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Les briquettes présentent des avantages certains par rapport aux granules, tant pour l’usage résidentiel que pour la production d’énergie. Des producteurs et des fabricants analysent les marchés.


19 mars 2013
Par Treena Hein

Sujets
Les briquettes sont populaires en Europe pour le chauffage résidentiel et la production d’électricité. Elles se présentent sous plusieurs formes et se composent de diverses matières, par exemple, des rondelles faites de résidus de papier et de copeaux de bois (en bas au centre). Elles font concurrence aux granules et peuvent aussi être torréfiées.

Regardez bien ! Les briquettes sont en voie de profiter de la popularité des granules. En effet, alors que les gouvernements et l’industrie privée explorent des sources d’énergie renouvelables pour produire chauffage et électricité, les avantages importants que présentent les briquettes comparativement aux granules sont mis de l’avant. Les briquettes offrent une plus grande flexibilité quant aux matières premières, des coûts de production moindres que les granules, tout en proposant des valeurs similaires en termes de chaleur et de densité. Les briquettes sont fabriquées en deux formats : des rondelles de diamètre varié et des bûchettes, plus grosses, de forme cylindrique ou carrée.

La fabrication de briquettes, de même que celle des biogaz, jouit d’une longue histoire en Europe, ce qui contribue à en accélérer l’adoption en Amérique du Nord. Ici tout comme en Europe, tant les granules que les briquettes sont utilisés pour le chauffage urbain, celui des maisons, dans les chaudières industrielles et les centrales de cogénération.

Parmi les avantages, les promoteurs soulignent que les briquettes ne nécessitent pas un déchiquetage aussi fin des matières premières comme c’est le cas pour les granules. « La taille des particules requises pour les briquettes peut être plus grosse que celle des granules, jusqu’à 15 mm, ce qui requiert moins d’énergie pour le broyage préliminaire. » C’est ce qu’affirme Wayne Winkler, le président de la firme Briquetting Systems Inc., de Vancouver, qui est le distributeur canadien du fabricant danois de machines à briquettes CF Nielsen. « La fabrication requiert moins d’énergie de façon significative, tant pour le broyage que pour le pressage, poursuit-il. »

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Il fait remarquer que la réduction en fines particules pour la fabrication de granules demande des broyeurs à marteaux qui consomment de grande quantité d’énergie (habituellement d’une puissance de 100 c.v. par tonne) de même que des systèmes dispendieux de refroidissement et de dépoussiérage ainsi que des dispositifs de séchage de type à tambour, « lesquels agissent habituellement par combustion et comportent en soi des risques d’incendie. Tout ceci augmente tant le coût que le temps de fabrication des granules comparativement aux briquettes. » De plus, ajoute Wayne Winkler, les particules fines nécessaires aux granules présentent des risques d’explosion, d’incendie et de problèmes respiratoires.

La fabrication de briquettes, par rapport à celle des granules, présente également des coûts de maintenance et de réparation moindres ainsi que des temps de démarrage plus courts. « Le coût de remplacement des matrices des machines à briqueter est une fraction de celui pour les machines à granules, souligne Wayne Winkler. Le briquetage par presse à rouleaux est la principale technologie qui est utilisée depuis des décennies pour compresser de grandes quantités de fines de charbon en briquettes. Dans la plupart des cas, la production de combustible sous forme de rondelles de bois n’exigera pas d’opérations onéreuses de broyage. »

Les briquettes peuvent également être composées d’une plus grande variété de matières premières dont la teneur en humidité peut être plus élevée, jusqu’à 15 %, toujours par rapport aux granules. « Une large panoplie de matières premières, dont certaines ne peuvent pas être utilisées pour les granules, conviennent au façonnage en briquettes, incluant le bois, les résidus agricoles, le papier et un mélange de matières, explique Wayne Winkler.

Une autre option pour le briquetage est le bois torréfié : le bois vert est réduit en charbon à la suite d’une opération de pyrolyse qui combine des températures élevées dans un milieu avec peu ou pas d’oxygène. « Le bois torréfié peut être moulu au moyen des appareils pulvérisateurs de charbon, il devient imperméable à l’eau et peut donc être entreposé à l’extérieur. Il possède également une plus grande valeur thermique que le bois non traité, mais une grande partie de la technologie de torréfaction en est encore à un stade expérimental. » Quelques producteurs de granules considèrent également le procédé de torréfaction et font des tests en ce sens (voir l’article sur Granules Combustibles Energex, dans notre édition de mars 2011).

