3/4 1% 13% 44,5 + large 1% 1%

31 4.1 Logistique d approvisionnement répondant aux différents types de capacité des chaufferies Chaîne d approvisionnement le centre de conditionnement et d entreposage La clé d un approvisionnement fiable, sécuritaire et de qualité

32 4.1 Logistique d approvisionnement répondant aux différents types de capacité des chaufferies Chaîne d approvisionnement le centre de conditionnement et d entreposage La clé d un approvisionnement fiable, sécuritaire et de qualité Échantillons Cimes résineux Bois marchand bouleau Type de résidus Résineux Feuillus durs Fraîcheur des résidus * Frais 3 mois Frais 3 mois Humidité des copeaux 43,8 % 35,6 % Taille de l'échantillon sec (g) Tamis à ouvertures circulaires % masse % masse De (mm) à (mm) (pouces) 0,00 3,2 1/8 23 % 3 % 3,2 9,4 3/8 33 % 16 % 9,4 15,9 5/8 25 % 43 % 15,9 22,2 7/8 10 % 27 % 22,2 28,6 1 1/8 5 % 9 % 28,6 44,5 1 3/4 2 % 2 % 44,5 + grand 2 % 0 %

33 4.1 Logistique d approvisionnement répondant aux différents types de capacité des chaufferies Chaîne d approvisionnement Livraison Capacité de livraison en tout temps

34 5 Conclusion

35 Conclusion Défis à relever Nécessité de s assurer du choix d une chaudière en fonction des caractéristiques de l approvisionnement identifié en biomasse, puis exiger le respect de ces caractéristiques intérêt d ententes à longs termes (sécurité par rapport au prix et au maintien des standards) «Une chaudière qui brûle tout, brûle rien bien» Yann Rogaume, spécialiste en combustion, Enstib» Mise en place de centres de conditionnement et d entreposage Spécialisation des entreprises d approvisionnement - normalisation du combustible «copeau» Maintien des objectifs initiaux: acheter de l énergie, pas un prix

36 Quel serait votre choix? Prix 50 $/tm (100 $/tma) 75 $/tm (115 $/tma) Taux d humidité 50 % 35 % Granulométrie ± normalisée PCI kwh/tm kwh/tm Efficacité de la chaudière * 69 % 75,1 % Coût net de l énergie 0,0329 $/kwh 0,0329/kWh Puissance développée - + Coût de l investissement + - Sécurité d approvisionnement?? Taux d utilisation de la chaudière - + Coût d entretien + - * Selon FPJoule - FPInnovations Et alors?

37 MERCI Remerciements à FPInnovations et à la Coopérative forestière de la Matapédia pour les photos et le partage des résultats de travaux de R&D