Valorisation des Coproduits forestiers Rencontre sur le Développement de la filière biomasse forestière  en Abitibi-Ouest ...
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<ul><li>Biomasse </li></ul><ul><ul><li>Coût </li></ul></ul><ul><ul><li>Qualité (teneur en humidité, contaminants, homogéné...
Disponibilité:  Facteurs affectant la quantité disponible Disponibilité potentielle Disponibilité technique Biomasse total...
Disponibilité:  Facteurs affectant la quantité disponible <ul><li>Potentiel </li></ul><ul><ul><li>Niveau d’utilisation (co...
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Considérations de qualité- Niveau d’homogénéité <ul><li>Sensibilité de certains procédés de conversion à l’hétérogénéité d...
Lignine:  15-25% Hémicelluloses:  23-32% Cellulose: 38-50%   Principaux Constituants du Bois Source: J.D. McMillan, NREL E...
Biomasse- Source d’énergie renouvelable <ul><li>Éthanol cellulosique </li></ul><ul><li>Cogénération </li></ul><ul><li>Biog...
Principales Voies de Transformation en Énergie Thermo-Chimique Combustion Gazéification Pyrolyse Gaz de Synthèse  (CO + H ...
Contexte <ul><li>Augmentation constante des coûts des énergies conventionnelles et passage à la bioénergie et aux produits...
Étude de cas: Projet de gazéification en CB   <ul><li>Installation de 2 gazogènes alimentant chaudière à feu direct pour  ...
Étude de cas: Projet de gazéification en CB   <ul><li>Biogaz remplace l’équivalent de 235,000 GJ de gaz naturel par année ...
Développement du potentiel de valorisation de la biomasse <ul><li>L’intégration des filières énergétiques à des unités de ...
Valorisation des écorces <ul><li>Composés phénoliques dérivés des écorces et de la lignine utilisés dans la synthèse de ré...
Valorisation des Extractibles <ul><li>Terpènes </li></ul><ul><ul><li>Propriétés fongicides et insecticides </li></ul></ul>...
Valorisation des Extractibles <ul><li>Feuilles & aiguilles </li></ul><ul><ul><li>Huiles Essentielles </li></ul></ul><ul><u...
Valorisation des Extractibles <ul><li>Feuillage du Bouleau Jaune </li></ul><ul><ul><li>Contenu en Tocopherol (Vitamine E) ...
Source de Fibres pour Composites  <ul><li>Panneaux  </li></ul><ul><ul><li>OSB </li></ul></ul><ul><ul><li>Particules </li><...
Panneaux de bois ciment <ul><li>Fondations et planchers </li></ul><ul><li>Murs extérieurs </li></ul><ul><li>Toiture </li><...
Panneaux de bois ciment <ul><li>Résistance au feu </li></ul><ul><li>Résistance aux termites </li></ul><ul><li>Performances...
Composites Bois-Polymère <ul><li>Des marchés en croissance avec un potentiel important  </li></ul><ul><li>Nouvelles applic...
Isolants Acoustiques et Thermiques <ul><li>Matelas de fibres de bois flexibles ou semi-rigides </li></ul><ul><li>Installat...
Enjeux & défis pour la valorisation de la biomasse <ul><li>Variabilité au niveau de la qualité et de la composition  </li>...
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Valorisation et transformation de la biomasse forestière

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Cette présentation effectue une description sommaire des principales voies de transformation de la biomasse et identifie les facteurs déterminant le choix de ces options.