Les briquettes sont au moins aussi faciles à manipuler que les granules quand il s’agit de chargement ou de déchargement dans les ports d’expédition. Des dispositifs de manutention ont été développés afin de remplir rapidement les conteneurs de briquettes en vrac, d’ajouter Wayne Winkler. Elles peuvent aussi être chargées sous forme d’énormes sacs.

Pour James Brose, le président de Kanviromental Corp., un fabricant de machines à briqueter établi à Elmira en Ontario, « il est également important et très pertinent de souligner le fait que, à poids égal, les granules occupent 15 fois plus d’espace que les briquettes. Une reprise de la valeur en humidité réduit non seulement la valeur thermique (en BTU – British Thermal Unit) que les granules avaient à la sortie de l’usine, elle vient en plus accroître le poids de la cargaison. »

Plus commode, plus propre
Alors que les poêles à granules à usage résidentiel font une avancée au Canada, les briquettes sont utilisées pour le chauffage résidentiel dans plusieurs États américains. Les clients de la compagnie RUF US Inc., établie à Cleveland en Ohio (le distributeur nord-américain du fabricant allemand RUF), ont en effet recours aux briquettes principalement pour le chauffage de maison. D’une dimension de 6 x 2.5 x 3 pouces, elles peuvent être brûlées dans n’importe quel type d’appareil de combustion à bois, d’affirmer Greg Tucholski, le président de RUF US. Elles sont disponibles dans les commerces de détail de plusieurs États du centre des États-Unis, sous forme de sac ou par livraison en vrac au prix de 250 à 350 dollars américains la tonne.

« Les clients utilisent de deux à trois tonnes par hiver, note-t-il. Les briquettes produisent beaucoup moins de cendres et fournissent une combustion plus propre, plus régulière et plus longue que le bois. Les clients apprécient la commodité et la propreté de ce produit de même que le fait qu’il brûle plus longtemps la nuit que le bois de chauffage. » M. Tucholski explique que la matière première est surtout composée de résidus de bois séchés provenant de scieries et d’usines de transformation. Jusqu’ici sa compagnie a vendu environ 50 machines à briquettes et il prévoit en vendre de 20 à 30 autres dans les prochains douze mois.

Bois BSL Énergie, de Mont-Joli, produit les briquettes « SmartLog » pour le chauffage résidentiel depuis 2006. La compagnie déclare qu’elles dégagent presque 35 % plus de chaleur que le bois de chauffage. « Nos ventes ont progressé de 2006 à 2009 mais depuis elles sont stables, ayant atteint leur niveau maximum dans un marché saturé, »constate Jacynthe Rodrigue, responsable des ventes de la division Énergie de Bois BSL. Parmi ses points de vente, la compagnie compte Rona, Kent, Millwork Home Centre et d’autres magasins au Québec et en Ontario, et même un distributeur américain.

Bois BSL utilise une machine à briquettes CF Nielsen construite sur place pour façonner des sciures de bois dur provenant de son usine de lattes de bois à plancher. Les machines à briqueter CF Nielsen sont aussi disponibles sous deux autres versions : enfermée dans un conteneur (semi-portatif) et sous la forme d’un grand silo où la matière première est dirigée par convoyeur ou par air vers une vis sans fin qui, depuis le niveau supérieur, alimente les presses au niveau inférieur. « Ces deux modèles ne requièrent aucun bâtiment, ajoute M. Winkler. »

