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Le chauffage à la biomasse forestière résiduelle comme source de

développement durable

Mémoire présenté à la Commission sur les enjeux énergétiques du

Québec

par

Louis-Martin Dion, ing., M.Sc.

Montréal, Québec

Octobre 2013

Commission sur les enjeux énergétiques du Québec Louis-Martin Dion, ing., M.Sc.

2

Mémoire

Ce mémoire résume certaines de mes positions à la fois personnelles et professionnelles dans

le contexte de la consultation publique du gouvernement sur les enjeux énergétiques du

Québec.

Les points de vue et suggestions présentées reflètent principalement mon expérience

professionnelle à titre d’ingénieur consultant, concepteur et gestionnaire de projet en efficacité

énergétique et en production d’énergie thermique. Les sujets se concentrent surtout sur mes

observations lors de conceptions, de réalisations et de visites de nombreux projets de

chauffage à la biomasse forestière résiduelle depuis 2009.

Ce mémoire aborde cinq points principaux :

1) Diversification des sources énergétiques;

2) Efficacité énergétique en avant-plan;

3) Distinction entre énergies électrique, thermique, mécanique et autres;

4) Encourager les bonnes pratiques et les politiques adaptées;

5) Biomasse forestière résiduelle pour la production de chaleur comme source de

développement durable


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1) Diversification des sources énergétiques;

En matière d’exploitation, de transformation ou d’utilisation de sources énergétiques, la position

d’un gouvernement doit assurer une sécurité énergétique pour son territoire et sa population.

Cette sécurité énergétique à long terme est garantie en bonne partie grâce à la diversification

des sources de productions énergétiques et le soutien à l’innovation et aux bonnes pratiques.

En économie tout comme en écologie, la diversification constitue une stratégie durable à long

terme et s'applique aux ressources énergétiques d'un territoire. Un gouvernement doit ainsi

veiller à conserver, soutenir et encourager une expertise publique et privée dans tous les

différents domaines de productions d’énergie. Le Québec possède déjà de multiples

chercheurs, concepteurs, travailleurs, experts, professionnels, œuvrant dans multiples secteurs

énergétiques et doit continuer d’offrir des opportunités de développement. Le Québec est déjà

un leader reconnu en hydro-électricité, mais doit viser à égaler, voire dépasser, les experts

mondiaux des autres sources émergentes même si elles représentent une plus petite fraction

de l'éventail énergétique de la province.

2) Efficacité énergétique en avant plan;

L’efficacité énergétique doit demeurer une priorité cruciale pour le gouvernement dans tous

les secteurs : municipal, commercial, industriel, agricole et le transport. L’implantation de

mesures d’efficacité énergétique permet aux industries de maintenir leur productivité (voire

même l’accroître) tout en réduisant significativement l’utilisation de ressources énergétiques (et

naturelles), i.e. produire autant et mieux avec moins.

Les entreprises québécoises de tous secteurs devraient continuer d'avoir accès

facilement à des services professionnels d’audit énergétiques, d’études de faisabilité,

d’implantations de projets et de suivis grâce au soutien du gouvernement. Ces

démarches rigoureuses, devant être supervisées ou effectuées par des ingénieurs, permettent

à une entreprise d’effectuer un bilan énergétique précis de leurs activités pour ainsi mieux

planifier leurs optimisations. En particulier, les études d’intégration des procédés (dont certains


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outils sont développés au Québec) offrent des démarches très avantageuses pour le secteur

industriel et devraient continuer d’être supportées par le gouvernement pour qu'elles soient

davantage accessibles.

En sommes, ces analyses d'efficacité énergétique encouragent à réduire les besoins de

consommation énergétique d’un projet avant même de chercher à implanter toute autre

nouvelle solution de production d’énergie.

3) Énergie thermique et énergie électrique;

Il existe de nombreuses formes d’énergies que ce soit électrique, mécanique, thermique,

chimique, etc. Dans un cadre de soutien aux énergies renouvelables et émergentes, il est

essentiel que le gouvernement distingue la production d’énergie électrique de la production

d’énergie thermique (chaleur, eau chaude, vapeur ou autres fluides thermiques).

Par exemple, les technologies d’énergie solaire pour la production d’électricité ou de chaleur

sont foncièrement différentes. Ces deux applications diffèrent significativement sur plusieurs

aspects tels que leur viabilité économique à grandes et petites échelles, la provenance de leurs

composantes, leur méthode d’implantation ou leur rendement de conversion énergétique. On ne

peut donc pas comparer des panneaux solaires électriques à des panneaux solaires thermiques

puisque leur application n'est pas la même.

