ensemble énergétique du Canada

Biomasse

Alors que l’énergie renouvelable continue de croître dans le mix énergétique du Canada, les anciennes ressources énergétiques sont réexaminées de façon nouvelle. L’énergie créée à partir de la biomasse est utilisée pour créer des biocarburants et produire de l’électricité. Qu’est-ce que l’énergie issue de la biomasse et comment est-elle produite?

William Warby, Woodchip, https://www.flickr.com/photos/wwarby/12140895823/, (CC BY 2.0)

QU’EST-CE QUE LA BIOMASSE ET COMMENT EST-ELLE UTILISÉE POUR PRODUIRE DE L’ÉNERGIE?

Les principales sources de biomasse sont les copeaux de bois, les granules de bois et d’autres déchets ligneux. Parmi les autres sources, on trouve les déchets agricoles et organiques, tels que le fumier d’étable et les eaux d’égouts urbains.

La combustion du bois est la méthode de conversion de longue date de la biomasse en chaleur. D’autres méthodes de production de la chaleur ou de l’électricité comprennent la combustion directe, la co-cuisson, la gazéification, la pyrolyse et la digestion anaérobie.

Sous sa forme la plus simple, le bois utilisé dans un foyer afin de produire de la chaleur et de l’éclairage est de la biomasse. Cependant, de nouvelles formes de biomasse sont utilisées pour produire de l’électricité et du combustible en raison de l’augmentation de la demande d’énergie renouvelable.

La combustion directe, la méthode la plus courante utilisée pour convertir la biomasse, consiste à la brûler dans des chaudières. La chaleur provenant ainsi de la biomasse crée de la vapeur qui fait tourner une turbine reliée à un générateur. Cependant, la co-cuisson comporte la combustion de la biomasse avec du charbon dans une centrale traditionnelle. Il s’agit là d’une des façons les moins coûteuses de produire de l’électricité à partir de la biomasse, mais il est moins écologique.

Afin de gazéifier la biomasse, le produit est chauffé à des températures élevées dans un environnement dépourvu d’oxygène pour produire un gaz combustible qui peut être utilisé pour le chauffage et la production d’électricité. La pyrolyse adopte un processus semblable, mais le gaz est refroidi rapidement pour créer une bio-huile qui peut être brûlée comme le pétrole pour produire de l’électricité.

La dernière méthode utilisée pour convertir la biomasse en énergie est la digestion anaérobie. Les bactéries décomposent la matière organique, en l’absence d’oxygène, pour produire du biogaz comme sous-produit. Le mélange des déchets d’origine végétale et animale avec de l’eau dans des réservoirs exempts d’oxygène peut également créer du biogaz. Ce processus survient naturellement dans les sites d’enfouissement où se trouvent des déchets organiques.

D-Kuru / CC BY-SA 3.0 AT (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/at/deed.en)

COMMENT LES PRODUITS DE LA BIOMASSE ET LES BIOCARBURANTS SONT-ILS TRANSPORTES?

Les produits de la biomasse, sous forme solide, liquide ou gazéifiée, doivent être transportés chez les clients par camion, par chemin de fer ou par pipeline.

Les sources de biomasse sont habituellement éloignées des réseaux électriques et des villes. Par conséquent, il est difficile pour le citoyen ordinaire d’utiliser l’électricité produite à partir de la biomasse. Plusieurs installations de chauffage à distance au Canada utilisent la biomasse, parfois les déchets des scieries avoisinantes, pour produire de la chaleur et de l’électricité dans les immeubles d’une collectivité.

En raison de la construction de nombreuses centrales alimentées à la biomasse, on pourrait avoir besoin d’un plus grand nombre de moyens de transport. Cependant, les personnes qui chauffent au bois, un type de biomasse, peuvent utiliser cette énergie pour le chauffage et la cuisine sur place.

Dans les installations de chauffage à distance, la biomasse est convertie en chaleur ou en électricité à l’aide de diverses méthodes, puis acheminée aux immeubles par un réseau de tuyaux souterrains isolés. 

Robin Zebrowski, Biofuel, https://www.flickr.com/photos/firepile/3863002217/, (CC BY 2.0)

COMMENT L’ÉLECTRICITÉ PRODUIT DE LA BIOMASSE SE DÉPLACE-T-ELLE OÙ ELLE DOIT ALLER?

Le système électrique comporte trois étapes: la production, le transport et la distribution. La production consiste à produire de l’électricité, la transmission consiste à la déplacer et la distribution à la livrer aux clients individuels.