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  • Valorisation et transformation de la biomasse forestière

    1. 1. Valorisation des Coproduits forestiers Rencontre sur le Développement de la filière biomasse forestière en Abitibi-Ouest 27 Janvier 2011 Gilles Brunette Directeur -Produits Composites
    2. 2. Aperçu <ul><li>Description sommaire des principales voies de transformation de la biomasse </li></ul><ul><li>Facteurs déterminants dans le choix des options </li></ul><ul><li>Principales voies de transformation en énergie </li></ul><ul><li>Considérations importantes pour le développement de la filière biomasse </li></ul><ul><li>Valorisation des constituants chimiques </li></ul><ul><li>Valorisation des la biomasse en produits composites </li></ul><ul><li>Enjeux et défis pour la valorisation de la biomasse </li></ul>Aperçu de la présentation
    3. 3. Coproduits forestiers- source de fibres & d’énergie <ul><li>Exploitation forestière </li></ul><ul><ul><li>Peuplements non-commerciaux </li></ul></ul><ul><ul><li>Branches, cimes, souches, feuillage </li></ul></ul><ul><ul><li>Résiduels non-marchands </li></ul></ul><ul><ul><li>Traitements pré-commerciaux </li></ul></ul><ul><ul><li>Brûlis et épidémies </li></ul></ul>
    4. 4. Valorisation de la Biomasse <ul><li>Utilisation de la biomasse pour la fabrication biocomposites & biopolymères </li></ul><ul><li>La biomasse est une source importante d’énergie renouvelable </li></ul><ul><li>Dérivés chimiques (huiles essentielles & autres extractibles) </li></ul>Résidus Forestiers Résidus agricoles Matériaux Composites Énergie & Produits Chimiques Bio-Fibres Fibres & Composés chimiques Énergies stationnaires Bio-Carburants
    5. 5. <ul><li>Biomasse </li></ul><ul><ul><li>Coût </li></ul></ul><ul><ul><li>Qualité (teneur en humidité, contaminants, homogénéité) </li></ul></ul><ul><ul><li>Volume & disponibilité </li></ul></ul><ul><ul><li>Sources d’approvisionnement & contraintes externes </li></ul></ul><ul><li>Procédés </li></ul><ul><ul><li>Technologie éprouvée </li></ul></ul><ul><ul><li>Investissement en capital </li></ul></ul><ul><ul><li>Rendement / Efficacité </li></ul></ul><ul><ul><li>Coûts d’opération </li></ul></ul><ul><ul><li>Avantages compétitifs </li></ul></ul><ul><ul><li>Considérations environnementales </li></ul></ul><ul><li>Produits </li></ul><ul><ul><li>Produits intermédiaires & coproduits (fibres résiduelles) </li></ul></ul><ul><ul><li>Critères de qualité </li></ul></ul><ul><ul><li>Distribution / Accès aux marchés </li></ul></ul>Facteurs Déterminants dans le Choix des Options
    6. 6. Disponibilité: Facteurs affectant la quantité disponible Disponibilité potentielle Disponibilité technique Biomasse totale Disponibilité économique ? Disponibilité potentielle / technique / économique
    7. 7. Disponibilité: Facteurs affectant la quantité disponible <ul><li>Potentiel </li></ul><ul><ul><li>Niveau d’utilisation (composition des peuplements, essences récoltées, diamètre d’écimage, tiges non marchandes, saison et fraicheur) </li></ul></ul><ul><ul><li>Particularités des essences </li></ul></ul><ul><li>Technique </li></ul><ul><ul><li>Niveau d’intégration avec la récolte </li></ul></ul><ul><ul><li>Système de récolte utilisé (bord de route, à la souche) </li></ul></ul><ul><ul><li>Équipement de récupération (ex. déchiqueteuse, broyeuse) </li></ul></ul><ul><li>Coûts </li></ul><ul><ul><li>Limites techniques affectant les coûts (accès, conditions de terrain, distance, saison, etc.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Prix plafond fixé par le client ou l’entrepreneur </li></ul></ul>
    8. 8. Considérations financières: Coûts d’approvisionnement Pré-empilage Broyage Transport: - 120 km (aller), remorque à plancher mobile Autres: - routes, supervision, frais généraux, entretien, règlements, droits *Estimés tirés du modèle BiOS
    9. 9. Considérations financières: Coûts d’approvisionnement (transport) <ul><li>La base du problème: </li></ul><ul><li>Transport d’un produit de faible valeur, avec une faible densité en vrac, une pourcentage d’humidité élevé sur de longues distances </li></ul><ul><ul><li>Importance d’optimiser la charge utile </li></ul></ul>