Cette réflexion est également applicable à l’utilisation de la biomasse forestière résiduelle à des

fins énergétiques. Il a souvent été critiqué que l’utilisation de résidus de bois pour la production

d’électricité était peu viable au Québec. De plus, certaines de ces usines de production

électrique ne récupèrent pas systématiquement la chaleur produite et nécessitent une utilisation

abondante de la ressource locale. Par contre, les projets de production de chaleur uniquement

(vapeur ou fluide thermique) ont connu un essor favorable depuis les dernières années. Les

projets de chauffage à la biomasse forestière sont viables à court terme, encouragent le

développement des régions et viennent souvent remplacer d’anciennes centrales thermiques

fonctionnant aux combustibles fossiles. La viabilité, l’impact environnemental et la complexité

de projets à la biomasse diffèrent catégoriquement et sont surtout à l’avantage des projets

thermiques.


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Il est difficile de classifier les technologies de production électrique et de production thermique

au sein d’une même catégorie puisque leur viabilité technico-économique au Québec divergent.

Il est impossible de juger les technologies ou projets d’énergie solaire ou de biomasse forestière

par exemple sans faire la distinction entre la production d’électricité ou de chaleur.

Le gouvernement devrait toujours distinguer la production électrique et de la production

thermique (ou autres formes d’énergies) lorsqu’il est question d’énergie solaire, de biomasse

forestière ou d'autre source d'énergie.

4) Encourager les bonnes pratiques et les politiques adaptées;

Comme pour tout projet, toute technologie ou toute politique, ce ne sont pas seulement les

idées, les technologies ou les programmes qui comptent, mais aussi l’importance que ces

solutions soient implantées et adaptées sur un site selon les règles de l'art, tout en considérant

les paramètres du contexte local.

En possédant une vision d’ensemble de l’industrie énergétique du Québec tout en ayant

une compréhension de la spécificité de chacune des technologies, le gouvernement peut

mieux encadrer les technologies émergentes et surtout, de mettre à jour ses Lois et

Règlements reflétant les dernières innovations. Les politiques peuvent ainsi être

adaptées aux nouvelles approches modernes afin de mieux encadrer l'innovation plutôt

que de la freiner.

Un exemple de règlementation qui pourrait être mise à jour concerne la biomasse de résidus

agricoles. Certains résidus agricoles peuvent être utilisés comme source d'énergie dans des

chaudières pour chauffer des bâtiments ou des procédés. Puisque la composition de résidus

agricoles est plus diversifiée que pour les résidus de bois forestiers, il y a nécessairement, et à

juste titre, des règlements provinciaux particuliers pour cette utilisation. Toutefois, il y a

présentement une restriction sur la puissance de chaudière pouvant utiliser ces résidus comme

combustible: seules des chaudières de 3 mégawatts (MW) et plus peuvent utiliser des résidus

agricoles. Toutefois, une chaudière de 5 MW n'est pas nécessairement plus efficace ou moins

polluante qu'une chaudière de 1 MW.


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La performance dépend de la conception de la chaudière. La puissance de l'appareil ne devrait

pas être le critère limitatif, mais plutôt la performance et certains éléments de conception du

système lui-même (ex: sonde d'oxygène, béton réfractaire, combustion contrôlée par automate,

dépoussiéreur avec document technique en démontrant la performance, etc.). En fait, les

manufacturiers et distributeurs de chaudières devraient toujours présenter la courbe de

performance de leur équipement en fonction de la biomasse utilisée, tel qu'il est exigé pour la

plupart des équipements et appareils énergétiques (fournaises, pompes, moteurs, etc.). Bien

que les manufacturiers européens le fassent déjà, on retrouve aussi une initiative américaine

afin de développer des standards sur les appareils de combustion de biomasse pour les

secteurs municipal, commercial, industriel et agricole. La règlementation québécoise pour la

biomasse agricole de même que pour la biomasse forestière devrait surtout tenir compte de la

performance des appareils pour toutes puissances.

Encourager les bonnes pratiques signifie aussi l'implantation de projets qui seront fonctionnels

et durables. Notamment, il est essentiel que les technologies retenues soient bien adaptés à la

région et aux besoins à la base d'un projet. Toute technologie ne peut être appliquée

systématiquement partout; il y a toujours une meilleure solution pour une situation donnée.

