« Vision La Tuque 2023 » Répondre aux défis de l’exploitation des résidus forestiers à grande échelle.
Patrice J. Mangin Patrice Bergeron
DG, BioÉnergie La Tuque Président, BioÉnergie La Tuque
Chaire bioéconomie/bioénergie Directeur, Développement
UQTR Économique et forestier, La Tuque
PJM150925-2
Sommaire
Considérations technico-économiques
Globales
Québec
Le projet « La Tuque »
Objectif-visions
Quelques chiffres
Défis de la filière
Pistes de solutions
Conclusions
PJM150925-3Gracieuseté: Ross Bruton, Frost & Sullivan
Sustainability
Energy Efficiency
Smart Cities
Global Energy
Demand
Environment
Energy Supply& Costs Capacity
Optimisation
Connectivity& Integration
Efficiency & Intelligence
Water Stress
CarbonReduction
Market Globalisation
Source: Frost &
Sullivan
New BusinessModels
Fuels for the Future
Energy & EnvironmentTop 10 Mega Trends Defining the Future
BigData
Internet of Things
$1.3
TR
ILL
ION
MA
RK
ET
BY
2020
PJM150925-4
BIO
MA
SS
EScierie Bois
Composantes structurelles
Produits/meubles/esthétique
DensificationGranules
(torréfiées)
Combustion
directe
Gaz/Huiles
Fischer-Tropsch
synthèse
Bio
chimiques
Hémicelluloses
Cellulose
Lignine
Hydrolyse
enzymatique
Sucres
C5 et C6Fermentation
Usine pâte
kraft
Boues/
effluents
Lignine kraft
Traitement
anaérobique
Pré-hydrolyse Hémicelluloses
Traitement
anaérobique
Liqueur noire
Immeubles verts
Énergie thermique/
électrique
Biocarburants
Xylose, xylitol, furfural
Produits chimiques
alcools
Énergie thermique/
électrique
Biocarburants
Éthanol
Énergie thermique/électrique
Résines, noir de carbone, etc.
Énergie thermique/électrique
Pâte/pâte à dissoudre-nanocellulose
Bio-méthane
Xylose, xylitol, furfural
Bio-méthane
Résines,
noir de carbone, etc.
D’après PJ.Mangin, Cours PNA6027-UQTR
FibresPâtes et papiers
Filaments de cellulose
Cellulose cristalline Nouveaux produits
Usine pâte
mécanique
Conversion thermo-
chimique
Gazéification/Pyrolyse
Filières technologiques
envisageables
« La bioraffinerie »
PJM150925-5
Marchés Mondiaux PotentielsProduits verts de biomasse (Milliards US $)
Sources : 1 FAO, 2010; IIASA, 2010 2 NRCan and Industry Canada, 2010 Consulting Reports, 2008, 20103 FPInnovations, 2010; Nilsson/Goodison, 2010
2015 2020 2030Industries du bois 245 262 295
Pâtes et papiers 250 250 250
Total 495 512 545
Chauffage/électricité 220 325 430
Biocarburants et bio-gaz 69 122 152
Produits chimiques verts 132 177 381
Matériaux composites (fibres) 62 97 241
Construire en bois 20 50 95
Vivre avec le bois 2 5 10
Total 505 776 1309
Produits forestiers conventionnels
Produits de biomasse
nouvelles technologies
PJM150925-6
Intégration + poussée
des investissements
dans les cultures
dédiées
Avancées technologiques
de production de
biocarburants
et automobiles
Augmentation des ventes
de véhicules dans les
économies en développement
Prolifération des mesures et
mandats législatifs mondiaux
sur les mélanges de
carburants bio/fossiles
ÉVOLUTION DES TECHNOLOGIES DE
BIOÉNERGIE, 2015 – 2025
Source: Frost & Sullivan – Sept. 2015
MOTEURS DE CROISSANCE
2015 2017 2020 2023 2025
Carburants
Granules
Gaz
Granules
de biomasse pour
centrales
électriques
Biocarburants
de biomasse
cellulosique Biogaz pour
véhicules au gaz
naturel
Granules
de résidus
municipaux Carburants
(hydrocarbures)
de biomasse
Biocarburants
d’origine algale
Biométhane
microbien
(digestion CO2)
Carburants
(hydrocarbures)
de résidus
municipaux
LE MARCHÉ DES BIOCARBURANTS $143 MILLIARDS EN 2020
PJM150925-7
Avantages des biocarburants….
