Énergie de la biomasse
Dans le domaine de l'énergie, le terme de biomasse regroupe l'ensemble des énergies provenant de la dégradation de la matière organique.
Sommaire
Les énergies
En écologie, la biomasse est la masse totale (quantité de matière) de toutes les espèces vivantes présentes en un milieu naturel donné.
Le terme énergie de la biomasse désigne donc l'énergie solaire transformée par les plantes chlorophylliennes utilisées soit directement (bois de chauffage), soit après de nouvelles transformations chimiques (biogaz, agrocarburant).
Le bois
L'énergie du bois est libérée par combustion sous forme de chaleur et de gaz de bois, utilisée directement ou pour produire de l'électricité. Le bois comme source de chauffage est utilisé à toute échelle, il existe trois types de combustible bois pour les particuliers : la bûche traditionnelle, le granulé (recomposition de la sciure et de copeaux) et le bois déchiqueté propre en petits morceaux ou plaquettes. Equivalence combustible : Fioul 900 litres = 10m3 de MAP plaquettes (MAP : mètre cube apparent) = 4m3 de granulé.
Les inconvénients sont la pollution (notamment les particules fines), les coûts d'installations (deux fois plus élevé que le fioul) et le manque de filières locales de préparation des combustibles granulé et plaquettes.
Les avantages sont liés à l'amélioration des performances des nouvelles chaudières étrangères (80 à 93%) Les anciennes pollutions générées par les gaz de bois sont évitées car ces chaudières les brûlent également (foyer double combustion) ce qui a permis l'évolution de la technologie.
Il conviendrait de comparer les émissions polluantes du bois énergie à celles engendrées par d'autres modes de chauffage à base de combustion (notamment le fioul domestique, le gaz naturel et le charbon), voire par d'autres sources de pollution. Les données disponibles actuellement montrent la nécessité de maîtriser la pollution générée par le bois énergie :
1- Emissions dans l'atmosphère comparées de quelques combustibles et du transport routier (véhicules Diesel inclus), pour l'année 2007 en France métropolitaine, en % des émissions totales (selon les estimations du CITEPA, qui assure la réalisation technique des inventaires de la pollution atmosphérique dans notre pays) :
PM10 = particules de taille inférieure à 10 microns - PM2,5 = particules fines - PM1,0 = particules très fines - HAP = Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (certains sont reconnus très cancérigènes)
| PM10 | PM2,5 | PM1,0 | HAP | Dioxines/Furanes | Plomb | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Bois énergie | 23 | 35 | 61 | 72 | 17 | 19 |
| Fioul domestique | 4,4 | 6,6 | 10 | 4,5 | 0,1 | 0,0 |
| Gaz naturel | 0,19 | 0,13 | 0,06 | 0,0 | 0,0 | 0,0 |
| Transport routier | 10,5 | 11,6 | 16,2 | 20,5 | 1,6 | 0,0 |
Benzène : pour les émissions de ce composé cancérigène, le CITEPA ne fournit pas de donnée spécifique au bois énergie, mais précise que : « Le principal secteur émetteur de benzène est le résidentiel/tertiaire (75,8%) en particulier du fait de la combustion du bois, suivi du transport routier avec 14,1%. »
2- Quelques valeurs typiques d'émissions de polluants par des appareils de chauffage récents (source : Impact sur la Qualité de l'air des émissions dues à la combustion du bois - ministère de l'écologie - 2 mars 2006)
Combustibles : Bois - Fioul Domestique (FOD) - Gaz naturel - Charbon. COV = Composés Organiques Volatils
| Rendement (%) | PM10 (g/GJ) | HAP (mg/GJ) | COV (g/GJ) | Benzène (g/GJ) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Bois (poêle) | 60 | 411,7 | 1003,3 | 666,7 | 100,00 |
| Bois (chaudière) | 70 | 135,7 | 78,6 | 428,6 | 64,3 |
| FOD (chaudière) | 83 | 14,6 | 1,2 | 3,6 | 0,2 |
| Gaz (chaudière) | 86 | 0,0 | 0,0 | 2,9 | 0,3 |
| Charbon (chaudière) | 70 | 101,4 | 0,0 | 21,4 | 0,9 |
Les émissions spécifiques des appareils sont exprimées en unité de masse (g ou mg) par unité d'énergie sortante (gigajoule (GJ)).
Le rapport complet (au format PPT - requiert la Visionneuse PowerPoint) est disponible sur une page de la DRIRE (Direction Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement) du Limousin, au contenu évocateur : Le bois énergie pour les chaufferies collectives. Les conclusions de ce rapport sont les suivantes :
- Combustion du bois : importance des émissions de polluants atmosphériques
- La réglementation actuelle et en projet impose de réduire les émissions dues au bois-énergie
- Les actions engagées (« flamme verte », crédit d’impôt) apparaissent insuffisantes au regard des enjeux
- Le développement du bois-énergie doit être envisagé dans des installations d’une taille suffisante (chaudières de collectivité ou industrielles) pour permettre la mise en place de dispositifs de dépollution performants
Force est de constater que, en ce qui concerne la propreté des émissions, même une chaudière domestique à bois récente ne peut encore rivaliser avec une chaudière similaire au fioul ou au gaz.