Les lignes de transport acheminent l’électricité des centrales aux utilisateurs finaux ou aux consommateurs. Lorsque l’électricité traverse ces lignes, une partie de l’électricité est perdue en raison de la résistance et se dissipe sous forme de chaleur. Pour réduire la quantité d’électricité perdue en transit, ces lignes de transport transportent de l’électricité à haute tension.

Les groupes électrogènes produisent de l’électricité basse tension et pour que cette électricité soit transportée là où elle doit aller, la tension doit être augmentée. Un transformateur «élévateur» est utilisé pour le convertir en une tension plus élevée que les lignes de transmission peuvent transporter. Une fois que l’électricité atteint sa destination, un transformateur «abaisseur» de la sous-station la reconvertit en une tension plus basse afin qu’elle puisse être utilisée par les consommateurs.

La dernière partie du réseau électrique est le réseau de distribution, qui est essentiellement le réseau de fils qui prend l’électricité des transformateurs et la transporte jusqu’aux utilisateurs finaux. Les services publics d’électricité sont des entreprises privées ou des organisations gouvernementales qui gèrent la production, le transport et la distribution d’électricité. La gestion du réseau électrique est un processus compliqué et une responsabilité importante.

Le Canada est relié aux États-Unis par un réseau international appelé «North American Power Grid». Le long de la frontière américaine, il y a plus de 35 connexions de transport, ce qui permet un commerce d’électricité flexible et mutuellement avantageux entre le Canada et son voisin.

À QUOI SERT L’ENERGIE DE LA BIOMASSE?

Les biocombustibles, les combustibles liquides renouvelables fabriqués à partir de la biomasse servent à alimenter les véhicules ou à produire de l’électricité à l’aide de piles à combustible. Les plus courants sont l’éthanol, produit principalement à partir du maïs, mais aussi du blé et d’autres matières premières au Canada, et le biodiesel, provenant des graisses animales, de l’huile à friture et de l’huile de canola.

En raison des préoccupations relatives au changement climatique et aux émissions polluant l’environnement, de même qu’à la flambée des prix du pétrole, les biocarburants offrent une solution de rechange écologique aux combustibles fossiles. L’éthanol peut être ajouté à l’essence, réduisant la composante combustible fossile dans l’essence et contribuant à diminuer les émissions de gaz à effet de serre. Le biodiesel réduit la dépendance du diesel ordinaire, réduisant également les émissions de gaz à effet de serre. Les biocarburants peuvent aussi servir à alimenter les piles à combustibles pour produire de l’électricité.

L’électricité produite de la biomasse est utilisée dans nos maisons et nos entreprises pour des choses comme l’éclairage, le chauffage et la climatisation, et pour alimenter des appareils et des appareils électroniques. Nous vivons dans un monde dépendant de l’électricité. Du réfrigérateur de votre cuisine à l’ordinateur que vous utilisez pour accéder à ce site Web, l’électricité est ce qui rend possible la plupart de nos commodités modernes.

Le biodiesel est offert en tant que carburant dans de nombreux pays européens, cependant, au Canada, c’est encore une industrie relativement jeune. La production de biocarburants est toujours confrontée à de nombreux défis et n’est pas sans controverse. Les écologistes s’inquiètent de l’énergie qui est utilisée pour faire croître la matière végétale nécessaire à la production de biocarburant et de savoir s’il s’agit d’une source d’énergie efficace. 

Idaho National Laboratory, Biofuel feedstocks, https://www.flickr.com/photos/inl/9192395303/in/[email protected]/, (CC BY 2.0)

QUEL EST L’IMPACT DE LA PRODUCTION D’ÉNERGIE À PARTIR DE LA BIOMASSE SUR L’ENVIRONNEMENT?

Tout comme pour les combustibles fossiles, la combustion de biomasse contribue aux émissions de GES et d’autres polluants. Les centrales de biomasse produisent des oxydes d’azote, du dioxyde de soufre et du dioxyde de carbone. Cependant, le dioxyde de carbone produit par la biomasse peut ne entraîner pas une augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique si les ressources en biomasse proviennent d’une source durable. Si elle est gérée de manière durable, la biomasse est considérée comme une source d’énergie renouvelable neutre en carbone.

La culture de plantes pour la production de bioénergie requiert toutefois de l’eau et des terres, et la récolte et le transport de la biomasse émettent des GES. Des recherches plus poussées sur la viabilité à long terme de l’exploitation de la biomasse, ses conséquences environnementales et les coûts qui y sont liés sont nécessaires pour déterminer la rentabilité de cette source d’énergie.