Les projets de qualité deviennent généralement des vitrines pour l'industrie et constituent

ainsi des standards pour l'avenir. Toutefois, l'inverse est aussi vrai lorsqu'un projet échoue, ce

qui peut avoir des répercussions négatives sur toute une industrie. Bien souvent, on critiquera

ou on cessera d’appuyer une idée ou une technologie à tort étant donnée d’un mauvais

exemple ou d’un échec. En soutenant des projets développés et conçus avec rigueur et selon

les règles de l'art, il est possible d'assurer à l'avance le succès de projets innovateurs.

5) La biomasse forestière résiduelle pour la production de chaleur comme

source de développement durable

Il y a long à décrire au sujet de la biomasse énergétique. Sa définition est en effet vaste et

parfois mal comprise puisqu'elle englobe plusieurs sources de matières organiques

résiduelles et plusieurs technologies fondamentalement différentes. Il est impossible de

juger l'utilisation de biomasse énergétique sans définir avant tout de quelle source de biomasse


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et de quelle technologie il est question. On peut définir la biomasse comme toute matière

organique dérivée de résidus forestiers, de résidus agricoles de production végétale et animale,

de déchets municipaux, commerciaux ou industriels et ce, sur une base renouvelable. Des

exemples concrets incluent les copeaux de bois, les écales de grains, les boues d'usine de

traitement des eaux, le lisier de porc, les algues, etc.

Le schéma précédent présente les différentes applications possibles selon le taux d'humidité de

la biomasse considérée, tels que les bioproduits, les bioprocédés, les carburants liquides, la

production de chaleur, etc. Il faut noter qu'il existe des schémas plus complets offrant encore

plus de possibilités d'application. Il faut aussi prendre note que le taux d'humidité n'est pas la

seule caractéristique limitant le type de conversion énergétique (ex: granulométrie, taux de

cendre, densité, pouvoir calorifique, renouvellement, etc.). Un projet de conversion

thermochimique comparativement à un projet de conversion biochimique n'aura pas la même

viabilité, la même portée d'application, les mêmes défis techniques, le même temps de

développement ou le même impact social, environnemental ou économique.

Lorsqu'il est question de biomasse énergétique, il est donc crucial que le gouvernement

maîtrise les distinctions parmi les différentes sources de biomasse et parmi les

différentes technologies disponibles. Chacune des sources et des technologies nécessite

son propre encadrement et un soutien distinct.


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La biomasse forestière résiduelle:

À l'image des énergies solaires, il est important de distinguer les projets électriques des projets

thermiques seulement ou de cogénération lorsqu'il est question de biomasse forestière

résiduelle. Les projets de production électrique à partir de résidus de bois ont parfois été

critiqués étant donnée l'échelle importante de chacun de ces projets, du volume substantiel de

ressource nécessaire et des coûts de revient par kilowattheure électrique difficilement compétitif

avec l'hydro-électricité.

Par contre, les projets de production de chaleur seulement ont démontré de nombreux

avantages. Ces projets sont à ce point distinct des autres applications de la biomasse que les

États-Unis ont fondé une organisation spécifique pour le chauffage à la biomasse (Biomass

Thermal Energy Council).

- Puissances variées: Alors que les projets électriques actuels nécessitent une puissance de

production élevée, les projets thermiques permettent plusieurs échelles d’application rentables

que ce soit au niveau municipal, commercial, industriel ou agricole.

- Meilleur rendement: Le rendement pour convertir la ressource brute en énergie thermique

est beaucoup plus élevé (autour de 80%) alors qu'il est beaucoup plus faible pour la production

électrique (entre 20 et 30%). La cogénération offre de meilleur rendement, mais les coûts

d'implantations et d'opérations dépassent largement ceux de la production thermique

seulement.

- Compétition aux combustibles fossiles: Les résidus forestiers sont en concurrence

directe avec les combustibles fossiles appliqués pour la production thermique de puissances

élevées (tels que l’huile no2, l’huile usée, le propane et même le gaz naturel selon les

conditions régionales); En effet, la combustion de biomasse résiduelle permet de produire des

puissances de chauffage élevées de façon constante et contrôlée et qui sont difficilement

atteignables par d'autres énergies renouvelables. Ainsi, la biomasse est une source viable pour

remplacer dès maintenant les combustibles fossiles utilisés pour le chauffage de moyennes et

de grandes surfaces.


