Volume 27, number 3, décembre 2013

La conversion biomasse au gaz naturel, une décision éclairée : étude de cas des séchoirs René Bernard inc.

René Bernard inc. est une entreprise spécialisée dans la production de pin blanc depuis 1966. L’entreprise dispose de deux séchoirs fonctionnant au gaz naturel. Auparavant, l’un d’entre eux opérait de façon hybride à la biomasse (75 %) et au gaz naturel (25 %). Toutefois, à la suite de certains bris importants, ainsi qu’à la position concurrentielle du prix du gaz naturel sur le marché des combustibles, les propriétaires ont choisi de considérer l’utilisation du gaz naturel pour leurs équipements.

Afin de faire un choix éclairé, ils ont donc procédé à une étude comparative exhaustive, tenant compte de plusieurs facteurs économiques et opérationnels : le coût et la qualité du combustible, les infrastructures, l’entretien et la main-d’œuvre.

Le coût et la qualité du combustible

Il existe une grande variété de biocombustibles à des prix et à des qualités variables. Le plus connu d’entre eux est le bois : résidus, sciure, copeaux ou granules. Il y a aussi les résidus agricoles (paille, paille hachée, enveloppes de céréales, litière et fumier), les espèces végétales à croissance rapide plantées exclusivement pour une valorisation énergétique (saule, panic érigé, miscanthus et peuplier) et, enfin, les résidus municipaux (déchets d’élagages des arbres de parc).

Puisque l’entreprise René Bernard inc. possède sa propre usine de coupe, elle peut utiliser le bran de scie généré par la mise en planches des billots. Celui-ci procure en général une biomasse de bonne qualité à un taux d’humidité constant. Cependant, puisque la production domestique de brans de scie indépendante s’avère être un grand défi, l’entreprise a décidé de faire appel à un producteur de copeaux pour compléter son besoin en biomasse. Toutefois, cette biomasse présentait quelques lacunes quant à sa qualité. En effet, le taux d’humidité était variable et on soupçonnait celle-ci de contenir des corps étrangers, tels que des roches, qui provoquaient des pannes d’équipement de production et l’arrêt de la chaudière à la biomasse. Bien entendu, cela occasionnait des dépenses opérationnelles considérables.

Le taux d’humidité et le coût de revient de la biomasse

Le taux d’humidité influence grandement le coût réel de revient de la biomasse. Bien sûr, la valeur calorifique du type de bois utilisé est importante dans ce calcul, mais pas autant que l’humidité de la biomasse.

Plus la biomasse est humide, moins sa valeur calorifique est élevée. C’est une relation linéaire, c’est-à-dire qu’à mesure que le taux d’humidité augmente, la valeur calorifique diminue d’autant. Ce qui veut également dire qu’avec un taux d’humidité de 50 %, la valeur calorifique devient 50 % plus faible qu’initialement, basée sur le pouvoir calorifique inférieur.

Par exemple, en tenant compte de l’énergie disponible, un client qui débourserait 25 $ la tonne pour une biomasse dont le taux d’humidité est de 50 % se retrouverait avec un coût de revient doublé pour cette même tonne, soit 50 $.

Le pouvoir calorifique du gaz naturel est quant à lui toujours stable, tant au niveau du coût de revient qu’au niveau des opérations. En effet, la valeur énergétique de la biomasse ayant tendance à varier, cela peut considérablement affecter la productivité des équipements, ce qui n’est pas le cas avec le gaz naturel.

Afin d’illustrer ce propos, voici un cas fictif qui met en parallèle la consommation de biomasse en équivalent gaz et qui permet de constater comment l’énergie disponible peut différer d’une énergie à l’autre de façon importante.

Figure 1 : Exemple de la variation de l’énergie disponible pour une essence de bois mou en fonction du taux d’humidité.

De plus, comme démontré à la figure 2 ci-dessous, une évaluation précise du taux d’humidité de chaque chargement permet d’établir la quantité réelle d’énergie disponible, et donc d’évaluer la rentabilité des opérations avec un combustible biomasse.

