La bioénergie

La bioénergie ou énergie verte comprend tout carburant solide, liquide ou gazeux ou toute production d’énergie électrique qui utilise une matière de base provenant de la biomasse (toute matière organique dérivée des plantes ou des animaux) comme source de carburant.

La matière de base provenant de la biomasse peut être dérivée directement de la végétation ou indirectement des déchets végétaux et animaux (par exemple, la paille et le fumier animal) ou leurs produits. Lisez davantage sur les divers processus de production de la bioénergie :

Le biogaz

Le biogaz est un mélange de gaz produit par la digestion anaérobie (en l’absence d’oxygène) de matière organique. Il s’agit principalement de gaz de méthane contenant des quantités moindres de dioxyde de carbone et des traces d’autres gaz (dépendant de la source de la matière de base).

Le biogaz peut être utilisé pour produire de la chaleur ou de l’électricité, dans la mesure où la qualité du gaz est acceptable. La présence dans le gaz de contaminants comme l’humidité, le souffre et le dioxyde de carbone peut causer de graves problèmes mécaniques et environnementaux. Il est donc essentiel que le biogaz soit nettoyé rigoureusement avant d’être utilisé.

Dimensions économiques du biogaz

La technologie relative au biogaz arrive à peine sur le marché. Aussi, le coût d’installation d’un digesteur anaérobie de déchets animaux demeure assez élevé (environ 4 500 $ le kW en 2007). Une subvention serait fort probablement nécessaire pour rendre les projets économiques à ce stade.

Projets relatifs au biogaz

Manitoba Hydro a appuyé des projets de recherche sur la transformation de fumier de cochon par digestion anaérobie à basse température.

L’un de ces projets se réalise tout près de Teulon, au Manitoba. Ce projet pourrait finalement ouvrir la voie à un système de production de méthane pratique et peu coûteux qui réduit les odeurs émises par les porcheries et les émissions de gaz à effet de serre, alimente les systèmes de chauffage de locaux et de l’eau en plus de produire de l’électricité à utiliser sur place ou à vendre sur le réseau.

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La combustion de biomasse

La combustion de biomasse est un procédé selon lequel de la biomasse est brûlée comme combustible dans une chaudière, un générateur d’air chaud ou un four à bois spécialement conçus à cette fin. Ces chambres de combustion peuvent être conçues spécifiquement pour réduire les émissions et les particules en suspension dans l’air.

Les biocombustibles typiquement utilisés pour ce procédé proviennent généralement de résidus forestiers ou agricoles tels que l’écorce, les branches, la paille, la sciure de bois et les copeaux ou les granulés de bois. Le procédé de combustion convertit les biocombustibles en de nombreuses formes d’énergie utiles, notamment l’air chaud, l’eau chaude, la vapeur et l’électricité.

La biomasse peut être brûlée seule ou en co-combustion avec un autre combustible tel que le charbon. La méthode de combustion directe est bien établie mais la co-combustion demeure à un stade de développement moins avancé.

Bien que la combustion utilisant seulement la biomasse soit vue comme un procédé neutre en carbone, on doit évaluer les préoccupations concernant les émissions dans l’air environnant, la consommation d’eau et la compétition entre deux utilisations de la biomasse, soit comme combustible, soit à des fins alimentaires.

Dimensions économiques de la combustion de biomasse

Après l’hydro-électricité, la technologie de combustion de biomasse est de loin la source d’énergie renouvelable la plus répandue et utilisée au Canada.

Actuellement, le coût de production d’électricité, sans mesure incitative, est de ,10 à ,12 $ le kWh (dollars canadiens en 2007) pour la combustion directe. Celui de la co-combustion est de ,3 à ,5 $ le kWh (dollars canadiens en 2007), basé sur une usine totalement amortie et le coût du charbon fixé à 1,50 $ le MBtu.

Projets relatifs à la biomasse

Nous examinons actuellement le potentiel de la production électrique à l’échelle du service public, basée sur les flux de déchets de la biomasse solide de provenance agricole et industrielle au Manitoba.

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Le gaz de décharge

Le gaz de décharge est produit par la décomposition de matières organiques dans des décharges en utilisant le procédé de digestion anaérobie (en absence d’oxygène). Il est la forme de biogaz utilisé le plus couramment pour produire de l’énergie.