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- Une solution énergétique québécoise: Étant donné l'abondance de cette ressource

renouvelable dans la province, la biomasse forestière résiduelle appliquée pour la production

d’énergie thermique est l’une des solutions énergétiques la plus adaptée au contexte

québécois. En effet, la ressource énergétique même et la majorité des composantes de

ces projets proviennent de la province. Puisque les projets de chauffage à la biomasse sont

viables uniquement lorsque l'approvisionnement est disponible localement en quantité

suffisante, durable et renouvelable, la majorité de l'argent investie en coût d'opération de

chauffage est retournée directement dans l'économie locale.

- Source de développement durable: La biomasse résiduelle utilisée pour le chauffage

répond directement aux trois volets du développement durable:

o environnemental par la source d’énergie renouvelable choisie et la conceptualisation

moderne et durable maintenant possible des installations qui viennent généralement

remplacer une énergie fossile;

o économique grâce à la diminution des coûts d’opération qui permettent des

investissements pour l’expansion, la recherche et le développement, le personnel;

o social par la création et la rétention d’emplois et le développement régional;

Le chauffage à la biomasse forestière a été développé depuis le siècle dernier en Europe

principalement pour atteindre un niveau de haute technologie. Les chaudières modernes sont

maintenant entièrement automatisées, nécessitent un minimum d'entretien et d'interventions

quotidiennes. Au Québec, cette conception moderne du chauffage à la biomasse connaît un

essor depuis les 5 dernières années. En effet, la rentabilité de projets de chauffage à la

biomasse a été démontrée pour de nombreux projets en région. La majorité de l'argent

investie dans les coûts d'opérations de ces projets retourne directement à l'économie

locale et permet aux entreprises forestières locales de diversifier leurs activités tout en

assurant une meilleure rétention de leur personnel.

Comme toute autre technologie, il demeure important d'encourager les bonnes pratiques et

d'offrir un cadre réglementaire bien adapté aux spécificités de cette industrie. Les projets

de chauffage à la biomasse en particulier nécessitent d'être bien planifiés à l'avance, de faire

appel à des professionnels pour la conception, l'implantation et le suivi, de faire des choix

technologiques basés sur la qualité et la performance et non seulement sur le prix et de

s'assurer d'obtenir une garantie approvisionnement à long terme et renouvelable.


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Développements à venir:

Le gouvernement doit s'assurer de comprendre, d'encadrer et de soutenir les développements

à venir suivants de la filière bois énergie:

- Émissions atmosphériques: il doit y avoir un suivi continu afin que les chaudières à la

biomasse installées au Québec puissent se conformer aux nouvelles réglementations qui seront

en vigueur en 2016. Il devrait y avoir un soutien à l'installation de dépoussiéreurs modernes et

efficaces. De plus, puisqu'un propriétaire de chaudière à la biomasse doit effectuer des

échantillonnages à des intervalles donnés, un soutien est nécessaire pour la mesure des

émissions atmosphériques pour les petites installations (entre 150 et 3000 MW).

- Plateforme bois énergie: à la lumière des développements de la filière en Europe, il ne suffit

pas de soutenir les projets de chauffage à la biomasse et les manufacturiers de chaudières, il

faut aussi soutenir les acteurs intermédiaires. Par exemple les plateformes bois énergie sont

des centres de tri et de conditionnement de biomasse forestière résiduelle permettant ainsi

d'offrir un combustible plus uniforme en termes de qualité, de granulométrie et de taux

d'humidité. Ces plateformes devraient être soutenues et encadrées par le gouvernement afin

d'en faciliter le développement.

Il est important que le gouvernement comprenne bien les distinctions parmi les sources de

biomasses et qu'il saisisse bien le potentiel de cette solution. La filière bois énergie ne constitue

certes pas une fraction majoritaire du portefeuille énergétique du Québec (tel que l'hydro-

électricité, le gaz naturel ou l'essence). Même si son secteur d'application est plus limité que

d'autres sources énergétiques, cette filière est viable et applicable dès maintenant pour les

projets de production thermique.


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Conclusion

Pour conclure, il faut se rappeler qu’au point de vue énergétique, il n’y a pas qu’une seule

solution ou une seule priorité, mais bien un amalgame de solutions complémentaires et

diversifiées et qui doivent toutes êtres soutenues et comprises par le gouvernement.

L'efficacité énergétique devrait toujours être priorisée avant même de concevoir de

nouveaux projets de production énergétique.

Il faut continuer de distinguer les projets électriques, les projets thermiques et autres

applications lorsqu'il est question de biomasse énergétique.

La biomasse solide (résidus forestiers, résidus agricoles) appliquée pour le chauffage de

grandes surfaces doit faire partie intégrante de la stratégie énergétique du Québec et

continuer de recevoir un appui soutenu de la part du gouvernement.

