Plan Bois-Énergie & Développement Rural pour la Wallonie Bois-Énergie POPULATION MONDIALE en 1950 10 2.5 milliards d'habitants UE 25 9 USA 14% 6% Autres Japon 8 36% 3% en 2008 6.7 milliards d'habitants UE 25 USA 7% 5% Japon 2% Russie 2% Collaboration et sources ppt ICEDD 2050 7 Russie 4% Autres 46% Chine 20% Facilitateur Bois-énergie Secteur public «Se chauffer au bois Pourquoi Et comment le faire?» Nivelles, le 24 mars 2010 Julien HULOT et Francis FLAHAUX Facilitateurs bois-énergie Secteur Entreprises Secteur Public Chine 22% 6 Inde 15% en 2050 1999 Inde 5 9.2 milliards d'habitants 18% 1987 UE 25 USA Japon 4 5% 4% 1% Russie 1975 1% 3 Chine 15% 1960 Autres 2 56% Inde 1926 18% 1 1800 0 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 Sources OCDE, Nations-Unies CONSOMMATION MONDIALE D'ENERGIE PRIMAIRE (*) RESERVE ET PRODUCTION D'ENERGIES FOSSILES DANS LE MONDE EN 2007 G tep Total en 2007: 10.7 milliards de tep (estimation du total depuis 1860: 402 Gtep) Collaboration et sources ppt ICEDD Hydra ulique Collaboration et sources ppt ICEDD 10 8 6 Nucléaire 7% Gaz naturel 25% 2007 Hydraulique 3% Pétrole 38% Nuc lé aire Gaz naturel P étrole 160 140 120 100 80 60 40 20 0 136 R/P (Années) 61 43 Pétrole Gaz naturel Charbon R/P en années 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1980 1985 1990 1995 2000 2005 4 Charbon 29% Pétrole Gaz naturel 2 0 186 0 18 80 19 0 0 192 0 19 40 19 6 0 198 0 2 00 0 Source BP Statistical Review of World Energy June 2008, AIE (*) énergies commerciales uniquement: hors bois, déchets,.énergies solaire et éolienne, géothermie... nucléaire = chaleur nucléaire = production électrique d origine nucléaire / 33 % hydraulique = production d électricité hydraulique Charbon en 2007 Pétrole Gaz naturel Charbon Réserves 169 Gtep 163 Gtep 426 Gtep Production 3.9 Gtep 2.6 Gtep 3.1 Gtep Source BP Statistical Review of World Energy June 2008 QUELQUES CERTITUDES La raréfaction des énergies conventionnelles (il nous en reste pour 50 à 100 ans au maximum) "L'efficacité énergétique" et la parcimonie sont directement proportionnelles aux prix des énergies Les gains de consommation spécifiques sont inférieurs aux "effets parcs" (parc de bâtiments, de véhicules, ) Les objectifs «3 x 20» du Plan Air Climat de l UE sont indispensables mais pas suffisants * Accroissement de la performance énergétique * Réduction des émissions de CO2 * Recours aux SER Collaboration et sources ppt ICEDD Plan Bois-Énergie & Développement Rural pour la Wallonie Bois-Énergie Facilitateur Bois-énergie Secteur public Partie I Les filières bois-énergie, Les enjeux du bois-énergie, La ressource, quantité, qualités et prix Nivelles, le 24 mars 2010 Francis FLAHAUX Coordonnateur du pbe@frw.be 1
Le Bois-Énergie Objectifs du Des bois peu ou mal valorisés Le Bois-Energie Une filière en mouvement: les plaquettes Valoriser les sous-produits forestiers et de la première transformation du bois Alimentation automatique Créer des plus-values et des emplois locaux Réduire les factures énergétiques et sylvicoles des communes, des entreprises Chantier de broyage en forêt Stockage et séchage naturel à l air libre ou le plus souvent sous abris Stockage de proximité en silo annexé à la chaufferie Contribuer au développement durable et réduire les émissions de gaz à effets de serre Un exemple de réseau collectif en Bourgogne Quelques aspects technologiques et exemples comparables Le broyage Quelques aspects technologiques et exemples comparables Le stockage du combustible Le transport du combustible vers son lieu d utilisation Semi remorque à fond mouvant Quelques aspects technologiques Principe général Camions pompes pour plaquettes et granulés 2
Le stockage du combustible sur son lieu d utilisation Les silos détails Quelques aspects technologiques et exemples comparables Gestion automatique Principe général 200 kw Sivry 5 MW Porrentruy Extraction des silos 15 kw Nassogne 950 kw Namur Dave 5 MW Gand Alimentation automatique et contrôle permanent Décendrage automatique Gestion et télécontrôle généralisés des installations Nettoyage mécanique ou pneumatique des carneaux Le Bois-Energie Une filière diversifiée : les granulés Le Bois-Énergie Enjeux économiques, sociaux et les autres Bois de sciage Connexes et sous produits Orifices de remplissage et silo de stockage Enjeux économiques Enjeux sociaux Enjeux environnementaux Enjeux énergétiques Enjeux sylvicoles et industriels Opérations d affinage, séchage, compaction Chaudière en cours de mise en service 3
