COMBUSTIBLES ÉTHANOL
Du bois dans votre Afin d’améliorer le procédé et la technologie de production d’éthanol à partir du bois, un nouveau site ouvrira ses portes en 2003. Dans une installation de type bioénergie combinée, l’éthanol pourrait, dans un système intégré, servir de source d’énergie à la fois pour les voitures mais aussi pour la production d’électricité et le chauffage.
Suède
’éthanol, en matière d’énergies renouvelables en Suède, est l’alternative à l’essence et au gazole la plus répandue. En Suède, plus de 400 bus roulent à l’éthanol pur, 4 000 F O R D F F V à l’ e8 5 * et en v iro n 600 000 voitures à l’e5*. Le développement de la production d’éthanol à partir de cellulose brute est à l’étude dans les universités
L * Voir encart page 42.
Le rendement énergétique de ce procédé est proche de 75 % : entrée de 1 650 GWh (=1 400+250) ; sortie de 1 195 GWh (=350+585+260) avec une récupération d’énergie sous forme d’électricité, de chaleur et d’éthanol. (Source Etek-Baff)
300.000 t sèches 1400 GWh
depuis 15-20 ans. Avec ce nouveau site de vérification et d’optimisation du procédé, une nouvelle étape est franchie.
BIOÉNERGIE COMBINÉE Actuellement en Suède, ce sont les compagnies régionales d’énergie qui se focalisent le plus sur l’énergie
éthanol. Leur souhait à l’avenir est d’en alimenter les habitants dans tous les secteurs : électricité, chauffage urbain et carburant pour les transports. Ceci pourrait concerner une ville suédoise d’environ 60 000 habitants (fig. 1). Les sous-produits tirés de l’éthanol sont utilisés directement pour la production d’électricité, et alimenter les systèmes de chauffage et de refroidissement urbains. Dans le cas présent la quasi-totalité de la demande énergétique d’une ville concernant les transports, électricité, le chauffage des immeubles et des petites et moyennes entreprises seraient pris en charge par la raffinerie. Le rendement énergétique total durant le cycle " bioénergie combinée " se situe aux alentours de 75 %. Ce chiffre est quasiment identique à celui d’une raffinerie de pétrole, cette dernière ayant un rendement énergétique d’environ 85 %.
Tr an s for ma t i o n de s Hemi cel l u l os e s e n suc r e D é shydr a t a t i o n
Tr a nsf o r m a t i o n de s c e l l ul o se s e n suc r e
Pre sse -f ilt re d dé shydra t a t io
P l aq u ettes
Dioxyde de carbone D i st i l l a t i o n
Fe r m e nt a t i o n
Tra it e me n
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réservoir ! Jan Lindstedt, Etek Etanolteknik
Afin de mesurer la progression et à titre de comparaison, on peut considérer que l’on obtient 15 unités d’énergie renouvelable sous forme d’éthanol, d’électricité ou de chauffage urbain à partir d’une unité de combustible fossile. Ceci représente la part d’énergie fossile économisée par l’utilisation d’énergies renouvelables.
L’USINE PILOTE Afin de développer les technologies de production d’éthanol à partir des rémanents de bois, plusieurs sociétés locales se sont regroupées depuis cinq ans sous l’appellation Etek Etanolteknik AB (Ethanol technologie Ltd). Etek aura en charge la construction et par la suite le bon fonctionnement de l’usine pilote, située dans le nord de la Suède, à proximité d’un site opérationnel de production de pâte de sulfure à base d’éthanol.
Séchage
L’usine pilote aura une capacité d’approvisionnement d’environ deux tonnes journalières de matières sèches mais restera avant tout un outil de connaissance et d’expérience. L’usine, à la base, se destine au développement des deux étapes ininterrompues du processus d’hydrolyse d’acide dilué à partir de résineux avec une troisième étape d’hydrolyse d’enzymes. Celle-ci sera opérationnelle fin 2003. Afin de vérifier les procédés et technologies dans le but d’obtenir des données plus affinées, une évaluation du fonctionnement sur une durée de deux ans sera réalisée avant de décider de l’ouverture d’un site de production.
