Les pellets sont ils intéressant pour la transition énergétique?

Rédigé par Kevin Sartor - -

Les pellets constituent une source d'énergie renouvelable. En effet, si on plante un arbre à la place de celui qui est coupé, ce dernier emmagasinera du dioxyde de carbone (CO2) durant sa croissance (un arbre est essentiellement constitué de carbone issu du CO2 [REF,REF2]. Lors de la combustion du bois, celle-ci émettra le CO2 emmagasiné. Cependant tout n'est pas aussi simple car le CO2 n'est pas la seule émission d'une combustion et surtout il faut considérer d'autres aspects...

Dioxyde de carbone (CO2)

D'un point de vue dioxyde de carbone (le fameux CO2), le bilan complet (récolte, transformation et transport) de pellets locaux et durables est généralement 10 fois inférieur à celui du gaz naturel et du mazout. On estime que le cycle de vie total des pellets (coupe du bois, transformation, transport...) est de l'ordre de 30 g/kWh** [REF,REF2,REF3] pour autant que l'on plante un arbre à la place de celui que l'on vient de couper et en évitant de le transporter sur des distances supérieures à 250 km (des calculs réalisés sur les pellets locaux utilisés à la chaufferie du Sart Tilman montre même que le facteur d'émissions est inférieur à 25 g de CO2 / kWh.

Toutefois il est important de considérer qu'il y a ce que l'on appelle une dette carbone. En effet, lors de la coupe du bois et de sa combustion, du CO2 sera relâché. Cependant il faut parfois plusieurs (dizaines d') années, en fonction de l'essence du bois, pour que l'arbre nouvellement planté emmagasine le CO2.

En Belgique, les forêts sont gérées durablement [REF] c'est-à-dire qu'on ne coupe pas plus de bois que l'on en plante (à l'inverse la taille de la forêt belge augmente légèrement chaque année [REF]). Malheureusement, ce n'est pas toujours le cas [REF]

Oxydes de soufre (SOx)

Sachant que la plupart des normes de pellets sur le marché (DIN+, EN+ A1) imposent un contenu en soufre de maximum 0.04 %, cela correspondrait à maximum 3% des émissions annuelles totales d'oxyde de soufre si la capacité de production des pellets belges était utilisé (650 000 tonnes). Il s'agit évidemment d'un maximum car des analyses réalisées à l'Université de Liège ont montré que le taux de soufre est généralement 5 à 10 fois moindre pour des pellets belges [REF].

Il est bon de noter que le mazout peut contenir au maximum 0.005% de soufre depuis 2015 et que le gaz naturel n'en contient généralement pas. Dès lors, les émissions de la combustion de ce polluant pour le bois sont généralement moins bonnes que les combustibles conventionnels s'ils étaient utilisés pour la production d'énergie.

Mais il faut toutefois relativiser en fonction du transport utilisé. En effet le carburant utilisé dans le transport maritime peut contenir jusqu'à 700 fois plus de soufre que le diesel routier... Ce point est discuté ici. Dès lors le transport des combustibles fossiles peut devenir aussi problématique que la combustion de bois locale. N.B.: dans le cas du transport non maritime du gaz naturel, celui-ci peut être transporté sur plusieurs milliers de kilomètres et la source d'énergie utilisée pour ce transport peut également détériorer le bilan des émissions de SOx du gaz naturel qui ne contenait pas de soufre à la base.

Il est donc envisageable d'utiliser le bois sous forme de pellets comme source d'énergie tant que le bois est local.

Exemple: la centrale des Awirs nécessite environ 350 000 tonnes de pellets annuellement soit au maximum 140 tonnes de SOx* (sur base du maximum légal de 0.04) ou 56 tonnes si on considère que le taux de soufre des pellets est en général de cinq fois moins que la limite légale. Si tous ces pellets sont issus d'Amérique ou du Canada (actuellement seule une partie de ces pellets sont issus de ce pays), il est nécessaire de réaliser un trajet d'environ 10 jours à l'aide d'un supertanker rempli au maximum de sa capacité. Sur base d'émissions de 2.6 t/j de SOx, cela représente 26 t de SOx supplémentaire soit 10 à 46 % d'émissions supplémentaires. Heureusement que d'ici 2020, le taux de soufre devrait diminuer d'un facteur 5, ce qui resterait tout de même significatif pour la partie transport.

Afin d'améliorer le bilan de la combustion du bois, il conviendrait de l'utiliser dans des installations collectives (autrement dit de taille significative, plusieurs MW) où un traitement des fumées est plus aisé à mettre en oeuvre que pour les petites installations résidentielles.