    10. 10. Considérations de qualité- Niveau d’homogénéité <ul><li>Sensibilité de certains procédés de conversion à l’hétérogénéité du matériel: </li></ul><ul><ul><li>Contaminants, écorces, aiguilles and brindilles, etc. </li></ul></ul><ul><ul><li>Procédé se limite au bois blanc, nécessite des essences particulières ou est limité par la taille des particules? </li></ul></ul><ul><ul><li>Le procédé complet peut être plus restrictif que certaines de ses constituantes </li></ul></ul><ul><ul><li>Développer des méthodes de triage, tamisage et séparation </li></ul></ul>
    11. 11. Lignine: 15-25% Hémicelluloses: 23-32% Cellulose: 38-50% Principaux Constituants du Bois Source: J.D. McMillan, NREL Extractibles: 3-6%
    12. 12. Biomasse- Source d’énergie renouvelable <ul><li>Éthanol cellulosique </li></ul><ul><li>Cogénération </li></ul><ul><li>Biogas </li></ul><ul><li>Bio-huiles </li></ul><ul><li>Granules & bûches énergétiques </li></ul>
    13. 13. Principales Voies de Transformation en Énergie Thermo-Chimique Combustion Gazéification Pyrolyse Gaz de Synthèse (CO + H 2 ) Charbon & Huile Biocarburants Bio-Gaz Bio-Chimique Physique Hydrolyse & Fermentation Granules Chaleur & Électricité Chaleur & Électricité Chaleur & Électricité Chaleur & Électricité 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Biocarburants Principales Voies de Transformation en Énergie
    14. 14. Contexte <ul><li>Augmentation constante des coûts des énergies conventionnelles et passage à la bioénergie et aux produits biochimiques à l’échelle mondiale, nationale et régionale </li></ul><ul><li>Cinq variables clés de l'économie influencent les décisions d'investir dans les technologies de transformation de la biomasse en énergie : </li></ul><ul><ul><li>Le prix des combustibles fossiles </li></ul></ul><ul><ul><li>Le prix du carbone et les règlements sur le climat </li></ul></ul><ul><ul><li>Les coûts de transformation relié aux technologies de conversion </li></ul></ul><ul><ul><li>Les coûts de la biomasse </li></ul></ul><ul><ul><li>Les politiques publiques qui affectent l'approvisionnement et la demande et dans certains cas le coût de la biomasse </li></ul></ul><ul><li>Toutes ces variables sont actuellement très changeantes et ceci tend à décourager les investissements dans ces technologies. </li></ul>Contexte Actuel
    15. 15. Étude de cas: Projet de gazéification en CB <ul><li>Installation de 2 gazogènes alimentant chaudière à feu direct pour la production de vapeur à la papetière de Kruger située à New Westminster </li></ul><ul><li>Biogaz remplace l’équivalent de 445,000 GJ de gaz naturel par année </li></ul><ul><li>Capacité de générer 40,000 lbs de vapeur basse pression pour chauffage communautaire </li></ul><ul><li>Réduction annuelle des GES de 22,000 t, permettant des économies annuelles de $600,000 en 2012 sur les taxes de carbone </li></ul>Source: http://www.nexterra.ca Étude de cas: Projet de gazéification en CB
    16. 16. Étude de cas: Projet de gazéification en CB <ul><li>Biogaz remplace l’équivalent de 235,000 GJ de gaz naturel par année </li></ul><ul><li>Économies annuelles de $1.5- $2.0 en énergie pour le séchage des placages et le conditionnement des billes </li></ul><ul><li>Réduction annuelle des GES de 12,000 t, permettant des économies annuelles de $360,000 en 2012 sur les taxes de carbone </li></ul><ul><li>Installation de 2 gazogènes alimentant chaudière à feu indirect pour la production de vapeur à l’usine de contreplaqué de Tolko située à Heffey Creek </li></ul>Source: http://www.nexterra.ca Étude de cas: Projet de gazéification en CB
    17. 17. Développement du potentiel de valorisation de la biomasse <ul><li>L’intégration des filières énergétiques à des unités de production existantes est généralement préférable. De façon générale, l’intégration fournit : </li></ul><ul><ul><ul><li>Un RCE plus élevé et une réduction de l’investissement en capital </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Un approvisionnement en fibre plus sûr et moins coûteux </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Un plus grand nombre d’emplois </li></ul></ul></ul><ul><li>La diversification des options de transformation est souhaitable et permet : </li></ul><ul><ul><ul><li>Potentiel plus grand de valorisation de la biomasse (valorisation des différents constituants chimiques et/ou des fibres) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Un approvisionnement en fibre plus sûr une meilleure efficacité dans les procédés de transformation </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Un développement régional plus important et plus soutenu </li></ul></ul></ul>
