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Déchets entrants, mégawatts sortants
Cette semaine, les conseillers municipaux d'Ottawa, en Ontario, ont approuvé à l'unanimité une nouvelle installation de valorisation énergétique des déchets qui transformera 400 tonnes métriques de déchets par jour en 21 mégawatts d'électricité nette, suffisamment pour alimenter environ 19 000 foyers. Plutôt que de brûler des déchets pour produire de la chaleur, comme dans le cas d'un incinérateur, l'installation proposée par l'entreprise d'Ottawa Groupe PlascoEnergy utilise des torches à plasma électrique pour gazéifier les déchets municipaux et enrôler le gaz pour produire de l'électricité.
Visualisation facile : Selon le développeur canadien PlascoEnergy, les usines de gazéification qui convertissent les déchets municipaux en énergie et en sous-produits peuvent être construites de manière compacte et sans cheminée. Le rendu de cet artiste montre l'installation de 400 tonnes métriques par jour que PlascoEnergy prévoit de construire à Ottawa, la capitale du Canada.
Quelques usines de gazéification des déchets ont été construites en Europe et en Asie, où la mise en décharge est plus difficile et où l'énergie a toujours été plus coûteuse. Mais l'usine de PlascoEnergy serait la première grande installation du genre en Amérique du Nord. La rentabilité de l'entreprise repose sur sa capacité à utiliser un processus de gazéification plus froid pour réduire les coûts, ainsi que sur l'augmentation des frais d'énergie et de déversement pour assurer des revenus solides.
L'approbation de PlascoEnergy a marqué le dernier d'une série de développements positifs pour les projets de gazéification des déchets au cours des dernières semaines. Le mois dernier, Hawaï a approuvé 100 millions de dollars d'obligations pour financer une usine de valorisation énergétique des déchets utilisant la technologie de torche à plasma de Plasma Westinghouse , basée à Madison, PA, qui est déjà employée dans deux grandes usines japonaises de traitement des déchets. Pendant ce temps, un concurrent basé à Boston Bénédiction a signalé le succès de la montée en puissance d'une usine pilote de 10 tonnes métriques par jour à New Bedford, MA, qui utilise du fer en fusion pour décomposer les déchets.
La plupart des usines de gazéification fonctionnent en soumettant les déchets à une chaleur extrême en l'absence d'oxygène. Dans ces conditions, les déchets se décomposent pour donner un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone appelé gaz de synthèse qui peut être brûlé dans les turbines et les moteurs. Ce qui a freiné la technologie en Amérique du Nord, ce sont les coûts d'exploitation élevés. Les usines à plasma, utilisant des courants électriques puissants pour produire un plasma super chaud qui catalyse la décomposition des déchets, ont tendance à consommer la majeure partie de l'énergie qu'elles génèrent. En conséquence, l'objectif des usines de gazéification au plasma a été de simplement détruire les déchets dangereux. Il n'y avait vraiment aucune idée de pouvoir produire de l'électricité nette, déclare Rod Bryden, PDG de PlascoEnergy.
PlascoEnergy a commencé à étudier la gazéification des déchets solides municipaux il y a cinq ans, lorsqu'elle a déterminé par simulation que des torches à plasma plus froides pouvaient faire l'affaire. La quantité de chaleur requise pour séparer les gaz des solides était bien inférieure à la quantité délivrée lorsque le but était simplement de détruire le matériau, explique Bryden. PlascoEnergy a testé les modèles sur son usine pilote de cinq tonnes métriques par jour à Castellgali, en Espagne (exploitée conjointement avec Hera Holdings, le deuxième plus grand gestionnaire de déchets d'Espagne). En janvier, l'entreprise a commencé des essais à grande échelle dans une usine de démonstration de 100 tonnes métriques par jour construite en partenariat avec la ville d'Ottawa.
Voici comment ça fonctionne. Tout d'abord, les métaux en vrac sont retirés et le reste des déchets déchiquetés est acheminé vers une chambre de gazéification à 700 ºC. La majeure partie se volatilise en un mélange complexe de gaz et monte vers une torche à plasma fonctionnant à 1 200 °C, bien en deçà des 3 000 à 5 000 °C utilisés avec les déchets dangereux. Le plasma réduit le mélange complexe à quelques gaz simples, tels que la vapeur, le monoxyde de carbone et l'hydrogène, ainsi qu'à divers contaminants tels que le mercure et le soufre ; les systèmes de nettoyage ultérieurs éliminent la vapeur et le mercure et nettoient la suie avant que le gaz de synthèse ne soit envoyé à un générateur de moteur à combustion interne.
Les déchets qui ne se volatilisent pas forment un laitier solide et tombent au fond de la chambre de gazéification. Le laitier est ensuite poussé vers une autre torche à plasma, qui chasse le carbone restant dans le laitier avant que le laitier ne soit refroidi et vitrifié. Le verre obtenu peut être mélangé à un revêtement routier asphalté ou à du ciment.
Dans le cadre de son accord avec Ottawa, PlascoEnergy couvrira les 125 millions de dollars qu'il faudra pour construire l'usine, qui pourrait fonctionner d'ici trois ans, tandis que la ville ne paiera que les frais de déversement standard, de l'ordre de 60 $ la tonne métrique.
Ze-gen prévoit d'éviter le défi de gérer des déchets municipaux complexes en se concentrant d'abord sur une matière première plus facile à manipuler : les déchets de bois de construction et de démolition. La société a déposé sept brevets sur sa technologie de gazéification du métal en fusion et son processus de transformation des déchets en gaz de synthèse, mais l'équipement lui-même est standard pour l'industrie sidérurgique, qui utilise du fer en fusion pour éliminer catalytiquement les impuretés du minerai. L'usine pilote de Ze-gen traite les déchets de bois à l'aide d'un creuset standard de l'industrie sidérurgique chauffé électriquement rempli de fer en fusion.
Le PDG de Ze-gen, Bill Davis, estime qu'une usine pleine grandeur à peine plus grande que l'usine commerciale de PlascoEnergy produira suffisamment de gaz de synthèse pour créer 30 mégawatts d'électricité, mais il dit que le gaz de synthèse est également de qualité suffisante pour être utilisé dans d'autres applications. À titre d'exemples, il cite l'essence synthétique, la production de diesel et les applications de raffinerie.