Etude économique et potentiel de développement des TTCR

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1 Etude économique et potentiel de développement des TTCR 1. Introduction 1.1. Contexte européen A l échelle européenne, on constate que les pays pour lesquels la culture des TTCR s est développée sont ceux où des incitations importantes ont été mises en place. Malgré ces incitations, le niveau de développement des TTCR reste modeste comparé à la production globale d énergie à partir de biomasse. Avec hectares de taillis de saules, La Suède est le pays où les TTCR de saules sont le plus développés. Dans les années 1990, le prix bas des céréales et les aides à l implantation permettent un développement rapide des TTCR sur la jachère PAC. Mais la réduction de la jachère en 1996 associée aux difficultés liées au démarrage de la filière TTCR freine le développement de cette culture, et ce malgré l augmentation substantielle du prix du bois. Actuellement, les TTCR représentent 0.5% de la SAU et 1% du bois de chauffage de la Suède (principalement utilisé dans des réseaux de chaleur et par le secteur industriel). La filière reste donc marginale par rapport aux autres modes de production de bois de chauffage. Le développement de l utilisation de la biomasse est soutenu principalement par des certificats verts, et par un système de taxes qui désavantage les combustibles fossiles. Au Royaume Uni, plus de hectares de TTCR de saules ont été implantés, dont la moitié depuis 2000, avec des aides à l implantation et un système de certificats verts pour les producteurs d électricité. En effet, le principal débouché des saules est l utilisation dans des centrales électriques. Au Danemark, l absence d incitation suffisante n a pas permis un développement important des surfaces conduites en TTCR. Les activités liées aux saules sont autres : production de boutures, mise au point d outils de mécanisation et des débouchés autres que combustibles (barrières vivantes, murs anti-bruit, etc.) Référentiel pour l évaluation du potentiel de développement Dans le cadre du programme Wilwater, les attentes des porteurs de projets vis-à-vis des TTCR de saules sont très différentes. Trois grands types de projets, donnant naissance à trois grandes orientations pour les plantations, peuvent être distingués : Les plantations prioritairement orientées vers la production d énergie, comme c est le cas pour certains agriculteurs participant au programme, Les plantations prioritairement destinées à l épandage de boues de stations d épuration, Les plantations destinées à la protection du milieu naturel, que ce soit en protection des systèmes aquatiques de surface par la fertirrigation d eaux prétraitées sur TTCR de saules ou en protection de périmètre de captage d eau potable. Différentes alternatives sont envisageables pour les trois types de projets décrits ci-dessus : Pour le premier type de projets, l alternative au TTCR est de mettre en place une autre culture, alimentaire ou non alimentaire. L enjeu économique se situe au niveau de la marge brute dégagée par hectare de TTCR, AILE projet Wilwater LIFE04/ENV/FR320 TTCR de saule : étude économique Novembre

2 Pour le deuxième type de projets, l alternative au TTCR correspond aux différentes filières de valorisation des boues de station d épuration. L enjeu réside dans le coût de valorisation des boues sur TTCR et est lié à la quantité d effluents à épandre par hectare, Pour le troisième type de projets, les TTCR viennent en substitution à d autres systèmes de traitement tertiaire. L enjeu réside dans la capacité épuratoire des saules ramenée aux coûts d implantation. Dans le raisonnement visant à évaluer le potentiel économique de développement, il faut également prendre en compte les motivations autres qu économiques qui ont guidé les porteurs de projets vers les TTCR, et notamment : Les motivations en terme d autonomie, de sécurisation (produire sa propre énergie, pérenniser son plan d épandage, créer des circuits de valorisation locale) Les motivations en terme de relations locales ou régionales (créer des partenariats, collaborer, apprendre) Les motivations en terme d image (communiquer, valoriser son activité) On peut visualiser ces 6 orientations stratégiques sur le schéma suivant : Collaborer - Créer des partenariats, des réseaux - Se rapprocher des acteurs locaux Produire - pour l auto-consommation - pour vendre Protéger - le milieu naturel des rejets directs - un périmètre de captage TTCR Communiquer - sur l exemplarité des collectivités - pour mieux faire accepter son activité Développer - des boucles locales sur le territoire - de nouvelles activités ou services Epandre - des boues de station d épuration - des effluents d élevage Porteur de projet Motivation principale à l origine du projet Autres motivations Solutions de référence Agriculteur Produire du bois, souvent sur une parcelle peu ou mal valorisée Diminuer la charge de travail Faire partie d un réseau d innovation Epandre des effluents ou des boues si la parcelle est épandable Maïs Prairie Colza La culture de référence varie en fonction de la productivité de la parcelle Agriculteur Epandre des effluents d élevage ou irriguer des effluents traités avec l objectif de réduire les surfaces à épandre par rapport aux autres cultures Valoriser l activité d élevage Produire du bois Epandage sur l exploitation à l aide d une tonne Irrigation des effluents sur prairie 2 AILE projet Wilwater LIFE04/ENV/FR320 TTCR de saule : étude économique Novembre 2007