    18. 18. Valorisation des écorces <ul><li>Composés phénoliques dérivés des écorces et de la lignine utilisés dans la synthèse de résines de type phénol-formaldéhyde </li></ul><ul><li>Mousse de polyuréthane </li></ul>
    19. 19. Valorisation des Extractibles <ul><li>Terpènes </li></ul><ul><ul><li>Propriétés fongicides et insecticides </li></ul></ul><ul><ul><li>Utilisation dans certains vernis & adhésifs </li></ul></ul><ul><li>Résines et les colophanes </li></ul><ul><ul><li>Utilisation dans les encres, les peintures, adhésifs, laques, vernis et produits cosmétiques </li></ul></ul><ul><li>Composés phénoliques & tannins </li></ul><ul><ul><li>Utilisation comme antioxydant, antimicrobien, antifongique et composante de certains adhésifs </li></ul></ul><ul><li>Cires & graisses </li></ul><ul><li>Glucides (polysaccharides & sucres simples) </li></ul>
    20. 20. Valorisation des Extractibles <ul><li>Feuilles & aiguilles </li></ul><ul><ul><li>Huiles Essentielles </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Extraction à la vapeur ou avec solvants organiques </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Variation de la teneur et de la composition en fonction des essences </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Utilisées dans les cosmétiques, parfums, aromathérapie, produits de nettoyage & usages thérapeutiques </li></ul></ul></ul>
    21. 21. Valorisation des Extractibles <ul><li>Feuillage du Bouleau Jaune </li></ul><ul><ul><li>Contenu en Tocopherol (Vitamine E) utilisé dans les cosmétiques </li></ul></ul><ul><li>Écorce de Bouleau </li></ul><ul><ul><li>La Bétuline et l’acide betulinique sont des constituants majeurs de l’écorce de bouleau blanc </li></ul></ul><ul><ul><li>Propriétés anti-inflamatoires, antivirales, et anti-oxydantes. Utilisé dans le traitement de certains cancers </li></ul></ul>
    22. 22. Source de Fibres pour Composites <ul><li>Panneaux </li></ul><ul><ul><li>OSB </li></ul></ul><ul><ul><li>Particules </li></ul></ul><ul><ul><li>MDF/HDF/LDF </li></ul></ul>
    23. 23. Panneaux de bois ciment <ul><li>Fondations et planchers </li></ul><ul><li>Murs extérieurs </li></ul><ul><li>Toiture </li></ul><ul><li>Rénovation </li></ul><ul><li>Plafond suspendu </li></ul><ul><li>Insonorisation </li></ul>Source: http://www.eltomation.nl/ Applications:
    24. 24. Panneaux de bois ciment <ul><li>Résistance au feu </li></ul><ul><li>Résistance aux termites </li></ul><ul><li>Performances acoustiques </li></ul><ul><li>Isolant thermique </li></ul><ul><li>Résistance au gel </li></ul><ul><li>Résistance à l’humidité </li></ul>Source: http://www.eltomation.nl/
    25. 25. Composites Bois-Polymère <ul><li>Des marchés en croissance avec un potentiel important </li></ul><ul><li>Nouvelles applications; </li></ul><ul><li>automobile, construction, meubles jardin, composantes de fenêtres … </li></ul><ul><li>Farine de bois et conversion en granules de bois-plastique </li></ul>
    26. 26. Isolants Acoustiques et Thermiques <ul><li>Matelas de fibres de bois flexibles ou semi-rigides </li></ul><ul><li>Installation intérieure ou extérieure </li></ul><ul><li>Coefficient de diffusion thermique jusqu’à 10X plus élevé que la laine de verre </li></ul><ul><li>Capacité d’absorption pour un meilleur contrôle hygrométrique </li></ul>
    27. 27. Enjeux & défis pour la valorisation de la biomasse <ul><li>Variabilité au niveau de la qualité et de la composition </li></ul><ul><li>Limites techniques reliées à l’accès et la récupération </li></ul><ul><li>Distance de transport </li></ul><ul><li>Mode de transport adapté en raison de la faible densité volumétrique </li></ul><ul><li>Plusieurs facteurs externes contribuent à l’incertitude dans les projets de transformation en énergie </li></ul><ul><li>Sensibilité de certains procédés de conversion à l’hétérogénéité du matériel </li></ul><ul><li>Présence d’écorce et contaminants, impact sur les propriétés de plusieurs types de panneaux composites </li></ul><ul><li>La diversification des options de transformation au sein d’une même organisation ou d’une région peut atténuer le risque des projets </li></ul>
    28. 28. © 2010 FPInnovations. Tous droits réservés. Reproduction et diffusion interdites. MC Le nom, les marques et les logos de FPInnovations sont des marques de commerce de FPInnovations . [email_address] www.fpinnovations.ca

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