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Bioénergie et bioproduits industriels: une voie d'avenir pour lagriculture québécoise? Michel Lachance, CQVB 1er décembre 2010 déjeuner-causerie ACRA.

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1 Bioénergie et bioproduits industriels: une voie d'avenir pour lagriculture québécoise? Michel Lachance, CQVB 1er décembre 2010 déjeuner-causerie ACRA

2 "Dans un avenir rapproché, est-ce que les producteurs agricoles peuvent anticiper, dans un contexte de diversification de l'agriculture, des revenus substantiels du secteur de l'agro-énergie".

3 PLAN Intro bio-économie et bioproduits contexte favorable Biomasses Technologies de conversion Segments daffaires Enjeux et avenir

4 BIOPRODUITS? pas nouveaux La bioéconomie sappuie sur lutilisation : de ressources renouvelables et de bioprocédés pour fabriquer des biens plus durables, plus éco-énergétiques Bioproduits industriels : tout nouveau produit industriel / commercial élaboré à partir de biomasse (agricole, forestière, marine, résidus municipaux/industriels) Avant lère du pétrole, déjà présents produits naturels fermentés (bière, yogourt) papiers, polymères dérivés du coton plantes médicinales, tisanes poignées de portes de la Ford T Bioproduits industriels : tout nouveau produit industriel / commercial élaboré à partir de biomasse (agricole, forestière, marine, résidus municipaux / industriels)

5 CONTEXTE FAVORABLE Tendances qui modifient nos économies: croissance fulgurante de la demande dénergie (mondiale) baisse de la disponibilité du pétrole hausse des prix de nombreux intrants changements climatiques sensibilité environnementale / réduction des GES Atouts pour y répondre: RESSOURCES RENOUVELABLES TECHNOLOGIES VERTES PROGRÈS MAJEURS: chimie, génomique, science des matériaux génie industriel

6 LARGE ÉVENTAIL DE PRODUITS / procédés Ressources renouvelables Plantes – cultures – forêt Algues Animaux/poissons Microorganismes Résidus organiques – municipaux – industriels – agricoles – forestiers – aquaculture Bioproduits indust. Bio-énergie Biocarburants, biocomb. Produits chimiques: - biosolvants / biolub. - biosurfactants - adhésifs, résines - biocatalyseurs - éléments précurseurs - bioengrais, biofertiliants Matériaux nouveaux - bioplastiques - biocomposites - fibres industrielles Molécules bioactives Procédés technologiques Physiques (extraction) Chimiques (traitement acide) Thermiques (pyrolyse) Biologiques (enzymes, fermentation)

7 LA BIOMASSE: CEST QUOI? Amidon (glucide) % (maïs); facilement hydrolysable Huiles (oléagineux) - 4-7% (maïs),18-20% (soya); produits oléochimiques Protéines % (maïs), 80% (soya); produits chimiques Lignine - structure aromatique complexe, très énergétique - conversion biochimique difficile Hémicellulose - xylose: 2e sucre plus abondant dans la biosphère - polymères de sucres à 5 et 6 C, conversion difficile Cellulose (glucide) - matière première la plus abondante dans la biosphère - polymères de glucose: bonne BM Chitine (polysaccharide)

8 SOURCES DE BIOMASSES résidus forestiers - déchets dusinage et de coupe, plaquettes forestières - parties non productives: lignes transmission, espèces non allouées - résidus urbains, etc. résidus agricoles - résidus secs (pailles, rafles) - déchets humides (effluents agricoles, résidus agroalim) résidus industriels - déchets recyclés pour énergie (effluents, copeaux, poteaux) - rebuts valorisés (liqueur noire, lactosérum, carapaces) résidus municipaux cultures dédiées - herbacées: panic, miscanthus, millet perlé, triticale - arbustives: saule, peuplier

9 DISPONIBILITÉ de biomasse au Québec Biomasse urbaine - résidus municipaux/commerciaux : 7 M tma Biomasse forestière : 6,5 M tma (tonnes métriques anhydres) Autres biomasses : agricole, agro-alim, boues, effluents, etc. Gouvernement QC priorise la BM cellulosique résiduelle Problème: épuisement de la BM bon marché - faudra compter sur sources inutilisées + cultures nouvelles - besoin de nouvelles méthodes de collecte / prétraitement Rendement de production déthanol: l / tma de bioéthanol, selon type de BM et technologie utilisée Rendement de production électrique: 1MW requiert tma de BM / an

10 TECHNOLOGIES de conversion (1) Ressources Transformation Produits matière ligno- cellulosique - première - résiduelle combustion directe turbines piles énergétiques chaleur électricité bioéthanol produits chimiques biodiésel biohuiles matériaux cogénération gazéification pyrolyse Bioprocédés fermentation/polymérisation transestérification etc.