Il est difficile de mesurer l’empreinte carbone exacte de la biomasse et de la bioénergie, car la ressource peut provenir de terres dédiées, telles que des cultures cultivées spécifiquement pour la biomasse, ou de terres non dédiées, telles que des forêts ou des sites d’enfouissement. En général, la bioénergie collectée et brûlée à partir de terres dédiées est moins durable que la bioénergie à partir de déchets, tels que les gaz de décharge ou les déchets animaux.

OÙ TROUVE-T-ON DES INSTALLATIONS DE BIOMASSE AU CANADA?

Il existe des installations de biomasse indépendantes à petite échelle dans une grande partie du Canada. La Colombie-Britannique est la seule province qui utilise la biomasse à grande échelle et la biomasse fournit à la province environ 6% de son électricité. Les autres provinces avec d’installations de biomasse à grande échelle comprennent: l’Alberta, la Nouvelle-Écosse et le Nouveau-Brunswick.

La biomasse est aussi fréquemment utilisée pour fournir de la chaleur dans les communautés du Nord, en brûlant du bois dans des poêles à bois conventionnels.

SAVIEZ-VOUS?

Les compagnies aériennes prennent des mesures pour être plus économes en carburant, ce qui est motivé par la réduction des coûts autant que par des préoccupations environnementales. Diverses méthodes comprennent l’utilisation de matériaux plus légers pour l’équipement à bord, la limitation du poids des bagages et la facturation d’un supplément, et la conception de sièges pour à la fois alléger la charge de l’avion et être plus efficace avec l’espace. Tous ces ajustements ont un faible impact, mais ils n’enlèvent rien au fait que la plupart des avions fonctionnent toujours au kérosène, qui est un combustible fossile. C’est pourquoi l’industrie du transport aérien est à la recherche de carburants alternatifs – une solution qui peut être intégrée dans les systèmes d’aéronefs dont elle dispose actuellement, tandis que la recherche se poursuit sur des projets à plus long terme.

En réalité, la source d’énergie la plus verte et la plus efficace pour les voyages aériens dans un proche avenir sera probablement les biocarburants. Les plantes utilisées dans les biocarburants, comme la caméline, pourraient absorber le CO2 pendant leur croissance, avant de le rejeter dans l’atmosphère lorsqu’elles sont utilisées comme carburant. De plus, les moteurs d’avions n’auraient pas besoin d’être modifiés car le biocarburant répond aux mêmes spécifications que le carburant à base de pétrole.

En octobre 2012, le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) a piloté le premier avion civil au monde, un Falcon 20, propulsé à 100% par du biocarburant non mélangé. Un autre avion a volé derrière le jet, collectant des échantillons pour les tests d’émissions. Le CNRC a constaté que le biocarburant était plus propre et tout aussi efficace que le carburant ordinaire des avions. La recherche sur les effets environnementaux de l’utilisation des biocarburants est toujours en cours. En avril 2017, Air Canada a participé au projet de recherche sur les émissions et les émissions de carburant de remplacement de l’Aviation civile du CNRC, qui a mesuré les traînées d’échappement de cinq vols au biocarburant entre Toronto et Montréal.

D’autres études, dans lesquelles le biocarburant a été mélangé avec du carburéacteur traditionnel, ont montré que les émissions de particules étaient réduites d’au moins 50% lors des vols d’essai. Ainsi, si le biocarburant est plus propre et que les compagnies aériennes n’ont pas à investir dans la modernisation des moteurs d’avions, pourquoi le biocarburant n’est-il pas plus largement utilisé? Le problème se résume au coût, qui provient principalement du manque d’infrastructure pour la production et la distribution de biocarburants. Actuellement, le biocarburant coûte environ quatre fois plus cher que le carburant conventionnel.

La recherche de solutions énergétiques plus vertes ne fera que devenir plus urgente à mesure que l’industrie du transport aérien continue de croître rapidement. Aux États-Unis, des aéroports comme LAX à Los Angeles ont commencé à utiliser du biocarburant dans les opérations commerciales régulières. En 2016, Air Canada a lancé un projet de trois ans visant à introduire du biocarburant dans le système d’alimentation en carburant de l’aéroport international Montréal-Trudeau. Le biocarburant est encore relativement nouveau, mais avec le temps, on s’attend à ce que les coûts baissent et que le biocarburant devienne un carburant alternatif plus viable.