Oxydes d'azote (NOx)

Même analyse que pour les oxydes de soufre. En Belgique, on émet (en 2014) environ 75 600 tonnes d'oxydes d'azote (NOX) [REF]. Les normes (DIN+, EN+ A1) imposent un contenu en soufre de maximum 0.3 %. Dès lors, si tout les pellets disponibles étaient brûlés, cela correspondrait à environ 10% des émissions totales actuelles de NOX. Il s'agit évidemment d'un maximum car des analyses réalisées dans le cadre de ma thèse [REF] et de mon travail ont montré que le taux d'azote est généralement 3 à 6 fois moindre pour les pellets analysés.

Cependant, la formation des NOX est plus complexe que celles des SOX et ne se limite pas au contenu en azote du combustible employé mais dépend des conditions opératoires comme l'excès d'air de la combustion, le type de brûleur,... ainsi que du combustible [REF]. Dès lors, il est difficile de comparer les combustibles entre eux pour dresser un bilan exact. En effet, dans le cas des pellets la température de combustion est telle (relativement basse à cause d'un excès d'air important) que seuls des NOX dits "fuel" se forment alors que dans le cas du gaz naturel d'autres mécanismes apparaissent (NOX thermiques par exemple).

D'un point de vue législations, les émissions de NOX sont réglementées en Région wallonne pour les chaudières domestiques et semi-industrielles (<400 kW) à 70 mg/kWh [REF] alors qu'elles sont de l'ordre de 1500 mg/kWh dans le cas du bois [REF] même si des appareils dont le niveau est comparable à celui des chaudières mazout/ gaz naturel sont disponibles dans le commerce [REF]. Les pellets sont donc tout à fait envisageables comme alternative pour ce polluant. Toutefois, comme pour les oxydes de soufre, il pourrait peut-être opportun d'utiliser le bois énergie dans des installations collectives où un traitement des fumées est plus aisé à mettre en oeuvre même si dans le cas des émissions de NOX la remarque est valable pour l'ensemble des combustibles.

Monoxyde de carbone (CO)

Le monoxyde de carbone est notamment issu d'une mauvaise combustion (généralement due à un défaut d'air). En Wallonie, le maximum est de 110 mg/kWh pour les chaudières gaz et de 60 mg/kWh pour les chaudières au mazout (de type résidentielle) alors qu'elles sont d'environ 1500 mg/kWh pour le bois. En pratique, les appareils performants du commerce atteignent des niveau d'environ 40 mg/kWh pour tous les combustibles même pour le bois [REF]. Dès lors, pour ce polluant les pellets constituent une alternative viable aux combustibles fossiles.

Particules et poussières

Il s'agit évidemment du point le plus problématique de la combustion du bois en tant que tel. Contrairement au gaz naturel qui est de par sa nature gazeux et ne produit pas de poussières et des particules (mesurables) lors de sa combustion, pour le bois c'est tout autre chose...

En effet, les anciens poêles et inserts à bois (sous forme de bûche) généraient de grandes quantités de particules, c'est d'ailleurs pourquoi certaines villes comme Paris ont essayé d'interdire l'utilisation du bois comme combustible. Toutefois, grâce aux avancées technologiques, les nouveaux appareils de combustion (tout type de bois énergie confondus) ont vu leur rendement augmenter de plusieurs points et leurs émissions de particules et de poussières diminuer significativement [REF]. Toutefois, malgré cela les chaudières à pellets sont plus émettrices que leur équivalent gaz naturel ou mazout.

La même remarque concernant les installations collectives est dès lors d'application.

Conclusion

Les pellets devraient faire partie de la transition énergétique, mais il serait préférable que ceux-ci soient utilisés dans des installations de grandes puissances afin de traiter au mieux les émissions et les réduire significativement.

Les bûches de bois, plaquettes et autres dérivés du bois sont des alternatives, mais il convient de souligner que plus le "morceau" de bois est "gros" plus la combustion de celui-ci émettra des polluants (principalement des particules, du CO et des poussières) puisqu'il est plus difficile d'obtenir un mélange homogène favorable à une limitation des émissions.

Calcul complémentaire

* 350 000 [t] * 0.0004 [contenu en soufre] = 140 tonnes de soufre relâché. Celui-ci se combine avec 1 atome de dioxygène et génère donc 280 t d'oxydes de soufre (SO2)

** Selon les chiffres utilisés par la région wallonne. Il peut toutefois être plus faible [REF] voire même être négatif [REF].

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