3 Collectivité Epandre des boues de station d épuration dans les communes où les agriculteurs ne peuvent pas ou ne veulent pas les prendre en charge. Comme pour les effluents d élevage, l objectif attendu était de pouvoir réduire les surfaces d épandage Communiquer vis-à-vis de la population : les TTCR constituent un débouché non alimentaire, sécurisé et transparent. Produire du bois, et se rapprocher des exploitants agricoles de la commune. Epandage agricole avec déshydratation partielle des boues et chaulage Déshydratation des boues et exportation Collectivité ou Industriel Traitement tertiaire d effluents pour éviter le rejet dans le milieu naturel Communiquer vis-à-vis de la population, valoriser son image Produire du bois Stockage des effluents pendant la période estivale Installation d un système parmi les suivants : lits d infiltration / percolation sur sable, épandage superficiel Collectivité Protéger le périmètre de captage Produire du bois Matérialiser le périmètre par une plantation pérenne Implantation d une prairie Boisement 2. Etude économique 2.1. Les étapes de la culture Le programme Wilwater a permis d établir un itinéraire technique maîtrisé en Bretagne avec les coûts moyens suivants : Opération Préparation du sol Destruction du couvert végétal / Labour / Travail superficiel du sol Amendement Traitement antiparasitaire Traitement antigerminatif (prélevée) Plantation Entretien plantation : broyage inter-rangs Désherbage post levée en plein Désherbage post levée en inter-rang Recépage Epandage Coût sans aménagement ni bord de parcelle Itinéraire de base Coûts Optionnels 250 /ha 100 /ha 90 /ha 305 /ha /ha 85 /ha 140 /ha 70 /ha 60 /ha 3 à 4 /m 3-0 si mise à disposition /ha 400 /ha AILE projet Wilwater LIFE04/ENV/FR320 TTCR de saule : étude économique Novembre

4 2.2. La récolte Les deux techniques de récolte testées au cours du programme sont : Récolteuse tiges entières Ensileuse équipée d une tête de récolte adaptée Investissement Maintenance Fonctionnement (matériel loué) Fonctionnement (carburants et main d oeuvre) Autres matériels à prévoir Coupe et broyage différés permettant un planning de récolte plus souple et le séchage des tiges en plein air 0,2 à 0,5 ha.h La récolteuse coûte HT Une subvention de 70% peut être accordée dans le cadre de WILWATER, soit une annuité résiduelle de sur 7 ans La maintenance est évaluée à 5600 /an Location d un tracteur 200 ch sans chauffeur (30 /h) 50 L de fioul par hectare 3 à 4 heures de main d œuvre par hectare Un trajet de 1300 km par an (pour indication, le broyage avec grappin dépense environ 150 L de fioul par hectare) Eventuellement débardeur forestier (avec chauffeur : 400 à 500 /ha) Un broyeur (coûts variables en fonction du type de broyeur) Coupe et broyage en un seul passage, chantier d ensilage bien connu des agriculteurs 0,3 à 1 ha/h. La tête de récolte coûte HT. Une subvention de 70% peut être accordée dans le cadre de WILWATER L ensileuse coûte et peut fonctionner en automne pour le maïs et en hiver pour les saules, soit un partage de l amortissement entre les deux cultures. L annuité résiduelle est de La maintenance est évaluée à /an, à répartir entre maïs et TTCR, à laquelle il faut ajouter 3500 pour la pose et la dépose des têtes de récolte 100 L de fioul par hectare 2 à 3 heures de main d œuvre par hectare Un trajet de 1300 km par an Chantier de remorques (2 ou 3 selon la distance) : 43 /h et par couple tracteur-remorque Les machines peuvent récolter jusqu à 250 hectares par saison. Aujourd hui, avec 30 à 50 hectares par an, on est loin de l optimisation économique de la récolte : Récolteuse tiges entières Coût en fonction du nombre d'hectares récoltés Ensileuse adaptée pour les TTCR Coût en fonction du nombre d'hectares récoltés Fonctionnement par hectare Maintenance par hectare Annuité par hectare Amortissement de la subvention AILE projet Wilwater LIFE04/ENV/FR320 TTCR de saule : étude économique Novembre 2007