Le marché des serres
D’autres compagnies, comme Brenlo Custom Wood Mouldings de Mississauga en Ontario, mettent en marché des briquettes pour l’exploitation de serres. Brenlo Custom Wood Mouldings a commencé à fabriquer des rondelles au moyen d’une machine CF Nielsen au mois d’août 2009. « Nous avons de nombreux serriculteurs qui sont clients mais, avec la baisse du prix du gaz, l’amortissement est devenu plus difficile, admet Overton Smith, le responsable du développement commercial et de la R&D. Nous déterminons nos prix selon la demande de la clientèle. » L’amortissement de la machine prendra deux autres années, prévoit-il, tout en restant optimiste quant à la demande. « Nous pensons que le prix du gaz naturel montera à nouveau, estime-t-il. Nos briquettes sont très populaires. Elles produisent un niveau très élevé de BTU, soit plus de 8100 BTU par livre, parce qu’elles sont faites avec des sous-produits de bois séchés en séchoir, et ne laissent presqu’aucune cendre. »

La baisse du prix du gaz naturel a cependant entrainé la disparition complète du marché serricole pour la compagnie Sauder Moulding & Millwork de Ferndale dans l’État de Washington. Sa machine à briquettes CF Nielsen est actuellement arrêtée. « Nous avons vendu un conteneur à une serre il y a environ cinq mois, avoue le porte-parole de la compagnie, Ryan Hammer, et maintenant nous sommes contraints de vendre notre sciure (de pruche) directement aux fermes locales. »

À Coal Harbour, sur l’île de Vancouver, la Quatsino First Nation Economic Development Corporation prépare un plan pour alimenter l’industrie serricole tout comme les systèmes à chaudière de bâtiments commerciaux et industriels. L’organisme produira des briquettes, en rondelles et en bûchettes pour créneau particulier, à partir de sous-produits provenant de ses opérations de fabrication de bardeaux de cèdre qui utilisent des bois de pruche, thuya, aulne rouge et sapin. « Nous planifions le démarrage dans moins de six mois, en attente de financement », explique David Schmidt, le directeur général de ce projet auquel participent aussi des consultants et d’autres spécialistes. La corporation Quatsino a choisi les briquettes au lieu des granules parce que, affirme M. Schmidt, « elles sont rentables et le marché est meilleur. La compétition sur le marché des granules est féroce et, à moins d’aller outre-mer, il est difficile d’y pénétrer. » Il admet que la pruche ne fait pas de très bons granules.

Certains manufacturiers de produits de bois transforment en briquettes leurs résidus pour alimenter leurs propres chaudières. « Il existe une méprise à l’effet que les briquettes ne peuvent pas être cassées pour alimenter les chaudières conçues pour la sciure ou les granules, mais cela peut être facilement fait, rétorque Irvon Weber, technicien en chef chez Kanviromental. » M. Winkler rapporte à cet effet que CF Nielsen est en train de mettre au point un moyen pour fragmenter les rondelles afin d’alimenter les chaudières.

À Quesnel en Colombie-Britannique, à l’usine de panneaux MDF Westpine de West Fraser, « il arrive occasionnellement qu’on forme en briquette les poussières de ponçage quand elles s’accumulent trop », indique le directeur Dave Berg. « Nous brûlons la poussière dans un système à l’huile, mais quand il y en a trop, on la façonne en briquettes et on les expédie vers la chaudière de notre usine à pâte à Quesnel. C’est beaucoup plus facile de transporter des briquettes que des poussières. » Selon lui, la machine CF Nielsen acquise il y a deux ans, a été amortie en environ une année, et il a été question d’en acheter d’autres pour équiper d’autres installations de West Fraser.

Les centrales à l’étranger
Alors que les perspectives d’exportation à court terme vers l’Europe ont récemment connu du succès, tant pour les granules que pour les briquettes, principalement en raison de la chute de valeur de l’euro, plusieurs compagnies se consacrent activement à l’exportation, ou encore développent des projets à grande échelle afin d’expédier outre-mer un combustible densifié pour la production d’énergie.

Le potentiel à long terme de ce marché est énorme. Une étude récente réalisée par le programme allemand d’énergie-conseil et par l’institut de recherche Fraunhofer Umsicht, prévoit que de nouvelles centrales à combustion de bois au Royaume-Uni et en France feront accroître de 50 % la capacité en biomasse de ces deux pays d’ici 2013. De nouvelles centrales alimentées en biomasse ont aussi vu le jour récemment en Scandinavie, en Allemagne et en Autriche. Les pays scandinaves continueront de faire le plus grand usage de biomasse en raison de leurs grandes ressources forestières par rapport aux autres pays européens. À travers tout l’Europe et le Royaume-Uni, 130 centrales additionnelles seront construites, ce qui portera le nombre d’usines prévues à 1050 et la production générée par biomasse à 10 000 MW en 2013.

