« La plupart des usines de pellets sont petites, avec une capacité annuelle moyenne d'environ 9 000 tonnes. Après des problèmes de pénurie de pellets en 2013, où seulement environ 29 000 tonnes ont été produites, le secteur a connu une croissance exponentielle, atteignant 88 000 tonnes en 2016 et devrait atteindre au moins 290 000 tonnes d'ici 2021. »

Le Chili tire 23 pour cent de son énergie primaire de la biomasse. Cela inclut le bois de chauffage, un combustible largement utilisé pour le chauffage domestique mais également lié à la pollution atmosphérique locale. Ces dernières années, les nouvelles technologies et les combustibles issus de la biomasse, plus propres et plus efficaces, tels que les pellets, progressent à un bon rythme. Le Dr Laura Azocar, chercheuse à l'Université de La Frontera, donne un aperçu du contexte et de l'état actuel des marchés et des technologies liés à la production de pellets au Chili.

SELON LE DR AZOCAR, l'utilisation du bois de chauffage comme source d'énergie primaire est une particularité du Chili. Ceci est lié aux traditions et à la culture chiliennes, outre à l'abondance de la biomasse forestière, au coût élevé des combustibles fossiles et aux hivers froids et pluvieux dans la zone centre-sud.

Un pays forestier

Pour contextualiser cette affirmation, il convient de mentionner que le Chili possède actuellement 17,5 millions d'hectares (ha) de forêt : 82 pour cent de forêt naturelle, 17 pour cent de plantations (principalement de pins et d'eucalyptus) et 1 pour cent de production mixte.

Cela signifie que malgré la croissance rapide que connaît le pays, avec un revenu annuel par habitant de 21 000 dollars américains et une espérance de vie de 80 ans, il reste sous-développé en termes de systèmes de chauffage domestique.

En effet, 81 pour cent de l'énergie totale consommée pour le chauffage provient du bois de chauffage, ce qui signifie qu'environ 1,7 million de foyers chiliens utilisent actuellement ce combustible, atteignant une consommation annuelle totale de plus de 11,7 millions de m³ de bois.

Des alternatives plus efficaces

La forte consommation de bois de chauffage est également liée à la pollution de l'air au Chili. 56 pour cent de la population, soit près de 10 millions de personnes, sont exposés à des concentrations annuelles de 20 mg par m³ de matières particulaires (PM) inférieures à 2,5 pm (PM2,5).

Environ la moitié de ces PM2,5 sont attribuées à la combustion du bois de chauffage. Cela est dû à un certain nombre de facteurs tels qu'un bois mal séché, un faible rendement des poêles et une mauvaise isolation des maisons. De plus, bien que la combustion du bois de chauffage soit supposée neutre en dioxyde de carbone (C02), le faible rendement des poêles a impliqué des émissions de C02 équivalentes à celles émises par les poêles à kérosène et à gaz liquéfié.

Ces dernières années, l'augmentation des niveaux d'éducation au Chili a donné naissance à une société plus autonome qui a commencé à manifester des exigences liées à la préservation du patrimoine naturel et au souci de l'environnement.

Parallèlement à ce qui précède, un développement exponentiel de la recherche et la génération de capital humain avancé ont permis au pays de relever ces défis grâce à la recherche de nouvelles technologies et de nouveaux combustibles répondant aux besoins existants en matière de chauffage domestique. L'une de ces alternatives a été la production de pellets.

Éteindre le poêle

L'intérêt pour l'utilisation des pellets au Chili a commencé vers 2009, époque à laquelle a commencé l'importation de poêles et de chaudières à pellets en provenance d'Europe. Cependant, le coût élevé de l’importation s’est avéré un défi et l’adoption a été lente.

Pour vulgariser son utilisation, le ministère de l'Environnement a lancé en 2012 un programme de remplacement des poêles et des chaudières pour les secteurs résidentiel et industriel. Grâce à ce programme d'abandon, plus de 4 000 unités ont été installées en 2012, un nombre qui a depuis triplé avec le incorporation de certains fabricants locaux d’appareils électroménagers.

La moitié de ces poêles et chaudières se trouvent dans le secteur résidentiel, 28 pour cent dans les institutions publiques et environ 22 pour cent dans le secteur industriel.

Pas seulement des granulés de bois

Au Chili, les granulés sont produits principalement à partir de pin radiata (Pinus radiata), une espèce courante dans les plantations. En 2017, il y avait 32 usines de pellets de différentes tailles réparties dans les régions du centre et du sud du pays.

- La plupart des usines de pellets sont de petite taille, avec une capacité annuelle moyenne d'environ 9 000 tonnes. Après des problèmes de pénurie de pellets en 2013, où seulement environ 29 000 tonnes ont été produites, le secteur a connu une croissance exponentielle, atteignant 88 000 tonnes en 2016 et devrait atteindre au moins 190 000 tonnes d'ici 2020, a déclaré le Dr Azocar.

Malgré l'abondance de la biomasse forestière, cette nouvelle société chilienne « durable » a suscité l'intérêt des entrepreneurs et des chercheurs pour la recherche de matières premières alternatives pour la production de combustibles de biomasse densifiés. Il existe de nombreux centres nationaux de recherche et universités qui ont développé des recherches dans ce domaine.

À l'Université de La Frontera, le Centre de gestion des déchets et de la bioénergie, qui appartient au noyau scientifique BIOREN et est associé au département de génie chimique, a développé une méthode de criblage pour l'identification des sources locales de biomasse à potentiel énergétique.

Coque de noisette et paille de blé

L'étude a identifié la coque de noisette comme la biomasse présentant les meilleures caractéristiques pour être brûlée. De plus, la paille de blé se distingue par sa grande disponibilité et l'impact environnemental généré par la pratique habituelle du brûlage de la paille et du chaume. Le blé est une culture majeure au Chili, cultivé sur quelque 286 000 ha et générant environ 1,8 million de tonnes de paille par an.

Dans le cas des coques de noisettes, bien que cette biomasse puisse être directement brûlée, les recherches se sont concentrées sur son utilisation pour la production de pellets. La raison réside dans le défi de générer des combustibles solides de biomasse qui s'adaptent à la réalité locale, où les politiques publiques ont conduit au remplacement des poêles à bois par des poêles à granulés, pour faire face aux problèmes de pollution atmosphérique locale.

Les résultats ont été encourageants, les résultats préliminaires suggèrent que ces pellets seraient conformes aux paramètres établis pour les pellets d'origine ligneuse selon la norme ISO 17225-1 (2014).

Dans le cas de la paille de blé, des tests de torréfaction ont été réalisés afin d'améliorer certaines caractéristiques de cette biomasse telles que la taille irrégulière, la faible densité apparente et le faible pouvoir calorifique, entre autres.

La torréfaction, procédé thermique réalisé à température modérée sous environnement inerte, a été optimisé spécifiquement pour ce résidu agricole. Les premiers résultats suggèrent une augmentation significative de l'énergie retenue et du pouvoir calorifique dans des conditions de fonctionnement modérées inférieures à 150 ℃.

Le pellet dit noir produit à échelle pilote avec cette biomasse torréfiée a été caractérisé selon la norme européenne ISO 17225-1 (2014). Les résultats ont été prometteurs, atteignant une augmentation de la densité apparente de 469 kg par m³ à 568 kg par m³ grâce au processus de prétraitement par torréfaction.

Les défis en suspens visent à trouver des technologies permettant de réduire la teneur en microéléments des granulés de paille de blé torréfiés afin d'obtenir un produit pouvant entrer sur le marché national, contribuant ainsi à lutter contre les problèmes environnementaux qui affectent le pays.