5 On constate que pour une faible surface récoltée, le couple tracteur-récolteuse est intéressant. Mais, le coût de location du tracteur, proportionnel à la surface, pèse sur les dépenses lorsque la surface augmente. Pour la récolte à l ensileuse, le broyage du bois humide entraîne des pertes de matière durant le stockage du bois : 10 à 15% de pertes. Au vu des conditions climatiques bretonnes, il a été jugé plus prudent et sécurisant d opter pour une technique de récolte en deux étapes (récolte en tiges entières puis broyage à sec). Le planning de récolte est plus souple : les chantiers peuvent démarrer dès que la sève est descendante et se poursuivre quelques semaines après la reprise de végétation. Les marges de progrès sur les coûts de récolte et de broyage sont donc les suivantes : Augmentation des surfaces implantées permettant de répartir les frais fixes de la machine de récolte Optimisation de la forme des parcelles pour limiter le recours au débardage à l intérieur de la parcelle 2.3. Points clés pour les simulations Hypothèse basse Hypothèse haute Plantation du TTCR HT/ha HT/ha Préparation du sol, plantation, désherbage, broyage inter-rangs, recépage Dont 1800 /ha de coût de plantation (boutures+plantation) Si amendement, traitement antiparasitaire, désherbage post levée Epandages (1 à 2 fois sur 3 ans) Récolte des saules (tous les 3 ans) 850 HT/ha HT/ha Récolte (STEMSTER), broyage, transport jusqu'au Valorisation optimisée de la machine Situation actuelle hangar de récolte sur 200 ha/an Coût annuel de la culture sur 20 ans avec épandage 424 HT/ha/an 824 HT/ha/an sans épandage 370 HT/ha/an 680 HT/ha/an Coût du stockage du bois (25% humidité) 6 /t 36 /t Hangar agricole de récupération Plate-forme neuve sans subvention Rendement prévisionnel (25% humidité) 10,7 t/ha/an 13,3 t/ha/an Les prix d implantation sont aujourd hui bien encadrés en raison d une maîtrise technique des conditions d implantation. Les trois paramètres déterminants pour la rentabilité de la culture sont les suivants : Epandage : les coûts doivent être maîtrisés au maximum en fonction de la composition et du degré de siccité des effluents. Récolte : cette étape est la plus délicate car la maîtrise des coûts est avant tout liée au développement de la culture. Stockage : la maîtrise des coûts de stockage n est pas spécifique au TTCR, mais constitue une étape importante. 3. Filières de valorisation du bois Les TTCR des saules peuvent s intégrer à deux filières d approvisionnement en bois : Filière locale, utilisant les ressources du territoire et notamment le bocage. Ces plates formes locales, organisées autour d un hangar central ou utilisant les capacités de stockage chez les fournisseurs de bois, sont adaptées pour livrer des chaufferies de petite dimension. Filière multi-produits, traitant de grandes quantités de bois issu de déchets, de connexes de scierie ou de forêt. Le bois est regroupé sur des plates formes de stockage/séchage, qui peuvent livrer des chaufferies de moyenne à grande puissance. AILE projet Wilwater LIFE04/ENV/FR320 TTCR de saule : étude économique Novembre

