Le bois de CRD dans les écocentres
Les résidus de CRD (résidus de construction, rénovation et démolition) constituent environ un tiers des rebuts générés au Québec. L’un des principaux résidus de CRD est le bois. Il constitue un défi pour les écocentres.
Lorsque le bois est enfoui, il va se décomposer en relâchant notamment du méthane. Le méthane est un gaz à effet de serre considéré 25 fois plus puissant que le CO2 pour ce qui est du réchauffement climatique. L’enfouissement du bois est officiellement interdit au Québec depuis 2014.
Une des solutions est d’utiliser ce bois comme source d’énergie dans des chaudières biomasse. La valorisation énergétique du CRD est habituellement faite dans de grands incinérateurs à proximité des grandes villes. Traditionnellement, on considère que seul les grandes chaudières biomasse sont capables de traiter ce type de résidus de bois.
En région, les distances à couvrir pour transporter le bois de CRD jusqu’à l’incinérateur le plus proche rend l’opération couteuse. Ceci fait que dans beaucoup d’écocentres, le bois de CRD s’accumule et finit par se retrouver enfoui par manque de solutions pour en disposer.
Projet de chauffage livrée en avril 2022
Client: Carbonaxion Bioénergies inc., producteur d’énergie renouvelable
Lieu: Écocentre (Québec, Canada)
Devis de performance : Carboniq inc.
Équipement installé: chaudière à eau chaude 200kW (682,000 BTU/hr) Säätötuli fonctionnant au bois de CRD broyé.
Type de silo: Säätötuli Hydrobar 6 éléments, avec disposition permettant de diminuer les risques de voutage.
Chauffage du bassin de traitement du lixiviat
Lors du stockage des résidus sur les sites d’enfouissement, l’action de l’eau de pluie et de la fermentation des déchets produit un liquide appelé lixiviat. Pour minimiser la pollution, ce liquide doit être collecté et traité dans un bassin avant d’être rejeté dans le milieu naturel. Ce traitement se fait dans des bassins de traitement où des micro-organismes dégradent les éléments nuisibles dans le lixiviat et relâchent du biogaz.
En hiver, ces bassins doivent être chauffés afin d’éviter que les micro-organismes ne meurent à cause du froid. Souvent le chauffage du bassin se fait en brûlant le biogaz qui en sort. Il est désormais possible de valoriser ce biogaz en gaz naturel renouvelable (GNR) et l’injecter dans le réseau gazier pour remplacer des énergies fossiles.
Pour remplacer le gaz, qui n’est plus fourni par le bassin, il fait du sens d’utiliser une autre ressource disponible en abondance sur le même site : le bois de CRD.
Valorisation du CRD en chaleur
La chaudière biomasse a été installée dans le local de chauffage existant à la place de la chaudière à biogaz en fin de vie. Le silo a combustible a été installé à l’extérieur afin de faciliter son remplissage avec le loader.
Le bois de CRD est broyé pour avoir une taille compatible avec les vis d’amenée de la chaudière. Ensuite, il est stocké sous une tente à proximité de la chaudière biomasse. Le bois de CRD broyé a souvent un aspect en forme de bâtonnets. Ceci implique de créer le silo à biomasse selon des critères spécifiques pour éviter le voutage du combustible dans le silo (le combustible serait alors bloqué et n’arriverait pas à la chaudière). Le silo est conçu sur la base d’éléments de silo Säätötuli Hydrobar.
La chaudière biomasse a été connectée au réseau de chauffage du bassin existant. Deux chaudières au propane de 100kW chacune ont été installées dans la même chaufferie. Les chaudières au propane servent de backup en cas de problème avec la chaudière biomasse.
L’automate de contrôle de la chaudière biomasse module la puissance de la chaudière en fonction des besoins du bassin de traitement des lixiviats. Par les journées les plus froides, sous certaines conditions, les besoins en chauffage du bassin dépassent légèrement la puissance maximale de la chaudière biomasse.
Le dimensionnement de la chaudière biomasse a été basé sur un calcul de rentabilité. Le CAPEX nécessaire pour une chaudière biomasse est important. Dans des applications avec des pics de demande énergétique ponctuelles, il peut s’avérer plus intéressant de dimensionner la chaudière biomasse pour fournir seulement la charge de base. Une petite quantité d’énergie fossile fournira l’appoint lors des pics de demande en chauffage.
L’automate de contrôle de la chaudière biomasse est programmé pour contrôler des vannes automatisées permettant d’embarquer les chaudières au propane comme appoint de chaleur en cas de besoin.
Dans le cas d’une coupure de courant sur le système biomasse, ces vannes vont permettre aux chaudières au propane d’embarquer comme backup automatiquement.
L’écran de l’automate de contrôle peut être visualisé sur des ordinateurs dans les salles de contrôle du site, ainsi que sur les téléphones cellulaires des agents qui en ont la responsabilité.
Une combustion respectant le Règlement sur l’Assainissement de l’Atmosphère du Québec
La combustion du bois de CRD se fait sans fumée visible ni odeur. Lors de la combustion de résidus de bois de ce type, l’un des paramètres les plus difficiles à contrôler par la chaudière sont les particules fines qui peuvent sortir par la cheminée.
Le multi-cyclone installé avant la cheminée permet d’optimiser les rejets de particules fines, déjà peu élevées grâce à la technologie de combustion Säätötuli. Les premières mesures environnementales effectuées sur la chaudière ont donné une moyenne d’émissions de particules fines dans les fumées de 59.2mg/m3, bien en dessous de la norme définie par le Règlement sur l’Assainissement de l’Atmosphère (RAA) qui est de 150mg/m3.
Selon la réglementation au Québec, le bois de CRD utilisable dans ce type de chaudière ne doit contenir aucune trace de colle, peinture ou formaldéhydes. Il est donc nécessaire de trier le bois de CRD avant de le broyer.
Actuellement la réglementation québécoise interdit formellement de brûler du CRD contenant ces contaminants dans des chaudières de moins de 3000kW de puissance. Pour que ce type de contaminants soient éliminées par la combustion, il faut que les molécules en question soient soumises à une température élevée durant un temps suffisant dans le brûleur. Le législateur a donc considéré que seules les chaudières assez puissantes sont capables de gérer ces paramètres.
L’expérience de Säätötuli en Europe démontre qu’il est envisageable d’atteindre des températures et durées de combustion suffisantes pour une bonne élimination de ces contaminants sur des unités de plus petite puissance. Des projets de démonstrateur technique seraient envisageables pour la valorisation du bois de CRD contaminé.