Étant donné l’abondance de ses ressources forestières, le Québec possède tout le

potentiel de devenir le leader du chauffage à la biomasse forestière en appliquant les

meilleures pratiques de l’industrie tout en assurant une utilisation contrôlée de la ressource.

La filière bois énergie est un véritable moteur de développement régional pour les secteurs

municipal, commercial, industriel et agricole.

Louis-Martin Dion, le 11 octobre 2013

P.S. J'inclus en annexe certaines présentations données lors de colloques et conférences sur le

chauffage à la biomasse.

Annexe 1 - Conférence intitulée "Les chaudières à la biomasse" - Colloque Agri-Énergie

2012

Annexe 2 - Conférence intitulée "Le potentiel du chauffage aux granules pour l'industrie

agricole" - Conférence canadienne sur le chauffage aux granules de bois 2013

Annexe 1 - Commission sur les enjeux énergétiques du Québec


2013-10-11 1

Louis-Martin Dion, ing.jr., M.Sc. Jean Gobeil & Associés inc.

Colloque Agri-Énergie, 1ière édition Shawinigan

25 octobre2012

LES CHAUDIÈRES À LA

BIOMASSE - PUISSANCE ET TYPE

- EFFICACITÉ ET RENDEMENT

POINTS ABORDÉS DANS LA PRÉSENTATION

Dimensionnement de la chaudière

La biomasse comme combustible

Granulométrie

Taux d’Humidité

Efficacité & Rendement des chaudières

Fabricants et distributeurs de chaudières à la biomasse au Québec



2013-10-11 2

DIMENSIONNEMENT DE LA

CHAUDIÈRE

Définir ses besoins

Audit énergétique

Efficacité Énergétique

Importance de ne pas Sur-dimensionner

Puissance de pointe

Minimum de charge: 25% ou 10%

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

De

gré

s-jo

urs

de

chau

ffag

e

Demande annuelle d’énergie thermique

(Source : Yann Rogaume, Professeur, Directeur adjoint LERMAB)

Demande quotidienne d’énergie thermique


CHAUDIÈRE

(Source : Yann Rogaume, Professeur, Directeur adjoint LERMAB)

le réservoir d’hydro-accumulation

Lissage de la consommation

(Serres Demers 2012, St-Nicéphore, 2 000 000 Litres)



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CHAUDIÈRE

Impact sur le dimensionnement de la Chaudière

90°C

50°C

Source: http://www.bioenergie-promotion.fr/17983/schmid-constructeur-de-chaudieres-a-bois-depuis-75-ans-160-kw-a-25-mw/

(Serres Lefort 2011, Ste-Clotilde, 1 300 000 Litres)

COMBUSTIBLE BIOMASSE

IMPACT SUR LA CHAUDIÈRE

Impacts du type de biomasse sur la chaudière:

Alimentation automatique

Insertion automatique dans le foyer

Applications particulières

Dimension du foyer

Air Primaire & Air Secondaire

http://www.bioenergie-promotion.fr/17983/schmid-constructeur-de-chaudieres-a-bois-depuis-75-ans-160-kw-a-25-mw/































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IMPACT DE LA GRANULOMÉTRIE


Alimentation automatique

Extracteur à poussoir hydraulique

Convoyeurs

Vis sans fin

Granulométrie plus grosse Granulométrie plus petite




Insertion automatique dans le Foyer

Granulométrie plus grosse Granulométrie plus petite

Grilles Mobiles ou Fixes Type « Volcan »

Poussoir hydraulique Vis sans fin

Source: http://www.binder-energy.fr/ & http://www.boisenergie.guidenr.fr & http://www.bioenergie-promotion.fr

http://www.binder-energy.fr/



http://www.boisenergie.guidenr.fr/

http://www.bioenergie-promotion.fr/





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Applications particulières

Poussière de bois

Foyer insufflé & Vis sans fin

Biomasse Humide Granulométrie plus grosse

Beaucoup de Cendres

Lit Fluidisé

Systèmes à Air Chaud Évaporateurs acéricoles

Source: http://www.binder-energy.fr/ & http://www.lsbilodeau.com & http://www.brighthubengineering.com


AUTRES IMPACTS

Impacts potentiels de la biomasse agricole:

Taux de cendres plus élevé

Plus basse température de foyer

Dimension du foyer

Présence de soufre, de chlore, de potassium et autres?