6 . Par ailleurs, les tiges de saules peuvent être utilisés pour réaliser des ouvrages de protection des berges de rivières, ou des aménagements paysagers dans les parcs urbains (barrières vivantes) ou encore en vannerie. Filière locale Filière multiproduits Consommation directe dans des chaudières individuelles chez des agriculteurs Petite à moyenne chaudière en collectivité via une plate-forme locale ou un stockage local Chaudière de toute taille via une plate-forme régionale Chaudière industrielle ou collective acceptant des plaquettes humides (45%) Rentabilité Les agriculteurs disposent de stockage sur place et d outils de manutention pas besoin de faire un silo enterré Attention à la granulométrie, conditions de conservation et humidité Bonne valorisation du bois après séchage (jusqu à 75 /t) Attention aux coûts de stockage et de reprise. Examiner s il est possible d utiliser des hangars existants. Attention aux coûts d un projet de chaufferie avec réseau de chaleur Débouché régulier, sans stockage. Possibilité d expédier les tiges entières sur camion Faible coût de reprise (exemple 28 /t en plaquettes humides probablement autour de 20 /t en tiges humides) Débouché régulier, sans séchage Faible coût de reprise à négocier en direct 4. Comparaisons économiques et facteurs de réussite Caractéristiques du combustible Granulométrie fine Humidité 25% Granulométie fine à moyenne Humidité 25 à 35% Tous types de combustibles Granulométrie grossière Humidité 45-60% Les chiffres sont proposés pour 6 cycles de récolte sur 20 ans, sur la base des coûts de récolte actuels et des coûts de récolte optimisés (200 ha par an sans débardage), et donc à considérer comme atteignables à moyen terme. Rendement 150 m 3 /ha Coût récolte optimisé 5,6 /m 3 Coût récolte aujourd hui 12 /m 3 Prix plaquettes humides 28 /t Prix plaquettes sèches (sans livraison) 78 /t Prix séchage agricole 2 /m 3 Prix séchage plate-forme 6 /m 3 Trésorerie Epandage et vente humide Pas d'épandage et autoconsommation agricole Epandage et autoconsommation agricole Epandage et séchage plate forme Années 6 AILE projet Wilwater LIFE04/ENV/FR320 TTCR de saule : étude économique Novembre 2007

7 4.1. But : produire du combustible Il est essentiel de pouvoir mécaniser la culture et si possible de garder la possibilité d épandre des effluents. Faible disponibilité en foncier Parcelle non mécanisable ou non épandable (Pente, humidité) Disponibilité foncière sur l exploitation par rapport aux productions animales Parcelle portante et épandable Disponibilité en effluents d élevage Mise à disposition gratuite d effluents par une collectivité, un industriel ou un voisin agriculteur Valorisation en auto-consommation ou vente à une plate-forme locale La culture de saules permet également de réduire les pointes de travail, notamment au printemps (pas de travail du sol ni de semis) à partie de la 3 e année. En exploitation agricole, les coûts d implantation et de récolte sont réduits (pas de prestation). Marge brute à l hectare Récolte optimisée Aujourd hui Sans épandage * vente humide /ha/an Sans épandage * auto consommation /ha/an Avec épandage vente humide /ha/an Avec épandage auto consommation /ha/an Solution de référence : Prairie Maïs 250 à 450 /ha/an * Aucune garantie de rendement au fil du temps 4.2. But : épuration des effluents d élevage dans un contexte d excédents Il est nécessaire de garantir un équilibre de fertilisation sur les trois éléments (N, P, K) Effluents déséquilibrés (très chargés en phosphore ou en potasse par exemple) Effluents peu chargés (type eaux blanches, vertes) valorise la capacité d évapotranspiration Enfouissement direct si type lisier Auto-consommation ou vente à une plate-forme locale Les TTCR ne permettent pas de réduire les surfaces épandues et présentent donc peu d intérêt si le bois n est pas valorisé But : sécuriser l épandage des boues de station L intérêt des TTCR, en plus de la sécurisation du plan d épandage, est d avoir un débouché transparent pour les boues sur une culture non alimentaire Disponibilité foncière insuffisante Partenariat local pour les travaux Problème de débouchés locaux pour les boues (cultures maraîchères) Auto-consommation, vente à une plateforme locale ou à des agriculteurs voisins Cependant, les TTCR ne permettent pas de réduire les surfaces par rapport à des cultures agricoles classiques. De plus, compte tenu de la croissance rapide des saules, l épandage est contraignant : il est impossible d épandre la troisième année après la récolte, et en deuxième année il faut intervenir tôt en saison et avec des précautions pour n endommager ni le matériel ni les saules. AILE projet Wilwater LIFE04/ENV/FR320 TTCR de saule : étude économique Novembre