Les émissions polluantes sont encore beaucoup plus importantes avec les chauffages au bois d'une puissance supérieure à 70 kW, si l'on en croit les autorités fédérales de la Confédération suisse dans le document suivant : Plan d'action contre les poussières fines : « 40% du bois d'énergie suisse sont aujourd'hui brûlés dans quelque 5000 chaudières à bois d'une puissance calorifique supérieure à 70 kW, la plupart à chargement automatique. Ce type d'installation devrait se multiplier dans les prochaines années avec la promotion du bois énergie. Or, même bien exploités, ces chauffages émettent au moins 300 fois plus de poussières fines qu'un chauffage similaire alimenté à l'huile ou au gaz. ». (l'huile est ici l'huile de chauffage, c'est-à-dire le mazout).
Le Plan Particules, intégré dans la deuxième version du Plan National Santé Environnement (PNSE 2), présente un certain nombre de mesures à prendre pour réduire les émissions de polluants :
- imputables au chauffage au bois dans le secteur domestique (émissions de particules et de benzène notamment). Quelques propositions : révision du crédit d'impôt et des aides; privilégier le renouvellement des appareils anciens, les plus polluants, et non l'installation de nouveaux équipements; promouvoir l'amélioration des appareils; réorienter les actions de communication de l'ADEME; faire évoluer les critères d'attribution du label Flamme Verte.
- imputables aux installations utilisant la biomasse dans l'industrie et le résidentiel tertiaire (émissions de particules notamment).
Voir à ce sujet le Dossier de presse Air (format PDF, pages 18 et 19). On remarquera que les mesures proposées corroborent les conclusions du rapport précédent.
Sur le modèle des systèmes de dépollution existants qui devraient équiper la totalité des chaufferies collectives et industrielles (notamment les filtres à manches et les électrofiltres), des solutions techniques qui permettent de réduire les rejets de polluants par les appareils de chauffage domestique au bois commencent à voir le jour. De tels systèmes de filtration sont déjà disponibles en Suisse : Filtres à particules (format PDF). Dans certains cantons suisses, les poêles à bois ne sont pas autorisés à fonctionner s'ils ne sont pas équipés de filtre à particules.
En revanche, si les surfaces dévolues aux forêts restent constantes, voire progresse, son utilisation n'aggrave pas l'effet de serre. Bien au contraire, le bois est une énergie renouvelable (à condition de gérer la ressource) qui génère des filières et des emplois locaux, ce qui diminue d'autant les pollutions dues à l'acheminement du pétrole, permet à la France d'augmenter son autonomie énergétique et crée un tissu économique (non industriel, c'est là le problème)
NOTE : Il est très important d'avoir un bon tirage pour une cheminée, un insert, un poêle ou une chaudière. Le rendement en dépend et votre sécurité également !
Le biogaz
On appelle biogaz les effluents gazeux, méthane essentiellement, issus de la fermentation de matières organiques contenues dans les décharges, les stations d'épuration, etc. Le méthane est un puissant gaz à effet de serre et sa captation est de toute façon hautement souhaitable. Il peut être considéré comme une ressource énergétique, souvent via sa combustion pour produire de la vapeur et de l'électricité; son utilisation directe dans des moteurs à gaz pauvres peut aussi être envisagée.
Une autre piste de valorisation du bois énergie est exploitée; celle-ci transforme le bois en gaz de façon semblable à celle des installations de biogaz. Le gaz naturel de synthèse (GNS) produit est beaucoup moins polluant que la substance solide et peut se substituer au gaz naturel et autres GNS issus de produits pétroliers. Le bois est gazéifié avec de la vapeur d'eau à 850°C, puis subit une méthanisation catalytique : Le bois - un agent énergétique multiforme
Télécharger aussi l'Article original en bas de page, où figure un tableau comparant les performances (rendements, émissions de particules) de différentes technologies exploitant le bois énergie.
Les biocarburants
Les agrocarburants (aussi appelés biocarburants) sont composés de plusieurs filières: biodiesel, éthanol. La technologie du moteur diesel permet en effet d'utiliser un grand nombre de carburants. Ils sont issus de la transformation de différentes cultures : canne à sucre, maïs, colza, tournesol, palmiers à huile, sorg(h)o, manioc, algues. Ils sont surtout utilisés pour le transport mais peuvent avoir d'autres usages. L'impact des cultures nécessaires et des produits de combustion doivent faire l'objet d'études attentives.
Voir aussi
Liens internes
Liens externes
- Webotheèque.net Webothèque.net | BIOMASSE, La biomasse dans l'actualité.
Bibliographie
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