Analyse: « Well-to-wheel » pour
les carburants alternatifs
Avantages biodiesels
PJM150925-8
Positionnement énergétique du QuébecConsidérations régionales
Demande énergétique
(2014)
563 TWh
56% importés
Valeur: 16 G$
Déficit de la balance
commerciale
-29,8 G$ (2012)
54% relié à
l’importation
d’énergie (pétrole)
Selon AQPER basé sur https://www.desjardins.com/fr/a_propos/etudes _economiques/actualites/point_de_vue economique/pv052213.pdf
Sources: RNCan 2014et Pineau 2015
Pétrole
Hydro
Biomasse
PJM150925-9
Consommation produits énergétiques
En 2011 (MERN), la consommation finale des produits
énergétiques au Québec, soit GPL, essence,
carburéacteur, kérosène, carburant diesel, mazout léger,
mazout lourd et autres (gaz, etc.) représentait 15,35 M
tep1 soit environ 16+ GL essence/diesel.
Le carburant diesel représentait environ 30% de la
consommation soit un peu plus de 4,8 GL de diesel.
Au Québec, le transport = 27,2% consommation
énergétique mais 43,5% émission de GES2 (2009)
Politique du gouvernement: réduction significative des
GES1tep = tonne équivalent pétrole2GES = gaz à effet de serre
PJM150925-10
La ressource forestière au QuébecBiomasse forestière
Disponibilité* approximative
4,9 Millions TMA
4,15 branches +
(3,28 feuilles/aiguilles)
Hors racines/souches
Résidus forestiers (première et deuxième
transformation)
Écorces, sciures, copeaux, nœuds
Parc à bois
Récole forestière (branches, houppiers, cimes, etc.)
Source: *MRN (2012) Statistical Portrait-Edition2012 - Forest Resources and Industries (dans Marianne Royer, Bioforextra, PaperWeek 2014)Révision: Forestier-en-chef.Oct.2014
PJM150925-11
Biocarburants
Phase 3
Granules
Phase 2
Valeur ajoutée – temps de déploiement
Développement de la filière énergétique Biomasse forestière - Québec
Biocarburants/Bioproduits
Phase 4
Cogénération
Phase 1
2003 2012 2015 2023 2025 2030
PJM150925-12
Vision La Tuque 2023
OBJECTIF: Implanter à La Tuque d’ici 2023* la
première bioraffinerie forestière commerciale au
Canada
Exploiter/valoriser les 650,000 à 1 200 000
TMV/an de résidus forestiers (de coupes de la
région 04, Mauricie) par la mise en place d’une
bioraffinerie de grande échelle produisant de
préférence du biodiesel de qualité « drop-in »
VISION: Utiliser les atouts régionaux de la Ville
de La Tuque et du Haut-Saint-Maurice
*2023: résultat d’une analyse de planification du projet
PJM150925-13
Portrait du Haut-St-Maurice
33 881 km2 dont 85% recouverts
de forêts
Érablières à tilleul, érablières à
bouleau jaune, sapinières à
bouleau jaune, pessières à mousse
Deuxième forêt la plus productive au Québec
La forêt est le moteur économique de la
Pâtes, sciage de résineux et de feuillus, déroulage de bois
nobles, panneaux gaufrés, champignons forestiers
La Tuque : 15,000 hab. mais surface supérieure à la
Belgique (30 528 km²)
PJM150925-14
Atouts régionauxConditions gagnantes pour être « région témoin ».