120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 41293.2 47.8% 45181.4 52.2% Feuillus Résineux 1983 2000 51090.7 46.8% 58118.4 53.2% Le. Quelques enjeux Enjeux économiques, sociaux et les autres Enjeux économiques, sociaux et les autres Evolution du prix des combustibles Evolution du prix du kilowattheure depuis 2004 Enjeux économiques (Source: EBS) Retombées économiques Bois-énergie Fuel Dans le Canton En Suisse A l étranger 52 % 48 % 0 % 16 % 25 % 59 % Le 10 juillet 2008 1 kwh fuel = 0,0097 1 kwh bois pl = 0,0026 1 kwh bois gr = 0,0034 (Sources: APERe) Un projet Bois-énergie Prix en c /kwh des énergies à usage domestique Partie 4 Le. Quelques enjeux Enjeux économiques, sociaux et les autres Enjeux économiques, sociaux et les autres Electricité 10,83 Gaz propane 8,35 Fuel domestique Granulés en sacs Gaz naturel Granulés en vrac 2,93 4,56 5,65 6,16 Enjeux sociaux (Source: ADEME) Bois-énergie : 4 à 5 emplois créés pour 1.000 tep consommées Pétrole : 1,4 emplois créés pour 1.000 tep consommées Bûches 1,9 Gaz : 1,2 emplois créés pour 1.000 tep consommées Plaquettes 1,88 Source ADEME 2005 Source ITEBE 1999 Le Enjeux économiques, sociaux et les autres Enjeux environnementaux Bois-Énergie Un potentiel important en Wallonie 544.000 Ha - 32% du territoire wallon 47% public - 200 propriétaires 53% privé - 100.000 propriétaires 50% feuillus - 50% résineux productivité moyenne 6 à 7 m 3 /ha/an (Source: ERBE) Feuillus 60 millions m³ «1.000 litres de mazout remplacés par du bois, c est 2.700 kg de CO2 en moins dans l atmosphère» Résineux 61 millions m³ 1 m³ de bois, c est environ 250 litres de mazout 4
Bois-Énergie Un potentiel important en Europe Evolution de la forêt européenne de 1950 à 2000 1950 2000 Superficies > 30% Stock/pied > 20% Accroissement annuel net > 20 à 30% Surcapitalisation France 35% Suisse 40% RW 5-15 % Bois-Énergie Un potentiel important dans L industrie de la transformation du bois Les parcs à conteneurs La construction [Le secteur agricole] [Le secteur des parcs et jardins] Le Bois-Energie Des combustibles diversifiés La ressource existe sous des formes très diverses Elle est renouvelable mais limitées Est-elle mobilisable durablement? Conversion et pouvoirs calorifiques 1 m³ de bois sec à l air 1,6 stères 2,5 m3 de plaquettes 200-250 litres de mazout. 1000 litres de mazout 1000 m 3 de gaz de ville 2 tonnes de granulés 10-12 m 3 de plaquettes sèches 7 stères de bûches 600 500 340/400 260 350-400 Le Bois-Energie Des combustibles diversifiés La qualité des combustibles dédiés à un projet est fondamentale Le Bois-Energie Des combustibles diversifiés La qualité des combustibles dédiés à un projet est fondamentale Les bois sains => chaufferies «normales» Les plaquettes: Granulométrie et humidité (ex G30 W30 CEN TC 335) Régularité dans la qualité potentiellement plus aléatoire «Autoproduction» possible avec ressources locales Les granulés de bois: Qualité et composition normées (Din +, ÖNorm ) Très grande homogénéité et standardisation de production Production industrielle régionale avec sous produits locaux Les bois de récupération et bois traités => chaufferies adaptées grosse puissance Plaquettes bois A, B Granulés industriels moins «raffinés» Broyats grossiers, sciures, écorces 5
Le Bois-Energie Des combustibles diversifiés Diversités et Contre exemples Plan Bois-Énergie & Développement Rural pour la Wallonie Bois-Énergie Partie II Les technologies de chauffage au bois Nivelles, le 24 mars 2010 Facilitateur Bois-énergie Secteur public Julien HULOT Facilitateur bois-énergie secteur entreprises irco@skynet.be Feux ouverts Le poêle à bûches Le poêle de masse 6
Le poêle à alimentation automatique à pellets de bois La chaudière à alimentation manuelle à bûches La chaudière à alimentation automatique à pellets de bois La chaudière à alimentation automatique à plaquettes de bois Techniques de chauffage au bois Rendement en % des appareils Ancien Moderne min max min max Foyer ouvert 50 10 10 30 Insert, foyer fermé 30 50 60 85 Poêle bûche en acier/fonte 40 50 60 70 Poêle bûche en fonte/réfractaire 40 50 60 80 Poêle de masse - - 80 93 Poêle à granulés - - 75 92 Chaudière à tirage naturel - - 55 70 Chaudière tirage forcé - - 75 90 Chaudière à plaquettes - - 75 93 Chaudière à granulés 80 95 7
Production d électricité : Cogénération biomasse avec production de vapeur - turbine Production d électricité : Le mécanisme des Certificats Verts Production d électricité : Le mécanisme des Certificats Verts Le silo de stockage CV = Soutien à la production d électricité verte rentrée financière supplémentaire pour les producteurs d électricité verte garantir globalement un certain pourcentage de production d électricité verte pour l ensemble de la Wallonie Utilisation d une SER ou de cogénération de qualité Disposer d un CGO un certificat vert correspond à la production d un MWh électrique sans émission de CO2, soit une économie de 456 kg de CO2 Le silo de stockage et le combustible bois-pellets Le silo - accessibilité Source : Vyncke 8
