Transformer Slash en cash

Une petite entreprise d'Ottawa, au Canada, affirme avoir développé un moyen économique de transformer la vaste réserve de déchets forestiers de l'Amérique du Nord, appelée rémanent, en un liquide neutre en carbone pour la production d'électricité et la production de produits chimiques.

Le système de pyrolyse modulaire d'Advanced Biorefinery est conçu pour une utilisation en forêt. Le système complet comprend également un réacteur et un condenseur, non représentés ici. (Crédit : Adam Valentina)

Son approche est construite autour d'une usine de pyrolyse modulaire et rapide à assembler qui peut suivre les entreprises forestières dans la brousse et convertir directement leurs déchets de coupe en un carburant renouvelable à combustion propre.

Les rognures, également connues sous le nom de rémanents forestiers, sont les branches, les cimes, les souches et les feuilles indésirables qui sont retirées lors de l'exploitation forestière et généralement brûlées en tas sur les côtés des routes.

C'est une énorme quantité d'énergie gaspillée. Aux États-Unis seulement, 16 pour cent du bois résultant des activités d'exploitation forestière est de la rémanence, soit 49 millions de tonnes en 2004, selon le département américain de l'Énergie.

Le problème est que les rémanents forestiers sont des matériaux volumineux et de faible densité généralement situés dans des zones d'exploitation forestière éloignées, explique Peter Fransham, président d'Advanced Biorefinery. Cette matière première abondante, essentiellement gratuite, est trop chère à collecter et à transporter, dit-il, en particulier si la raffinerie la plus proche est à plus de 100 kilomètres.

Il ne faut pas longtemps avant que le coût du camionnage dépasse la valeur de la biomasse, explique Fransham, qui est également ingénieur et chercheur. Advanced Biorefinery a donc renversé le problème. Nous amenons la machine à la biomasse par opposition à la biomasse à la machine, dit-il.

Cette machine est une usine de distillation sèche transportable capable de transformer 55 tonnes sèches de rémanents forestiers par jour en un mélange comprenant 60 pour cent de biohuile et 40 pour cent de charbon de bois, de cendres et de gaz synthétique.

La bio-huile verte - qui ne contient pas de dioxyde de soufre et la moitié de l'oxyde d'azote du pétrole conventionnel - peut être brûlée dans des chaudières, des turbines et des générateurs diesel pour produire de la chaleur et de l'électricité. Il contient également de l'acide acétique, de l'acétol, du glyoxal et de l'acide formique, qui peuvent être utilisés dans un certain nombre de marchés chimiques, des aliments aux engrais.

Et bien sûr, les coûts de transport sont considérablement réduits en traitant la biomasse sur place et en la convertissant en liquide à haute densité, qui contient beaucoup d'énergie dans une fraction du volume, explique Fransham, qui travaille sur son système depuis 18 ans.

Si vous regardez la valeur sur l'autoroute, [le contenu] d'un camion de copeaux de bois a une valeur de 1 000 $, alors qu'un camion-citerne rempli de bio-huile a une valeur d'environ 8 000 $.

Une innovation clé derrière l'usine d'Advanced Biorefinery est sa conception modulaire et autosuffisante. Le système est composé de six modules, chacun d'environ huit pieds de haut, huit pieds de large et 20 pieds de long. Ils sont facilement transportés par camion porte-conteneurs et peuvent être boulonnés ensemble et opérationnels dans la semaine suivant leur arrivée sur le site.

Ce qu'ils ont au cœur fonctionne très élégamment, déclare Rick Whittaker, vice-président des investissements chez Technologies du développement durable Canada (TDDC), une fondation à but non lucratif qui fournit un financement de démarrage aux entreprises de technologies propres.

TDDC a annoncé en juillet qu'elle contribuerait au financement d'un projet pilote impliquant Advanced Biorefinery et un important exploitant forestier du nord de l'Ontario. Maintenant, ils doivent prouver que cela fonctionne pour le client. Ils sont prêts à l'étendre à plus grande échelle, déclare Whittaker.

Le processus de pyrolyse rapide qu'ils utilisent est familier. L'usine chauffe rapidement la biomasse à 1 000 degrés Fahrenheit dans un environnement privé d'oxygène, brisant sa structure moléculaire et produisant de l'huile, du charbon de bois et du gaz.

Fransham dit que de nombreuses usines de pyrolyse, y compris celles basées sur des conceptions à lit fluidisé populaires mais complexes, étaient difficiles à étendre sans sacrifier la modularité. Il a décidé de concevoir un système plus flexible et simple dans lequel la biomasse est presque instantanément vaporisée par de la grenaille d'acier chaude, qui transfère la chaleur plus efficacement que d'autres approches.

