ARF07 - Optimisation de la gestion du panic raide pour la production commerciale de pastilles de combustible

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Chercheur :

Roger Samson, REAP Canada

Objectifs :

Évaluer et optimiser la production de panic raide dans le but de créer une nouvelle ressource d'énergie verte pour l'industrie émergente du chauffage par pastilles de combustible agro-fibres en Ontario. Ces objectifs seront atteints grâce à la pratique des activités suivantes :

1. Évaluer les coûts réels de production et des récoltes de panic raide effectuées dans deux exploitations agricoles commerciales en Ontario. Cette évaluation inclut les coûts reliés à l'implantation actuelle des cultures, à la location et à l'entretien de la terre, ainsi que les coûts engendrés par la récolte des cultures de panic raide retrouvées dans deux comtés en Ontario.
   

2. Évaluer les stratégies visant à diminuer les coûts reliés à la récolte et à la livraison du panic raide aux installations fabricant les pastilles. Ceci comprend l'évaluation de la performance du champs en ce qui a trait à la mise en balles et à la récolte en vrac du panic raide.
   

3. Évaluer les incidences du système de récolte automnal par rapport à ceux de la bouture automnale et de la mise en balles printanière sur la récolte et sur la composition chimique du panic raide. Cette étape comprend l'examen des différences entre le rendement de la récolte, les pertes du champs et la composition des biomasses pour le panic raide récolté conventionnellement à l'automne, les boutures automnales, les récoltes mises en andains durant tout l'hiver et la récolte printanière.
   

4. Pratiquer des tests de combustion sur les pastilles de panic raide dans des chaudières commerciales. La présente étape comprend une étude comparative de la biomasse de panic raide récolté en automne et de celle de panic raide récolté au printemps, ainsi que de leur qualité combustible et de leur performance en combustion dans une chaudière industrielle.

Avantages escomptés :

Le développement de stratégies plus compréhensibles visant à optimiser la production de panic raide ainsi que l'efficacité de ce dernier à en tant que combustible pour les chaudières commerciales. Ce projet encouragera considérablement les fermiers et l'industrie agricole à investir dans cette nouvelle industrie émergente.

Sommaire des résultats de recherche :

Ce projet a établi que la fauche de l'herbe à la fin de l'automne et avant le début de l'hiver, suivie d'une mise en balles au printemps, est très prometteuse. Les avantages principaux de ce système de fauche sont :

• de permettre un taux de régénération de la biomasse globalement plus élevé (21 %) que celui des systèmes de fauche et de récolte printanières, et qui a été attribué à une diminution des dégâts dues aux tempêtes hivernales et des pertes de récolte dans les machines;
• de garantir une récolte de matériaux secs appropriés pour la fabrication de pastilles, sans qu'il y ait besoin d'énergie supplémentaire pour le séchage;
• de permettre un réchauffement du sol plus tôt dans la saison, grâce à un séchage plus rapide du sol au printemps, ce qui a des répercussions positives sur le matériel agricole;
• une meilleure qualité de combustion de la biomasse comparée à la récolte automnale car l'herbe a drainé des éléments indésirables au cours de l'hiver (p. ex. le taux de potassium a été réduit de 70 %).

Les tests de combustion ont indiqué que les matériaux de fin d'automne comme ceux du printemps constituaient un carburant convenable pour les chaudières commerciales. Le panic raide récolté au printemps présente un potentiel moindre de production d'aérosols en raison de sa teneur moins élevée de composés chimiques indésirables (comme le K). La valeur énergétique des combustibles récoltés à l'automne et au printemps était similaire, soit d'environ 18, GJ/tonne et 4 à 5 % de cendres. Les essais de combustion menés par RNCan (Ressources naturelles Canada) ont indiqué que les pastilles de panic raide, qu'elles soient produites à partir de matériaux récoltés en automne ou au printemps, constituaient un combustible approprié pour les chaudières commerciales. Aucun problème majeur n'a été détecté à propos des émissions de combustion produites par les échantillons de combustible à base de panic raide testés dans une chaudière commerciale de 1 MW.

Les coûts directs d'implantation du panic raide (année 1) ont été estimés à environ 857,36 CAN $/ha. Un prêt d'exploitation à 6,0 % sur 12 mois génère un coût additionnel de 51,44 CAN $/ha pour un coût total d'implantation de 908,80 CAN $/ha, soit 90,88 CAN $/ha amortis sur 10 ans. Les coûts de production du panic raide ont été divisés en deux catégories, d'une part l'entretien de la récolte, comptant pour 56 % des coûts, et d'autre part la récolte et la livraison comptant pour 44 % des coûts (Tableau 1). Un problème financier majeur identifié était que l'augmentation des loyers fonciers dans le Sud de l'Ontario fait des coûts locatifs des terres un coût déterminant dans la production des combustibles à base de pastilles végétales.

Tableau 1 : Estimation des coûts de production annuelle, de la récolte et de la mise en balles dans la fermes de NottTableau 1 : Estimation des coûts de production annuelle, de la récolte et de la mise en balles dans la fermes de Nott

L'utilisation de terres agricoles peu rentables, de méthodes de récolte en vrac, de production de briquettes de combustible, constituent des moyens prometteurs pour réduire les coûts de production de façon notable. Les coûts de récolte pourraient être réduits de 52 % en adoptant un système de récolte en vrac qui coûte 9,84 CAN $/tonne. Le conditionnement en briquettes permet potentiellement de réduire les coûts de combustible densifiés de 25,21 à 28,01 CAN $/tonne dus à des coûts de manipulation moindres et à la diminution des distances de transport aux usines. Ces stratégies intégrées réduisent de 146,75 CAN $ à environ 105,53 CAN $/t.a. ou 5,61 CAN $/GJ les coûts à l'entrée de l'usine pour les combustibles densifiés fabriqués à base de panic raide qui ont subi un hivernage.