Fluide Caloporteur :

Eau Chaude

Eau chaude surchauffée

Vapeur (Basse Pression, Haute Pression)

Air Chaud




http://www.lsbilodeau.com/

http://www.brighthubengineering.com/



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IMPACT DU TAUX D’HUMIDITÉ


Dimension du foyer

Biomasse Humide Granulométrie moins dense

Biomasse Sèche Granulométrie plus dense

<

Pour une Puissance égale

Source: http://www.binder-energy.fr/


IMPACT DU TAUX D’HUMIDITÉ


Air Primaire, Air Secondaire & Système d’introduction

Débit d’air, mouvement des grilles & débit d’introduction pour:

Biomasse Sèche Granulométrie plus dense

Débit d’air, mouvement des grilles & débit d’introduction pour:

Biomasse Humide Granulométrie moins dense

≠ Pour une Puissance égale

Source: http://www.boisenergie.guidenr.fr/I_foyer-chaudiere-bois.php




http://www.boisenergie.guidenr.fr/I_foyer-chaudiere-bois.php







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Plusieurs mesures de la performance d’une chaudière:

Rendement Électrique

Efficacité de l’Épurateur (dépoussiéreur)

Efficacité de Combustion

Rendement Thermique

Rendement Saisonnier

Coût de Revient

EFFICACITÉ & RENDEMENT

Rendement Électrique

Rapport entre la Puissance électrique et la Puissance thermique;

ou entre la Consommation électrique (kWh électrique) et

la Chaleur fournie (kWh thermique);

Généralement: entre 2 et 3% de la Puissance thermique




2013-10-11 8

Efficacité de l’Épurateur (dépoussiéreur)

Efficacité à collecter les particules fines

Normalement Garantie par le manufacturier

Norme 150 mg/m3 à 7% O2

Certificat d’autorisation pour les systèmes de 3000 kW et +


Sources : Compte R. et CRIQ.

Efficacité de Combustion Mesure si la Combustion est Complète et sans Imbrûlés

Lié au Ratio d’Air Primaire & Secondaire, à l’Excès d’Air et aux Gaz Résiduels

Méthode de Calcul:

Selon les quantités résiduelles de Monoxyde de Carbone et de Dioxyde de Carbone dans la cheminée

Peut atteindre près de 99,99%, mais n’est pas un indicateur direct du transfert de chaleur vers le fluide thermique (eau, vapeur)


comb = 100 - f x (Tfumées - Tamb) / %CO2

Règlement sur l’assainissement de l’atmosphère (MDDEP)

Règlement de la Communauté métropolitaine de Montréal



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Rendement thermique ou Rendement Utile Autres appellations: Nominal, Global ou Instantané Efficacité de conversion thermique


Rendement utile = 80%

Puissance Brute Ex: 1250 kW 125 BHP

Puissance Nette Ex: 1000 kW 100 BHP


Rendement thermique

Moyenne: entre 70 et 80%

Systèmes performants: entre 80 et 85%

Avec économiseur de cheminée: entre 85 et 90%

Avec condenseur: Plus de 90%


Source: http://www.elyde.fr/reseau-de-chaleur/chaudiere-biomasse/






























http://www.elyde.fr/reseau-de-chaleur/chaudiere-biomasse/









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Rendement thermique diminue lorsque Taux de charge diminue Minimum de charge 10% (granules) à 25% (copeaux) Importance d’obtenir une Courbe de Rendement et Courbe de Puissance

de la chaudière selon: Taux de charge Taux d’humidité de la biomasse


Rendement Saisonnier tient compte de:

Modulation du taux de charge

Multiples Arrêts/Départs

Maintenance, Encrassement

Température extérieure

Diminution du Rendement de 2 à 20% ou plus selon l’utilisation et l’entretien de l’appareil



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Rendement Saisonnier

Importance de sous-dimensionner

90°C

50°C

=


(Serres Lefort 2011, Ste-Clotilde, 1 300 000 Litres)

et/ou


Sonde de

température

Débitmètre

Manomètre

Q

Mesure du Rendement

Plan de mesurage

Instrumentation:

Compteur énergétique (kWh)

Tenir un Registre

Moyen efficace de:

Mesurer la puissance et la chaleur fournies par la chaudière

La performance de la chaudière à court terme et long terme

Calculer les GES évités

(Serres Demers 2012, St-Nicéphore, Compteur énergétique)
































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Coût de revient:

$ / kWh thermique

Coûts d’opérations annuels de la chaufferie biomasse par rapport à l’énergie annuelle produite

Inclus:

Coûts de la biomasse

Coûts électriques

Maintenance et entretien

Main d’œuvre

Assurances

Remboursement de prêts, intérêts, etc.