Pour rendre le processus plus économe en énergie, la grenaille d'acier circule à l'aide de vis sans fin au lieu de ventilateurs à air comprimé plus énergivores. Le charbon de bois et les gaz produits sont capturés à partir des vapeurs chaudes et recyclés comme carburant pour alimenter le système et pré-sécher les rémanents, qui peuvent contenir jusqu'à 50 pour cent d'eau.

L'entreprise de Fransham s'y est lancée assez tôt, et elle est l'une des premières à en parler et à commencer à construire ce genre de machine, explique David Layzell, expert en bioénergie et sciences végétales à l'Université Queen's à Kingston, en Ontario.

Layzell, qui est également PDG et directeur de recherche pour le groupe de réflexion sur la biomasse Fondation BIOCAP Canada , affirme que les premiers travaux de Fransham commencent à inspirer d'autres dans le domaine. La concurrence entre ces groupes qui essaient tous de le faire fonctionner est exactement ce dont nous avons besoin, dit-il.

La technologie a également suscité l'intérêt du gouvernement de l'Ontario. Il y a deux ans, le ministre des Ressources naturelles de la province a effectué un vol de routine au-dessus du nord de l'Ontario et a été choqué de voir des panaches de fumée s'échapper des amas de rémanents forestiers brûlés au bord de la route. Il trouvait dommage que tout se passe en l'air, dit Larry Skinkle, coordinateur de la biomasse pour la section forestière du ministère. Après avoir étudié un certain nombre de technologies, le ministère a contacté Fransham et lui a demandé de construire un prototype pour la province.

Skinkle dit que le gouvernement, reconnaissant que la technologie pourrait débloquer une nouvelle source de revenus pour une industrie forestière en difficulté, tout en atteignant des objectifs environnementaux, espère qu'une usine de démonstration stimulera les tests du système à l'échelle de l'industrie.

C'est construit, dit-il. L'étape suivante consiste à le transporter dans la brousse pour en démontrer la pleine transportabilité.

La conception modulaire le rend facile à transporter. L'entretien et les réparations sont également moins perturbants. Si l'un des modules est endommagé à cause d'un chariot élévateur qui s'y heurte, nous pourrions retirer ce module, le remplacer et le remettre en service en un rien de temps, explique Fransham, ajoutant que des mises à niveau peuvent être apportées à des modules individuels sans mettre l'ensemble de l'usine hors service.

Fransham estime qu'avec 2 000 de ses machines installées dans tout l'Ontario, suffisamment de pétrole vert pourrait être produit chaque jour pour fournir de l'énergie électrique à deux millions de foyers. Mais les opportunités de marché s'étendent aux États-Unis et au Canada, bien sûr, ainsi qu'aux opérations forestières en Chine et en Inde, où la production distribuée de carburant et la production d'énergie pourraient parfaitement correspondre aux communautés éloignées.

Pour exploiter le marché américain, Advanced Biorefinery partage sa propriété intellectuelle avec Florence, AL Pétrole Renouvelable International , qui tente d'établir sa propre usine de démonstration dans le Massachusetts.

Le Canada n'est pas un marché assez grand pour ces gars-là, dit Whittaker de Développement durable. Nous les encourageons donc, après l'avoir prouvé, à vraiment se développer à l'échelle mondiale. À l'instar de la tendance à la production d'énergie distribuée, Whittaker pense que le concept de production distribuée de biocarburants a un potentiel similaire. Cela a beaucoup de sens économique à faire.

Queen's Layzell dit que la meilleure partie de la conversion des déchets de biomasse, qu'il s'agisse de rémanents forestiers ou de résidus de récolte, en biohuile ou en éthanol, c'est que vous obtenez beaucoup plus d'énergie que vous n'en mettez. Si la culture du maïs pour fabriquer de l'éthanol ne produit que 1,5 fois le retour énergétique, il estime que l'utilisation des déchets forestiers offre un rendement au moins quadruple.

Au fur et à mesure que des entreprises comme Advanced Biorefinery et d'autres commenceront à mettre en œuvre ces technologies, il y aura des améliorations de l'efficacité énergétique et d'autres gains, dit Layzell. Si vous pouvez obtenir quatre [fois le retour d'énergie] maintenant, vous pourrez peut-être en obtenir six dans 15 ans. Il y a une opportunité de le prouver, mais nous en sommes vraiment aux premiers stades.

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