USINE DE PRODUCTION La plupart des lignines du bois restent à l’état solide en fin de processus. La lignine est utilisée en tant que com-
Gr an u l ati on
e n
bustible dans les usines à bio énergie combinée, commercialisée comme additif pour les bio-combustibles granulés tirés du bois ou comme biocombustible à des fins précises. La lignine convient parfaitement aux turbines à gaz et est un bon additif dans le domaine de l’incinération grâce à son faible taux alcalin et sa ha u te va le u r é ne rg é ti qu e 6,2 MWh/tonne sèche. À l’avenir la lignine pourrait fournir en matières premières " la chimie verte ". Une usine de production associant un site déjà existant d’alimentation combinée pour le chauffage et une usine à granulés bio-combustibles dans le nord de la Suède est à l’étude. La production d’éthanol a été fixée à 75 millions de litres par an. Le financement de l’usine de production a été évalué à 120 millions d’euros. Les études de faisabilité, en intégrant les coûts en énergie et le matériel d’hydrolyse des déchets de bois,
Apport complémentaire : 50.000 tonnes sèches 250 GWh
Granulés
C o gé né r a t i o n
Éthanol
260 GWh électrique 53.000 ménages (5.000 kWh/maison)
Électricité
62.500 m 3 350 GWh éthanol Pour environ 80.000 voitures (5 l/100 km, 18 kWh/100 km)
Chauffage urbain Biogaz
585 GWh pour environ 40.000 maisons normales (15.000 kWh /maison)
nt d e s e a ux
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Sou
situent le prix de l’éthanol entre 0,36 et 0,45 euro le litre. Le coût de l’investissement pour l’usine pilote est de 16 millions d’euros et les dépenses courantes d’environ 1-2 millions d’euros variant suivant l’étendue du programme recherche.
ek : Et
Les mélanges d’essence faible en éthanol (e5 à e10 : de 5 à 10 % d’éthanol) peuvent être utilisés dans tous les véhicules à essence. Le e85 (85 % éthanol - 15 % essence), d’indice d’octane élevé, peut être utilisé dans les véhicules utilitaires légers grâce à un équipement spécial. Il est entreposé, transvidé et distribué comme l’essence. Le e85 nécessite des précautions aux postes de ravitaillement pour éviter la contamination de l’eau. Seul un choix très limité de véhicules e85 est offert par les fabricants automobiles. Le rendement des véhicules qui utilisent le e85 est égal à celui des véhicules à essence. D’autre part leur autonomie est identique à celle des moteurs à essence, si on utilise un réservoir plus grand. D’un point de vue environnemental, les émissions de gaz à effet de serre peuvent être moindres si l'on utilise de l'éthanol tiré de la biomasse ; les émissions des véhicules qui utiliseront de l'éthanol tiré des produits forestiers produiront alors beaucoup moins de gaz à effet de serre. En revanche la production d'ozone est identique pour les véhicules qui utilisent le e10 ou l'essence. En utilisant le e10 ou le e85, les émissions de monoxyde de carbone sont moins élevées qu’avec l’essence. Le niveau d’agents toxiques est semblable qu'on utilise le e85 ou l'essence, mais leur composition diffère.
rce
L’éthanol en bref
Plaquettes 1 BAR
Vapeur
A ci d e
1 0 -1 2 BAR
A ci d e
2 0 BAR
Vapeur
Vapeur
2 0 -2 5 BAR
Vapeur Vapeur
Vers déshydratation
Dessin schématique d’un réacteur à contre-courant à deux étapes.
Vers fermentation
Solution sucrée
L’usine pilote ouvrira dans le cadre d’une coopération entre les différents partenaires européens et peut-être d’autres pays. Les bois feuillus et résineux, les moissons annuelles de paille et de roseaux pourraient être testés également sur l’usine pilote. 5
Réacteur à contre-courant à deux étapes
POUR PLUS D’INFORMATIONS : Jan Lindstedt Etek Etanolteknik AB +46 660 751 93 jan.lindstedt@etek.se
ETEK
Vue schématique de l’usine pilote.
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