La firme Carolina Pacific, de Charleston en Caroline du Sud, a expédié sa première cargaison de briquettes en Suède en mars de l’an dernier. Son président, John Kern, a souligné qu’une autre expédition de 50 000 tonnes a suivi et que de 100 000 à 250 000 tonnes devraient encore être envoyées. « L’Allemagne, la Belgique, les Pays-Bas, le Danemark et les autres pays scandinaves représentent de bons marchés, dit-il. Ils veulent construire des centrales et prendre des engagements à long terme. » En Angleterre toutefois, c’est une autre histoire. Selon John Kern, l’échec du régime de subvention à l’énergie rend très difficile la prévision des prix dans ce pays. « Le prix du gaz naturel a diminué et certaines centrales sont passées du charbon, qui était en hausse, au gaz. Ils ne signeront pas de contrat à long terme comportant des prix fixes (pour la biomasse). »

John Kern fait aussi remarquer que le marché pour le chauffage résidentiel dans les États de l’Est américain est assez réduit en raison des hivers doux, et que le charbon reste le « roi » pour les centrales. Les briquettes de Carolina Pacific, commercialisées sous le nom de « ROCette », sont fabriquées selon un procédé déposé, propriété de Di Piu (Italie) et CF Nielsen. « La presse fait une compression par choc, plutôt qu’avec une matrice, avec une extrusion en continu, explique M. Kern. » Ces « ROCettes » qui émettent plus de 8 000 BTU par livre, sont composées de billes de pin combinées à des résidus d’usines de meubles et de moulures.

Mais on n’exporte pas que des briquettes. Pour sa part, RWE Innogy, la filiale américaine liée à l’énergie renouvelable du géant allemand RWE, prévoit expédier des granules en Europe. Ils seront fabriqués en Georgie, dans une usine en construction d’une valeur de 20 millions d’euros, en partenariat avec la compagnie suédoise BMC Management AB. En 2011, l’usine produira 750 000 tonnes/an de granules destinés aux centrales européennes alimentées à la biomasse et aux centrales de cogénération au charbon. Qu’est-ce qui explique le choix des granules? « Les expériences de combustion combinée dans les centrales européennes ont été faites à partir de granules, répond Heinz Vinkenflügel, le porte-parole de RWE. Les granules constituent le combustible de biomasse le plus commercialisé dans le monde et jusqu’à présent, il n’a pas eu assez d’expériences à long terme avec les briquettes pour en prouver les avantages théoriques. » 

Pacific Briquetters Inc. de Mission en Colombie-Britannique, une filiale de la compagnie Carbon Friendly Solutions Inc. de Vancouver, aurait bien aimé produire des briquettes pour les centrales américaines et européennes, mais elle a décidé de mettre ses projets en attente pour l’instant. « Nous avons eu des discussions avec des producteurs d’énergie de Scandinavie pour l’achat de briquettes selon un prix de 125 euros la tonne, affirme Mike Young, directeur général de Carbon Friendly Solutions. Toutefois, la baisse soudaine de l’euro a fait en sorte que le profit aurait chuté de presque 30 %, rendant la transaction non rentable. Au fond, notre coût de production de briquettes est approximativement de 90 dollars canadiens par tonne, franco à bord à l’usine. Les coûts d’expédition étant de l’ordre de 50 à 60 dollars canadiens par tonne, vous voyez bien que les marges étaient déjà très serrées. »

Idéalement, Mike Young aimerait transiger dans les limites de l’Amérique du Nord, « mais à ma connaissance, le marché n’est pas encore présent ». En attendant, Pacific Briquetters poursuit le développement de ses installations de résidus de bois et de recyclage à Mission et, d’après son directeur, la compagnie pourra facilement démarrer la production de briquettes si la demande s’accroît.