8 Les solutions alternatives à l épandage de boues de station d épuration sur TTCR sont : L épandage agricole des boues liquides (éventuel chaulage complémentaire) L épandage agricole des boues partiellement déshydratées et chaulées La déshydratation plus poussée suivie d une élimination en Centre d Enfouissement Technique La déshydratation suivie d une incinération Toutefois ces deux dernières techniques ne sont pas adaptées aux communes de petite taille en raison des investissements à réaliser. Coûts par m 3 de boues épandus * Si récolte optimisée Aujourd hui si le bois est vendu humide 1,3 9,9 /m 3 si le bois est valorisé par des agriculteurs -9,7-1,1 /m 3 si le bois est valorisé sur une plate forme locale -4,3 4,3 /m 3 Solution de référence : Epandage agricole des boues liquides ** 3 /m 3 * Epandage de 100 m 3 sur 3 ans sur les TTCR et 80m 3 sur 3 ans pour les parcelles agricoles ** Epandage avec tonne+ pendillards en un passage (80m 3 /ha) Les coûts négatifs indiquent un revenu pour la commune En cas de bonne valorisation du bois, les coûts d épandage et de récolte sont compensés par la vente du bois. Les coûts de suivi (analyse des boues et des sols) ne sont pas compris L épandage agricole reste la solution à privilégier. En effet, l épandage sur TTCR de saule ne permet pas d augmenter la dose apportée par unité de surface, et constituent plutôt un surcoût pour la commune. En règle générale, les boues sont bien acceptées par les agriculteurs lorsqu un chaulage complémentaire est proposé But : éviter ou diminuer les rejets dans le milieu aquatique Transparence totale vis-à-vis de la population, possibilité de boucles locales. Effluents déséquilibrés Interdiction de rejet à l étiage Disponibilité foncière autour de la station Auto-consommation, vente à une plate-forme locale ou à des agriculteurs voisins Les procédés d épuration alternatifs à la fertirrigation sur TTCR qui permettent de limiter voire d éviter le rejet d effluents dans les cours d eau : L épandage superficiel dans un réseau de billons, L infiltration / percolation sur sable. Coûts à l hectare équivalent à 100 EQH Si récolte optimisée Aujourd hui si vente humide /ha/an * si échange avec agriculteur /ha/an * si valorisation plate-forme /ha/an * Solution de référence : Epandage superficiel Solution de référence : Lits d infiltration /percolation sur sable 3200 /an/100 EQH ** 2700 /an/100 EQH *** * Dont 850 d amortissement du système d irrigation ( sur 20 ans) et 750 d entretien du système ** Dont 1700 d amortissement du système ( sur 10 ans) et 1500 d entretien du système *** Dont 1800 d amortissement du système ( sur 10 ans pour 400 EQH) et 925 d entretien du système 8 AILE projet Wilwater LIFE04/ENV/FR320 TTCR de saule : étude économique Novembre 2007

9 La mise en place d une fertirrigation sur TTCR nécessite, comme pour les deux alternatives proposées ci-dessus, une disponibilité foncière suffisante à proximité du dispositif principal de traitement des eaux usées. Le traitement tertiaire d effluents par des TTCR de saule est donc une technique extensive plutôt adaptée aux petites communes rurales But : protéger le captage d eau potable Il s agit également, pour le public, de matérialiser le caractère particulier des parcelles du périmètre de captage. Le principal intérêt des TTCR, qui offre un couvert permanent, est de piéger les ruissellements et les nitrates. Parcelles difficiles d accès, pentues ou humides, nappe trop proche Si peu de débouchés pour de l herbe, et difficultés pour le boisement (paysage, réglementation, réticence au changement de destination des sols, maintien d une activité agricole sur le périmètre) Auto-consommation, vente à une plateforme locale ou à des agriculteurs voisins La question principale dans les itinéraires sans fertilisation est le rendement espéré à terme. La réussite du désherbage sans recours aux produits chimiques n est pas évidente. Marge brute à l hectare Si récolte optimisée Aujourd hui si vente humide /ha/an si échange avec les agriculteurs (récolte contre autoconsommation) /ha/an si valorisation plate-forme /ha/an Sans épandages : aucune garantie de rendement au fil du temps 5. Facteurs de réussite en fonction du maître d ouvrage 5.1. Agriculteur Les coûts d implantation et de récolte sont réduits (pas de prestation). Facilité d organiser des chantiers de récolte, de broyage Possibilité de stockage dans l exploitation et d outils de manutention coûts de stockage réduits, chaudière plus rustique Aujourd hui peu rentable face aux cultures alimentaires. Possibilité de réduction des coûts : faire épandre par une collectivité, un industriel ou un agriculteur en plan d épandage Collectivité et industriels Rentabilité dans le cas de l irrigation d eaux pré-traitées, à condition que le TTCR soit un système de traitement bien adapté. Les retours autres qu économiques sont nombreux pour les collectivités : partenariats, collaboration au sein de la commune, transparence sur l épuration Travail en prestation, sans possibilité de réduire les coûts. Difficulté à organiser le stockage ou le débouché Possibilité de réduction les coûts : conclure des partenariats agricoles (récolte contre bois / stockage en bâtiments agricoles) AILE projet Wilwater LIFE04/ENV/FR320 TTCR de saule : étude économique Novembre