Manufacturiers Agrisource

BFI Boilers

Biofour

BMA Tech

Chauffage Éconoserre

Combustion Experts

Compte-Fournier

Ducova

Ecosens Énergie

Groupe Simoneau

Idéal Combustion

L.S. Bilodeau

SBI International

Transfab Énergie

Wellons Canada

FABRICANTS ET DISTRIBUTEURS DE

CHAUDIÈRES À LA BIOMASSE AU QUÉBEC

Distributeurs

BeloTEQ (Uniconfort)

DisTech (Viessman)

Distribution LG (Pelco)

Énergies Sonic (Blue Flame Stocker)

Groupe Malenfant (Maxim Central Boiler)

Hargassner Canada

Resomass (Ökofen)

Soudure Bernard Bisson (Heatmor)

Importance du Service Après-vente



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Services Offerts:

Chaudière seulement

Clé en main

Réserve jusqu’à la chaudière

Boîte énergétique


Source: http://www.bsria.co.uk/news/biofuels/

Source: http://www.lemoniteur.fr/197-eau-energie/article/actualite/830942-biomasse-baisse-des-tarifs-d-achat

Source: http://www.renewableenergymagazine.com/article/conference-highlights-latest-biomass-heating-innovations-ahead

FABRICANTS ET DISTRIBUTEURS DE CHAUDIÈRES À LA BIOMASSE AU QUÉBEC

Services Offerts:

Chaudière seulement

Réserve jusqu’à la chaudière

Clé en main

Boîte énergétique

Services spécialisés

Options varient beaucoup

FABRICANTS ET DISTRIBUTEURS DE CHAUDIÈRES À LA BIOMASSE AU QUÉBEC

Qu’est-ce qui est inclus ou exclu?






























http://www.bsria.co.uk/news/biofuels/

http://www.lemoniteur.fr/197-eau-energie/article/actualite/830942-biomasse-baisse-des-tarifs-d-achat

















http://www.renewableenergymagazine.com/article/conference-highlights-latest-biomass-heating-innovations-ahead















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Combien ça coûte?

Difficile d’associer un prix à une puissance de chaudière

Quelles Options sont incluses dans le prix?

Difficile de comparer ou éliminer des choix seulement sur la base d’un prix

Investissement important pour une durée de vie souhaiter de 20 ans et plus

Pour s’y retrouver:

Se préparer d’avance

Faire appel à des conseillers professionnels

Parler à d’autres utilisateurs

Visites et séances d’information

COÛT D’UNE CHAUDIÈRE

CONCLUSION

Parmi toutes les Options, il y a une Solution plus adaptée à vos besoins

Le choix d’une chaudière:

Application & Utilisation

Type de biomasse

Dimensionnement

Performance désirée

Modèle de chaudière

Émergence du projet

Étude de faisabilité

Réalisation des travaux

d’implantation

Gestion du système



2013-10-11 15

QUESTIONS?

Projet de conversion à la biomasse aux Serres Lefort , 2011 (2x 6000 kW) Réalisation : Jean Gobeil & Associés Inc.



2013-10-11 1

Louis-Martin Dion, ing.jr., M.Sc. Jean Gobeil & Associés inc.

Conférence canadienne sur le chauffage aux granules de bois Québec

1er mars 2013

LE POTENTIEL DU

CHAUFFAGE AUX GRANULES

POUR L’INDUSTRIE AGRICOLE

POINTS ABORDÉS DANS LA PRÉSENTATION

L’énergie en agriculture

Les applications et les besoins

Granules versus Copeaux

Études de cas : Producteurs en serres

Développements à venir


Financement

Conclusion



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L’ÉNERGIE EN AGRICULTURE

Sources énergétiques

Sourc

Applications thermiques Chauffage: Eau chaude, Vapeur, Air chaud

Carburant diésel36%

Essence27%

Électricité24%

Propane10%

Gaz Naturel1,4%

Mazout légers1,2%

Autres0,2%

Source: http://garringergasifier.com/gasificationbasics.html Source: Énergie et agriculture : enjeux du contexte québécois, Isabelle Bouffard, agroéconomiste, UPA; Office de l’efficacité énergétique 2008

Fermes : Bâtiment, garages, granges, etc.