Figure 2 : Pouvoir calorifique du bois en fonction de l’humidité.

Source : Fédération québécoise des coopératives forestières. L’utilisation de la biomasse forestière à des fins énergétiques, mars 2012, p. 17.

Donc, si le prix d’achat de biomasse ne tient pas compte de l’effet comptable de l’énergie disponible, la comparaison avec d’autres sources d’énergie est biaisée.

L’importance des infrastructures

Lors de sa réflexion pour une éventuelle conversion au gaz naturel, René Bernard inc. a considéré plusieurs implications au niveau du génie civil.

Premièrement, une chaufferie à la biomasse exige un espace d’entreposage, soit dans un silo ou, plus simplement, dans un entrepôt où la biomasse sera protégée des intempéries. Il faut également prévoir la capacité de cet entreposage, déterminée en fonction de la puissance de la centrale thermique, du mode et de la fréquence des livraisons, ainsi que du type de combustible utilisé.

En règle générale, il faut donc prévoir un espace qui permettra à la centrale thermique d’avoir une autonomie de trois à cinq jours à pleine puissance et, selon la fiabilité de la source d’approvisionnement, il faudra choisir un réservoir en conséquence.

L’alimentation au gaz naturel, quant à elle, se fait en continu, à l’aide d’un branchement d’immeuble souterrain et d’un compteur fixe. Elle ne nécessite aucune installation d’entreposage.

L’énergie d’appoint

Dans tous les cas d’utilisation de biomasse, il faut prévoir une chaudière fonctionnant avec un autre combustible d’appoint, tel que le gaz naturel, au cas où la chaufferie à la biomasse tomberait en panne ou devrait subir un entretien.

Figure 3 : Décomposition du coût de la chaleur pour une chaufferie au bois.

Source : Biomasse Normandie

Les avantages du gaz naturel dans la conversion des séchoirs de René Bernard inc.

Le gaz naturel offre d’autres avantages intéressants par rapport à la biomasse. Par exemple, dans le cas des séchoirs de René Bernard inc., la qualité du séchage était supérieure avec le gaz naturel. Notamment et tel que mentionné précédemment, certains débris contenus dans les copeaux de biomasse achetée causaient des arrêts fréquents à la chaudière. Lorsque ces interruptions se prolongeaient, la qualité du séchage en était altérée. En effet, durant la panne de la chaudière la température à l’intérieur du séchoir baissait et, par ricochet, affectait la qualité du bois.

En utilisant le gaz naturel, le client a pu réaffecter deux employés à temps plein à d’autres tâches. De plus, le client a su tirer avantage de sa biomasse excédentaire. Un manufacturier de produit fini s’est porté acquéreur de sa production de copeaux. Ainsi, René Bernard inc. a réussi à se générer un revenu intéressant avec la biomasse qu’il brûlait auparavant.

Finalement, en fixant le prix de son approvisionnement en gaz naturel à moyen terme, le client a pu prévoir ses coûts de production.

Voilà quelques exemples concrets d’économies majeures obtenues grâce à l’utilisation du gaz naturel dans le domaine du séchage du bois.

En conclusion, tout projet exigeant un choix énergétique mérite une réflexion éclairée, lors de laquelle toutes les considérations opérationnelles et monétaires sont prises en compte afin d’en ressortir avec une décision efficace et économique pour son entreprise. Et rappelez-vous que l’équipe dédiée de représentants aux ventes de Gaz Métro ainsi que les ingénieurs de DATECH sont toujours disponibles pour vous soutenir dans votre réflexion et vos démarches.

Merci à René Bernard inc. pour sa précieuse collaboration à cette étude.

Daniel Gendron, ing.
Conseiller, Technologies et efficacité énergétique
Groupe DATECH

Article écrit en collaboration avec

Alain Caron,
représentant comptes majeurs, Ventes Est du Québec,
Gaz Métro