Projet (Vision 2023 LT) portée par une OBNL
récemment créée (BioÉnergie LaTuque ou BELT) avec
mandat de développer et promouvoir le projet.650 à 1200 kTMV/an de résidus forestiers (parterres de coupe)
Forte volonté politique et du milieu des affaires, forte
acceptabilité sociale et régionale; forte motivation
Pas de compétition sur les résidus forestiers;
Sites d’enfouissement d’écorces 430T/an pour 20 ans;
Forte humidité, niveaux de contamination, …
30 000 kms de routes forestières, sans restriction de charge
Agenda de mise en place validé;
Site d’installation présélectionné (Vallières) et réservé;
Missions commerciales pour valider le projet et sécuriser des
investisseurs.
PJM150925-15
Grandes capacités de résidus forestiers
(650 kT/an* à 1856 kT/an**).Potentiel énorme de
diversification économique.
*FPInnovations (2009)**Estimation de la biomasse générée par lesactivités de récolte prévues aux possibilités forestières 2013-2018. Modification 2014Bureau du forestier en chef, 28 oct.2014 (incluant les feuilles)
30,000 km de routes/chemins
forestiers
Gisements additionnels(Parent/La Tuque):
3,1 MT(forte humidité)soit 430T/jour
pendant 20 ans.
PJM150925-16
Bioraffinerie de 650 000 TMV/an
1 806 TMV/jour avec un taux d’humidité moyen de 40%
Production de 126,4 MW biodiesel/190 MW intrants bois
Production de 112 ML/an de biodiesel (95 700T/an).
rendement en biodiesel sur tonne métrique sèche de 25%, ou
encore un rendement énergétique sur bois sec de 2/3 environ.
Environ 2,32 % de la consommation de diesel
(transport) du Québec
Revenu brut potentiel (non divulgué)
Considérant les diverses taxes mais non la possibilité de crédits
Système de plafonnement et d’échange de droits d’émission de
gaz à effet de serre (SPEDE)
Coût de la biomasse = 25% à 31% des revenus bruts potentiels
PJM150925-17
Bioraffinerie de 1 200 000 TMV/an
3 333 TMV/jour avec un taux d’humidité moyen de 40%
Production de 233,3 MW biodiesel/350 MW intrants bois
Production de 207 ML/an de biodiesel (176 600 T/an).
rendement en biodiesel sur tonne métrique sèche de 25%, ou
encore un rendement énergétique sur bois sec de 2/3 environ.
Environ 4,28 % de la consommation de diesel
(transport) du Québec
Revenu brut potentiel (non divulgué)
Considérant les diverses taxes mais non la possibilité de crédits
Système de plafonnement et d’échange de droits d’émission de
gaz à effet de serre (SPEDE)
Coût de la biomasse = 25% à 31% des revenus bruts potentiels
PJM150925-18
Résidus forestiers du QuébecDéfis 1/4
La biomasse issue des scieries est trop coûteuse: pertes
trop élevées, distances trop grandes, coûts d’opération,
etc.
La filière de valorisation énergétique requiert une sécurité
d’approvisionnement à long terme en biomasse, 15 à 25
ans pour des investissements en capitaux importants (650
M$-1,5 G$)
Actuellement impossible dans le contexte du nouveau
régime forestier, même avec le libre marché de 25% des
volumes alloués en bois par le BMMB (Bureau de Mise
en Marché des Bois);
PJM150925-19
Résidus forestiers du QuébecDéfis 2/4
Résidus forestiers de coupe: 0,10 $ m3 MAIS
Logistique/coûts (60-75 $/T - 4-5 $/GJ)
Équilibre financier des scieries fonction de
a) marchés, dont immobilier américain (résidentiel);
b) industrie papetière (déclin, source d’incertitudes);
Les droits de coupe (bois marchand) sur une base du m3
(espèces, distance); impliquant une incitation à maximiser
les parterres de coupes, potentiellement avec un besoin
de nouveaux clients (filière énergie).