Substitut au charbon
Pour parvenir à un usage efficace des briquettes, Wayne Winkler, de Vancouver Briquetting Systems, conseille aux fournisseurs nord-américains de service public d’examiner les meilleures caractéristiques techniques de bio-combustion des centrales européennes, puis d’en ajuster le design afin de convenir aux conditions locales. « Cela pourrait se traduire par une combustion combinée gaz naturel / biomasse, ce qui se fait déjà en Suède. La demande en combustible sous forme de briquettes est grande puisqu’il existe plus de 600 centrales au charbon en Amérique du Nord dont un grand nombre dans la catégorie des 600 MW, ce qui équivaut approximativement à un million de tonnes de charbon par année par usine. Si une portion de 5 à 10 % de ce combustible était remplacée, cela nécessiterait des millions de tonnes de biomasse. Ces centrales au charbon pourraient utiliser leurs propres broyeurs fixes pour broyer les briquettes. »

James Brose, de Kanviromental, rappelle la fausse opinion voulant que les briquettes soient trop grosses pour usage dans les centrales : « Le charbon doit être broyé de toute façon, alors les briquettes font bien l’affaire. » Comme la fabrication de briquettes requiert une étape de séchage, un choix avisé d’après lui, retiendrait les systèmes développés en Europe comportant une production combinée de chaleur et d’électricité. « L’électricité est produite à partir des briquettes alors que la chaleur résiduelle sèche la matière première qui les compose, ce qui réduit les coûts de façon significative, estime-t-il. »

La machine à briquettes BioKrush a été mise au point par Kanviromental grâce à son personnel qui possédait une grande expérience dans la compression de ferraille provenant de l’industrie automobile. Elle est conçue pour des opérations industrielles traitant de grandes quantités de matières premières. « Des machines européennes plus petites sont déjà disponibles, explique James Brose. Nous avons donc mis l’accent sur ce que nous appelons « l’opération centrale ». Cela signifie que l’une de nos machines peut façonner des matières premières telles que de la sciure et des copeaux, des végétaux spécialement plantés à cet effet ou des résidus de papier restant après le recyclage, et cela à des capacités de une, cinq et huit tonnes à l’heure. »

Bien que la compagnie dispose de quelques machines en inventaire, elle entend les construire sur commande. Le directeur des ventes Gary Cruickshank confie que la compagnie aurait pu choisir de se joindre à des partenaires pour démarrer la production d’électricité à partir de briquettes, mais ce sur quoi elle se concentre, c’est la fabrication de machines. « C’est une industrie assez nouvelle au Canada, mais l’Ontario Power Generation ainsi que d’autres organismes se sont montrés très intéressés. »

La compagnie Ernst Conservation Seeds, de Meadville en Pennsylvanie, prévoit exploiter dès le printemps 2011 une usine de fabrication de briquettes (rondelles et bûchettes faites de panic érigé, un type de plante herbacée). La production devrait approvisionner les chaudières d’entreprises locales de même qu’une centrale au charbon à combustion combinée.

« Les installations, commente Dan Arnett, le responsable de la biomasse, comprendront une aire d’entreposage pour le panic érigé, un système de déshydratation qui récupérera les pertes de notre usine, ainsi qu’une usine de granules qui serviront à approvisionner tout ce qui n’est pas équipé d’une vrille de 8 pouces. » Depuis qu’elle a acheté une machine à briquettes CF Nielsen en février 2008, la compagnie a réalisé des tests dans une centrale au charbon, dans des serres et dans une école avec une chaudière à biomasse.

Wayne Winkler reste toutefois prudent, lui qui fait pourtant montre d’enthousiasme face aux briquettes et qui a suivi de près et longtemps le marché des combustibles densifiés. D’ici à ce que le Canada et les États-Unis mettent en place une taxe sur le dioxyde de carbone et un encadrement réglementaire, l’expansion du marché des biocombustibles à haute densité restera incertain, admet-il, qu’il s’agisse de granules ou de briquettes. « Quant aux exportations, nous sommes à la merci des baisses de taux de change et de la fluctuation des coûts d’expédition, devant des fournisseurs de service public européens qui s’entendent pour fixer les prix, conclut-il. Nous devons, en même temps, combattre la perception que nous avons ici, en Amérique du Nord, que les combustibles fossiles sont bon marché, quand en fait ils ne le sont pas.

Au mieux, avec les biocombustibles, les marges sont minces, mais on ne doit pas laisser d’autres pays décider de notre avenir. »