11 TECHNOLOGIES de conversion (2) Ressources Transformation Produits lisiers et fumiers chaleur électricité matériaux produits chimiques biodiésel biohuiles bioéthanol gras animaux végétaux résidus mun / ind bioprocédés méthanisation combustion gazéification

12 LES SECTEURS FORTS AU QUÉBEC

13 CHAUFFAGE À LA BIOMASSE BM utilisée vient majoritairement de forêt, industries de transformation du bois et pâte/papier peut produire chaleur et électricité combustion directe : produit chaleur (chauffage bâtiment, chaleur pour procédés ind., production eau chaude) cogénération : produit chaleur + électricité (industriel) source dénergie très rentable 4 t de bois économise 1 t pétrole + évite lémission de 2,5 t de CO 2 technos connues, au point : chaudière BM, chaudière vapeur, réseaux défis : récolte et transport des résidus, prétraitement, intégration si possible aux opérations traditionnelles de récolte de bois utiliser la BM pour combustion dépend garantie dapprovisionnement en biomasse + usages alternatifs de cette biomasse nombreux projets régionaux au QC: Amqui, Val dOr, Oujé-Bougamou, BSL

14 BIOGAZ: biométhanisation digestion anaérobie de matières organiques : méthane + CO 2 technologies matures (nombreuses au QC) biomasse résiduelle importante (fumiers, lisiers, résidus organiques) avantages : bilan énergétique positif : forte réduction des GES fournit de lénergie de proximité résout problème de disposition des lisiers / fumiers défi: prix de lélectricité association industrielle: Biogaz Québec (AQPER) Bio-Terre Systems (2 installations de production à la ferme) Groupe EBI, Biothermica, Envirogaz, Xébec, Électrigaz Dominion & Grimm Environnement, Lisox Valbio, Énergie Highland, etc.

15 BIOCOMBUSTIBLES SECS densification de la matière ligneuse technologies connues biomasse: résidus agricoles et forestiers cultures énergétiques (saule, panic) ; plusieurs essais avantages: bilan énergétique positif réduit frais transport, augmente valeur énergétique de la BM marchés : - granules de bois - bûches énergétiques au Québec: Energex, Granules L.G., Recy-Clone, Evergreen Biofuels Bois énergétique recyclé Lauzon, Écoflamme Bûches énergétiques, Boisbriand

16 BIODIÉSEL objectif QC: 120 Ml/a pour 2012 besoin de 80 Ml/a + technos connue (transestérification) et en développement (algal) produits: biodiésel + glycérol et tourteau biomasses: huiles vég., gras animal, huiles de friture recyclées huiles de poisson (usines transformation) micro-algues, champignons caractéristiques: - moins énergétique que pétro-diésel mais indice cétane plus élevé - viscosité plus élevée : requiert additif par temps froid - bilan énergétique et bilan GES: positifs mais variables selon Bx marchés: - mélangé au pétrodiésel : B2, B5, B20, B100 - substitut à éthylène/polyols: lubrifiants, solvants, surfactants QC: Rothsay (36 Ml), Biocardel (5 Ml) distribution: Olco, Sonic

17 BIOHUILES Condensat liquide issu de résidus for/ag Utilisée principalement comme huile à chauffage techno connue: liquéfaction directe ou pyrolyse rapide (pression basse + addition très rapide de chaleur) 70% biohuile, 15% biocharbon, 15% gaz biomasse: résidus agricoles et forestiers caractéristique: contient plusieurs molécules dhydrocarbones, raffinage en nombreux produits chimiques: flaveurs, résines marchés: infime part du marché des carburants mais croissance anticipée par petites unités mobiles Canada, leader mondial : Ensyn (ON), Dynamotive Energy (CB) Pyrovac (QC)

18 BIOÉTHANOL objectif QC: 5% en 2012, besoin de 330 Ml/a + technos connues / en développement (démo): bioéthanol + CO 2 / lignine-hémicellulose / drèches biomasse: résidus ag-for (paille, tiges, coupes, essences résiduaires) résidus municipaux/industriels (organiques) cultures herbacées/arbustives (lignocelluloe) caractéristiques fixes (molécule unique) moins énergétique que lessence, mais plus dense E10 réduit de 3% la puissance du moteur mais meilleure combustion marchés: - mélangé au pétrodiésel : E2, E5, E20, E100 - comme solvant / grade alimentaire QC: Ethanol Greenfield : cap. 120 Ml/an ( t/an de maïs) Énerkem : usine pilote + projet démo de 4 Ml/an CRB Innovation : projet démo Tembec : grade alimentaire