Panier fonction de la qualité pas de la finalité/usage
Quid des allocations de bois marchand sans preneurs?
PJM150925-20
Chaîne d’approvisionnement
40%-50 km
+50%+50 km
Stratégies de densification énergétique
PJM150925-21
Stratégie(s) d’approvisionnement
LA TUQUE
PARENT
Objectif:
Amener la tonne de
biomasse à la
bioraffinerie au
moindre coût…
4-5 $/GJ
< 4 $/GJ
PJM150925-22
BiomasseDisponibilité …
Théorique (oct.2014, Forestier-en-chef)
1,856,000 TMV (branches, houppiers, feuilles mais pas de
racines)
1,200,000 TMV (sans feuilles - BELT)
Technique
650,000 TMV (FPI 2009- BIOS)
Pas de prise en compte des changements
législatifs/règlementation potentiels
Economique
Comme ci-dessus mais facteurs coût/distance/qualité
Economique ET durable
À définir, sous études (sensibilité)
PJM150925-23
Portrait forestier
Sensibilité à la récolte de la biomasse
88% du territoire de
sensibilité modérée
à faible (analyse de
texture requise)
(modéré à faible)
PJM150925-24
Étude du potentiel de biomasse
L’étude traite non
seulement des
disponibilités mais des
coûts de « récolte » de la
biomasse résiduelle
PJM150925-25
Résidus forestiers du QuébecDéfis 3/4
Réduire les coûts d’approvisionnement en biomasse
livrée usine: coupe/récolte, transport et stratégies
d’intégration;
Étude LT : 88-128$/TMA* (législation actuelle)
Excédents en approvisionnement de pâtes reliés au
déclin des papiers journaux et impression-écriture;
L’économie de la filière énergétique ne peut assumer
les coûts historiques/actuels des copeaux de l’industrie
papetière (100-115$/TMA)
Assurer/développer des méthodes pour garantir la
sécurité d’approvisionnement à long terme (20-25 ans);
Législateur…*TMA: tonne métrique anhydre
PJM150925-26
Résidus forestiers du QuébecDéfis 4/4
En fonction des besoin d’intégration – cohabitation des
coupes de bois commerciaux et de la collecte des
résidus forestiers – développer/proposer un partage
équitable des coûts et des profits dans une politique
d’intégration supportée par le gouvernement;
Les coûts du diesel (en partie reliés au coût du pétrole
brut) ont un impact sur les coûts d’opération de coupe et
de récolte;
Les prix du brut vont influer directement tout calcul
technico-économique d’un projet de bioraffinerie…
Nécessité absolue de raisonner sur le long terme, de
considérer l’impact de réduction des GES et du marché
du carbone (Québec).
PJM150925-27
Valeur énergétique….Pour considérations technico-économiques
À la pompe!