Les décharges génèrent une quantité substantielle de méthane (environ 50 %) et de dioxyde de carbone (environ 50 %), avec des traces d’autres composantes chimiques. Au Canada seulement, le méthane provenant des décharges produit environ 1,2 million de tonnes de gaz à effet de serre qui est émis dans l’atmosphère chaque année.

Ce gaz peut être capté et utilisé, réduisant nettement la quantité de gaz à effet de serre et d’odeurs nuisibles. Le méthane capté peut être utilisé dans un moteur à combustion interne (l’usage le plus courant) ou dans des turbines à gaz ou à vapeur pour générer de l’électricité. Il peut également être canalisé à l’extérieur du site pour être brûlé.

Dimensions économiques du gaz de décharge

Le coût total une fois installée d’une exploitation de gaz de décharge (incluant la production, le nettoyage et le contrôle des émissions) est d’environ 2 000 $ le kW (dollars canadiens en 2007) et devrait diminuer légèrement dans les huit à dix prochaines années.

Projet relatif au gaz de décharge

Nous travaillons actuellement avec la Ville de Winnipeg sur un projet de captage et de gestion du gaz de décharge au site du chemin Brady. Nous étudions les choix possibles pour l’utilisation de ce gaz.

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Les gazogènes

Les gazogènes sont des appareils utilisés pour convertir un combustible solide tel que la biomasse en combustible gazeux selon un procédé thermochimique appliqué dans des conditions minutieusement réglées au niveau de la température, la pression et les conditions atmosphériques (utilisant moins d’air ou d’oxygène). Le produit résultant est un gaz combustible ou biogaz qui, comme le gaz naturel, peut être brûlé dans une turbine à gaz.

Le biogaz peut aussi être utilisé dans une chaudière pour produire de la vapeur en vue de générer de l’électricité ou brûlé directement pour le chauffage de locaux ou le séchage.

Il y a quatre types principaux de gazogènes : à courant ascendant, à courant descendant, à lit fluidisé et à lit entraîné. Chaque type est configuré pour fonctionner dans différentes conditions (température, pression, sens du courant, composition du combustible, etc.)

Le procédé de gazéification

Le procédé de gazéification se produit en trois étapes principales : la pyrolyse, la combustion et la gazéification.

  • Pendant la pyrolyse, le combustible est chauffé, des composantes volatiles sont émises et un produit de carbonisation se forme. La quantité de produit de carbonisation et sa composition dépendent du type de combustible utilisé.
  • La combustion se produit lorsque les composantes volatiles et une portion du produit de carbonisation réagissent avec l’oxygène pour former du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone. Ces deux gaz fournissent la chaleur nécessaire à la prochaine étape du procédé de gazéification.
  • Le procédé de gazéification se produit lorsque le produit de carbonisation réagit avec le dioxyde de carbone et la vapeur pour produire du monoxyde de carbone et de l’hydrogène.

L’éthanol

Le carburant à l’éthanol est composé de maïs, d’orge et de blé de même que de biomasse à haute teneur en cellulose tels les arbres et les herbages. L’éthanol est utilisé le plus souvent pour augmenter l’indice d’octane et améliorer la qualité des émissions de l’essence à laquelle il est mélangé mais peut également être brûlé directement comme carburant.

Le Manitoba a adopté une loi sur les biocarburants qui rendra obligatoire une concentration de 10 % d’éthanol (E10) dans l’essence. Cette loi entrera en vigueur quand la production locale sera en mesure de répondre à la demande.

Une plus forte concentration d’éthanol nécessite des véhicules spécialement conçus pour ce type de carburant. Certains véhicules récents ont été conçus pour des concentrations de 85 % d’éthanol (E85).

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Le biodiésel

Le biodiésel est une forme de combustible diésel constitué d’huiles végétales ou de graisses animales qui ont été fondues selon un procédé appelé transestérification.

Le biodiésel est habituellement mélangé au diésel de pétrole à une concentration de 2 % (B2) ou plus sans normalement dépasser 20 % (B20) dans notre climat, en raison de la formation de cristaux qui entraînent la coagulation du biodiésel en hiver. L’ajout de biodiésel réduira la dépendance de l’usage de combustibles fossiles.

Nous avons fait preuve d’initiative en faisant la promotion du biodiésel et en faisant sa part pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Actuellement, des mélanges de biodiésel B5 (en hiver) et B20 (en été) sont utilisés dans les postes de ravitaillement en carburant de Manitoba Hydro à Winnipeg.

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