Serres : Petit complexe jumelé, tunnels et serres individuelles

Poulaillers & autres bâtiments d’élevage

Industrie laitière

Séchoirs et séchoirs à grains

Meuneries

Acériculture

DOMAINES D’APPLICATION

http://garringergasifier.com/gasificationbasics.html



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LE CHOIX DES GRANULES

Granules ou Prix du combustible

10-12 $/GJ Plus élevé ≈ 45 %

Coût de l’installation Moins cher ≈ 35%

Copeaux ?

5,5-7,5 $/GJ

0 $

500 000 $

1 000 000 $

1 500 000 $

2 000 000 $

2 500 000 $

3 000 000 $

Coût immobilisation

Coût de combustible

Coût d'opération

Producteur en serres 1,7 ha # 2 Granules # 2 Copeaux

0 $

200 000 $

400 000 $

600 000 $

800 000 $

Coût immobilisation

Coût de combustible

Coût d'opération

Producteur en serres 0,2 ha # 1 Granules # 1 Copeaux

LE CHOIX DES GRANULES

Résultats d’analyses: Période d’utilisation Coûts combustible +++ Coûts équipement --- Coût de revient ($/kWh thermique) &

retour sur investissement

Préférences des producteurs: Simplicité Espace restreint Automatisation complète de la réserve



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ÉTUDE DE CAS

Producteur en serres #1: Produits horticoles

Puissance installée: Chaudières Usagées 2x 1,5 MBTU/h (total de 880 kW)

Superficie totale: 5400 m² (57 750 pi²)

Chauffée aux granules: 3400 m² (37 000 pi², soit 63% de la superficie 3 mois/an)

40%de la superficie 4 mois/an

Coût du projet: 155 000 $ (Subventions: 30 000$)

Coûts des granules: 200$/t (Plusieurs fournisseurs, 400t/an)

Économies:

plus de 155 000 L d’huile no2

Plus de 55 000$/an

Retour sur investissement: 2 ans (1,3 ans avec subventions)

ÉTUDE DE CAS

Producteur en serres #2: Produits maraîchers

Puissance à installer: Chaudière Neuve, clé en main 1,4 MBTU/h (total de 400 kW)

Superficie totale chauffée: 1700 m² (18 000 pi²) 100% de la superficie 12 mois/an

Coût du projet: 470 000 $ (subventions 235 000$)

Coûts des granules: 200$/t (Plusieurs fournisseurs 250 t/an)

Économies:

plus de 190 000 L d’huile usée

Près de 50 000$/an

Retour sur investissement: 9,5 ans (4,7 ans avec subventions)



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ÉTUDE DE CAS

Différences entre Producteur #1 & Producteur #2:

Difficilement comparables:

Plus de risques, d’alarmes & d’interventions?

Pas la même longévité & durabilité

Pas le même degré d’automatisation

Clé en main ou non

Différentes capacités financières

En bref: Chaque solution répondait aux capacités et besoins distincts des producteurs

Densification

Autoproduction Micro-cogénération:

- Option de mesurage net pour les Autoproducteurs

DÉVELOPPEMENT À VENIR



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DÉVELOPPEMENT À VENIR

Enrichissement en CO2

Serres, tunnels

Fournaise Caddy Alterna avec système de filtration modifié

Chaleur

&

CO2

Photos: Yves Roy

ÉTUDE DE FAISABILITÉ

Vision professionnelle extérieure et objective

Services d’accompagnement

Permet de bien valider: la viabilité du projet une option comparativement à d’autres

Permet d’identifier à l’avance: Meilleures pratiques, Technologies adaptées (et les moins problématiques!) Fournisseurs de services

Succès de tout projet: Conception et Planification



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FINANCEMENT

Retour sur investissement: 3 ans

Subventions BEIÉ MAPAQ

Financement

Plus accessible grâce aux études de faisabilité

Perspectives à venir:

Crédits sur le financement des équipements

Images: http://www.adaptyv.fr/site/autres/etudes-de-faisabilite & http://imaginehomestaging.com/index.php?p=combiencacoute&lang=fr

CONCLUSION

Granules de bois peuvent être une solution viable en agriculture

Solution contribuant au développement régional et énergétique au Québec

Émergence du projet


Réalisation des travaux

d’implantation

Gestion du système

http://www.adaptyv.fr/site/autres/etudes-de-faisabilite





http://imaginehomestaging.com/index.php?p=combiencacoute&lang=fr



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QUESTIONS?

Merci de votre attention!

le chauffage à la biomasse forestière résiduelle comme ... · les entreprises québécoises de...

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