Pas de compétition…
Livré usine
10% humidité
Valeurs actualisées, Août 2015
Granules 12,4 $ 8,1 €
Diesel (Canada) 34,0 $ 22,2 €
Diesel (EU) 48,0 $ 31,3 €
Huile pyrolitique(EU) 17,0 $ 11,1 €
Pétrole brut WTI 7,3 $ 4,7 €
Pétrole brut Brent 8,4 $ 5,5 €
Gaz naturel (Alberta) 2,9 $ 1,9 €
FOEX 5,1 $ 3,4 €
3 études indépendantes 4,4-5,0 $ 2,9 - 3,3 €
Étude Mangin- publiée 2012 4,8 $ 3,1 €
Valeur marché($/GJ)
Résidus forestiers (coupe)
PJM150925-28
Solutions potentiellesPiste 1/2
Augmentation du diamètre autorisé pour considération
de la qualité bois commercial versus bois/biomasse
énergie;
Considération d’une qualité bois dite « biomasse-
énergie »
Impact sur les droits de coupes mais potentiel de
revenus additionnels
Bois marchand « sans preneur »
Bois de trituration (fermeture usine papetières)
PJM150925-29
Solutions potentiellesPiste 2/2
Optimisation des opérations forestières par intégration
avec les coupes traditionnelles
Assouplir les règlements/approches d’intégration (2009)
Ne pas considérer tous les coûts au même titre que pour le bois
marchand (mais OK si revenus additionnels)
Mise en place de centre de valorisation pour allocations
des ressources bois marchand/biomasse selon le concept
des 4 B (Bon bois-Bonne usine-Bon usage-Bon prix)
Augmenter le pourcentage en mélange de biocarburant
autorisé pour attirer de « gros » investisseurs (pétrolières)
8-10% Europe/USA vs 2% Québec (5% Canada)
PJM150925-30
Conclusions 1/3
Au Québec, la biomasse forestière est disponible en
grandes quantités mais…. l’économie de la récolte dans
des principes de développement durable reste à
confirmer;
Coûts d’approvisionnement réalistes, stratégies de
récoltes, modifications/adaptations des règlements
pour garantir la sécurité d’approvisionnement sur le
long terme (pas si simple);
Les stratégies d’approvisionnement impliqueront
divers scénarios, notamment la densification
énergétique (mobile fixe, in situ) pour des distances de
plus de 50 kms.
Analyse d’impact environnemental – acceptabilité
sociale
PJM150925-31
Conclusions 2/3
Production d’éthanol, de méthanol, de biodiesel
cogénération, huile pyrolytique, … plusieurs
marchés/produits sont évalues pour Vision LT2023
même si le biodiesel de type « drop in » semble le plus
approprié.
Évaluation « locale » incontournable pour tout projet
« Penser en dehors des clous »
Faire preuve d’originalité et d’innovation…
PJM150925-32
Conclusions 3/3
Le niveau de maturité technologique des technologies
de production de biocarburants sont toujours l’objet de
controverse… et le seront encore pour quelque temps;
Sauf qu’elles le sont mais le niveau de risque
économique reste difficile à évaluer/appréhender
(financement de mégaprojets)
Études indépendantes d’experts reconnus
Études de faisabilité approfondies et exhaustives
(coûteuses mais investissements)
Penser long terme… GES… réchauffement
climatique
Le prix du baril de pétrole va nécessairement
remonter (géopolitique).
PJM150925-33Valmet (pyrolyse)
UPM Biofore
(biodiesel)
Värmsland Metanol
PJM150925-34
Patrice&Patrice
Mission vision 2023 – Stockholm, 2014, Ambassade du Canada
F. Bourdon, Investissement Québec, P. Mangin, UQTR; Kenneth
Macartney: ambassadeur: , N. Beaudoin, maire LT, M. Lethiecq, DG LT,
P. Bergeron, DDF LT
PJM150925-35
2014Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4
A Création d'un consortium/firme/entreprise
B Financements pour études
C Étude de marchés
D Étude impact environnemental
E Mission commerciale initiale (Scan.)
1 Évaluation d'une usine de démonstration
Décision démonstration
2 Étude approvisionnement détaillée
3 Localisation (site, Vallières)
4 Partenaires technologiques potentiels/fournisseurs
Choix technologique (décision)
5 PLAN AFFAIRES 01
6 Consultation publique et autochtones
7 Partenaires financiers
8 Partenaires gouvernementaux Pierre Arcand, MRN, Julie Boulet, etc.
Finalisation (accords)
9 Finalisation financement
VISION2023 L A TUQUE
(Agenda-sommaire)2015 2016 2017 2018 2019
Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4
10 Appels d'offres (pré-ingénierie)
11 Contrats
12 Ingénierie détaillée
13 BAPE
14 Construction
15 Démarrage (commissioning/inauguration)
2019VISION2023 L A TUQUE
(Agenda Sommaire)2020 2021 2022 2023