Le silo - accessibilité Conséquences! Le silo La conception Le silo La conception Les silos la conception Conséquences! Les silos la conception Les trappes taille et disposition Conséquences! 3 x 2 mètres utiles = MINIMUM 9
Les trappes taille et disposition Pertinence d un investissement bois-énergie Pertinence d un investissement bois-énergie Type de combustible (humidité, granulométrie, %sciures, %écorces, % poussières, polluants ) Détermination des besoins (chaleur, vapeur, électricité, profil des consommations, extension, réseau de chaleur ) Bi-énergie (chaudière existante ou pas, ballon Place disponible (chaudières, silo, hall séchage, réseau ) Émissions Investissement (taille chaudière, réseau, cogénération, taille silo, combustible ) Aides à l investissement Les cahiers des charges Le projet Le nombre d heures de fonctionnement Les consommations prévisionnelles Description précise du combustible Exigences ou contraintes en matière de bruit Exigences ou contraintes en matière d encombrement Caractérisation du combustible biomasse Origine du combustible: plaquettes forestières, copeaux, poussières de ponçage, sciure, broyat grossier, résidus de production diverses, taillis Combustible sec ou humide Granulométrie Présence de peintures, colles, solvants ou autres impuretés Place pour séchage, broyage, stockage Détermination des besoins thermiques et électrique Relevé des consommations annuelles, mensuelles Besoins en eau chaude et/ou vapeur Relevé des profils de consommations de chaque bâtiment et du process Nombre de chaudières installées et année d installation circuit de chauffe Présence d une cabine électrique proche Projets d extension, de rénovation Réseau de chaleur Régulation 10
Concept «bi-énergie» Ce principe technico-économique vise à réduire la puissance du générateur bois à environ 40 à 70 % de la puissance totale nécessaire, tout en assurant un taux de couverture des besoins compris entre 80 et 90 % sur l'ensemble de la saison de chauffe. L appoint est généralement assuré par une chaudière «classique» au gaz ou au mazout. Par sécurité, cet appoint est néanmoins souvent dimensionné pour couvrir au moins 50 % des besoins, voire plus selon le niveau de sécurité souhaité. Bois Le concept bi-énergie : couplage avec une autre source d énergie Satisfaction des besoins des base - Récupération chaudière existante - Placement chaudière d appoint - Placement ballon tampon kw thermique 1.400,0 Figure 2 : Profil extrapolé besoins thermiques (totaux) - Ateliers protégés de Beauraing - station Rochefort 2005 Ce choix a pour conséquence de réduire les coûts d investissement de la chaudière bois et de lui permettre de fonctionner un maximum de temps dans sa plage de rendement maximal. 1.200,0 1.000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 Gaz 0,0 Janvier 1 Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Le concept bi-énergie : couplage avec une autre source d énergie Concept «bi-énergie» Figure 2 : Profil extrapolé besoins thermiques (totaux) - Ateliers protégés de Beauraing - station Rochefort 2005 1.400,0 1.200,0 1.000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 Janvier 1 Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre kw thermique Bois/Gaz Bois/Fuel kw thermique 1.400 1.200 Figure 6 : Monotone des besoins thermiques totaux - Réseau à Beauraing Chauffage Chaufferie bois 1.000 800 500 kwth pendant 3702 heures = 872398 kwhth/an (87 % du total) 600 400 200 0 1 1001 2001 3001 4001 5001 6001 7001 8001 heures Bois/Bois + Ballons tampon Bois seul Détermination de la place disponible Emplacement de la chaudière Place nécessaire sensiblement plus importante qu une chaudière classique Emplacement du stockage Capacité du silo de stockage dépend de l autonomie souhaitée de la place disponible de la consommation annuelle Stockage intermédiaire (séchage du combustible) Facilité d accès Les chaudières espace / accessibilité 11
L hydraulique en chaufferie / en sous-station État des lieux des installations existantes déficientes (circuits, pompes, collecteurs ) Équipements annexes inadaptés (vase d expansion, régulation, sonde, vannes ) Examen des sous-stations (production estivale ECS, raccordements ) Répartition des investissements Investissements En fonction : De la puissance de la chaudière (concept bi-énergie) De la technologie envisagée Des bâtiments à raccorder Du silo (emplacement, génie civil ) Du coût d achat du combustible De la manutention du combustible Source ITEBE 1999 Rentrées financières Economie sur prix d achat du combustible Coût d évacuation «déchets» Vente de chaleur Vente de CV Vente d électricité Emissions 12