19 BIOÉTHANOL suite QC 2011: Agrosphère ( ferme O. Lépine + autres producteurs agricoles ): St-Alexis-de-Montcalm éthanol 2e génération (12 Ml/an, 66 kt CO 2 ): - résidus agricoles + cultures dédiées (millet, panic) + résidus forestiers - bandes riveraines (revenus) avec plantes pérennes (biomasse) valorisation de coproduits valorisation de lhémicellulose fabrication denzymes sur place Nombreux partenariats: Coop ProfidOr, Danisco USA-Genencor, UQTR CIPP, CNETE, CTMP, Humblet Technologies, PG Nature, CRIEB, CRIBIQ TDDC: octroi de 7,5 M$

20 BIOPRODUITS DE CHIMIE variété de produits: biolubrifiants, biosolvants, biodétergents, adhésifs, résines, huiles isolantes, éléments précurseurs, enzymes, levures biosurfactants, peintures, encres engrais, pesticides technos connues / en dév.: oléochimie, chimie verte chimie de synthèse métathèse, nanotech marchés: couvrent lensemble de lindustrie chimique + ailleurs commodités, produits de spécialité, produits de chimie fine défis: commercialisation pas facile, normes/standards, coût/qualité QC: Innu-Science, Choisy, Labo M2, Prolav, Chimiques B.O.D. Prolab, Bio-lub, Oléoprod, Innoltec, Bio Spectra, Alga-Labs Tembec, Lallemand, DNP GT SiliCycle, CO 2 Solutions BioTerre Systems, Omnichem

21 MATÉRIAUX BIOSOURCÉS variétés de matériaux: biopolymères, bioplastiques, composites bois/plastiques biocomposites, nanomatériaux technos connues / en développement biomasse: fibres agro-forestières, polymères naturels (chitine) nouvelles cultures dédiées micro-organismes caractéristiques: nouvelles performances marchés: - construction, transport, aéronautique, emballage, - isolants, mousses, matériel de remplissage, - ustensiles/récipients, sacs/bacs Qc: ADM-SAP, BV Sorbex, Biomatera, Cerestech, Marinard Biotech Nova Envirocom, Plasbio, Omniplast Bénolec, Demilec, Maibec Lanaupole-Fibres, Texel

22 AUTRES BIOPRODUITS Santé humaine: antioxydants oméga 3 produits anticancéreux produits fermentés boissons fonctionnelles extraits marins Santé animale: litières drèches de distillerie (alimentation) tourteau de colza / soja Cosméceutiques : crème anti-âge crème solaire à base de chlorophylle lipsil avec ingrédients bioactifs

23 BIORAFFINERIES

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25 AVANTAGES de la biomasse La biomasse peut être transformée en énergie + bioproduits sans besoin dattendre des millions dannées ! renouvelable, carbone neutre, biodégradable, permet des produits moins toxiques / polluants Développement économique et régional diversification commerciale redynamisation des régions Plus grande stabilité de loffre / prix approvisionnement diversifié, source constante de matière première dépend de facteurs plus proches et contrôlables Plus defficience dans le système utilisation de résidus Impacts positifs sur lenvironnement

26 FACTEURS CRITIQUES approvisionnement en biomasse (prix/qualité) coûts de production vs qualité des produits valorisation des coproduits appui politique (vision gouvernementale) acceptabilité sociale connaissance des bioproduits (industriels, investisseurs) prix du pétrole Pour lagriculture: belles possibilités de: diversification (revenus additionnels) développement régional mais faut gérer de façon durable offre/demande de biomasse

27 FACTEURS DINFLUENCE Disponibilité et coût des biomasses Disponibilité et accessibilité du capital Capacité de R-D et dinnovation Alliances stratégiques Propriété intellectuelle « Ind Biotech: Development & Adoption by the US Chemical & Biofuels Industries », US International Trade Commission, juillet compagnies interrogées

28 PAS SUR LE RADAR il y a 10 ans La conscience dopportunités intéressantes augmente De nombreux maillages se créent: - industries (agriculture, foresterie, chimie, énergie, transport, manufact.) - disciplines (biologie, chimie, sc. Des matériaux, génie) Une communauté de pratique émerge regroupant les acteurs clé Mais - technologies et systèmes de production pas complètement disponibles; - gros investissements en RD, - intégration des technologies, ingénierie, démonstration Contribution très souhaitable pour notre économie: - diversification économique (agriculture, secteur manufacturier) - redynamisation des régions - impact positif sur lenvironnement

29 MERCI !


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