L'énergie du bois - encore plus efficace et plus propre

Tous les bois ne se valent pas, même en ce qui concerne le chauffage au bois. Il existe plus d'un demi-million de chauffages au bois en Suisse, dont la plupart sont des cheminées ou des poêles en faïence. Ils fournissent une chaleur ambiante agréable, mais ne sont pas perçus par la plupart des gens comme des appareils de production d'énergie. En revanche, quelques dizaines de milliers de chaudières à bûches, à granulés et à copeaux de bois, ainsi que quelques dizaines de grandes centrales électriques au bois, sont véritablement conçues pour la production d'énergie. Dans ce domaine de la production professionnelle d'énergie - d'une puissance de quelques kW à plusieurs milliers de kW - on assiste à un processus de renouvellement continu vers des installations encore plus efficaces et encore moins polluantes.

Un bouquet d'innovations

Le symposium sur l'énergie du bois qui s'est tenu à la mi-septembre a permis aux quelque 150 participants de prendre conscience de ce processus d'innovation. Pendant une demi-journée, des chercheurs et des représentants de l'industrie ont présenté des concepts dont certains ont déjà fait leurs preuves sur le marché. Michael Strassl (ETA Heiztechnik, Hofkirchen/A) a parlé d'une nouvelle série de chaudières à bois déchiqueté de faible puissance (20 à 80 kW) qui, grâce à un filtre à particules électrostatique intégré, atteignent un faible niveau de pollution, et ce même pendant les phases d'allumage et de combustion des braises. L'appareil, dont 1000 exemplaires ont déjà été livrés depuis 2016, s'adresse avant tout aux propriétaires forestiers qui souhaitent brûler leur propre bois. Le nouveau système de combustion à grille hélicoïdale présenté par le Dr Gabriel Barroso (Haute école de Lucerne - Technique&Architecture) pour une équipe de projet suisse, autrichienne et suédoise avec l'entreprise Schmid AG energy solutions comme partenaire industriel, vise également de faibles émissions avec des combustibles riches en cendres. Dans un projet de recherche du Dr Mohammad Aleysa (Institut Fraunhofer de physique du bâtiment, Stuttgart), le même objectif est atteint grâce à des éléments céramiques et métalliques dans la chambre de combustion.

C'est d'un meilleur rendement énergétique qu'il s'agit dans l'installation appelée 'Neviro', que Rupert Kaindl (Kaindl Feuerungstechnik GmbH, Lachen/SZ) a développée en collaboration avec la société OekoSolve AG (Mels-Plons/SG). Ici, les gaz de combustion chauds sont utilisés pour sécher les combustibles bois humides avant qu'ils n'arrivent dans le foyer. Le bois relativement humide est également le combustible utilisé pour alimenter la nouvelle centrale de chauffage au bois de Puidoux/VD. Ce sont précisément ces caractéristiques que les clients de la commune de Puidoux souhaitaient pour pouvoir utiliser le bois local. L'installation de 4,5 MW permet de produire non seulement de la chaleur, mais aussi une quantité relativement importante d'électricité, cette dernière grâce à la combinaison d'une centrale de cogénération et d'une turbine ORC, comme l'a expliqué le Dr Giulio Caimi (Romande Energie Services SA, Morges/VD). D'autres innovations présentées lors du symposium sur l'énergie du bois étaient des accumulateurs de chaleur très performants utilisant des supports de stockage spéciaux, ainsi qu'un procédé permettant de déterminer la teneur énergétique des plaquettes de bois (voir l'article spécialisé de l'OFEN 'Soviel Energie steckt in Hackschnitzeln', disponible sous www.bfe.admin.ch/CT/biomasse).

Utiliser l'énergie du bois et d'autres biomasses pour la chaleur industrielle

Mais pourquoi la Suisse a-t-elle besoin de l'énergie du bois ? Ou plutôt : à quoi doit-on utiliser au mieux l'énergie obtenue à partir du bois, source d'énergie durable ? C'est à cette question stratégique que le professeur Hanspeter Eicher, cofondateur et président du conseil d'administration de l'entreprise de planification eicher+pauli AG, a consacré son exposé principal. M. Eicher a chiffré les besoins suisses à long terme en chaleur pour le chauffage des locaux (env. 35 °C), l'eau chaude (jusqu'à 60 °C) et la chaleur industrielle (jusqu'à 1000 °C) à 60-70 TWh par an, cette valeur tenant déjà compte de l'important potentiel d'économies dans le domaine du chauffage des locaux et de l'augmentation continue des surfaces de référence énergétiques.

Eicher a plaidé pour qu'à long terme, pour des raisons d'efficacité, l'énergie du bois et le reste de la biomasse ou les sources d'énergie qui en sont issues ne soient utilisées pour produire de la chaleur ambiante que là où il n'y a pas d'autres sources d'énergie disponibles sur place, comme la chaleur des eaux souterraines, lacustres et fluviales, la chaleur résiduelle des usines d'incinération des ordures ménagères ou du traitement des eaux usées. Le bois et la biomasse sont les seules sources d'énergie renouvelables qui permettent de fournir de la chaleur industrielle toute l'année, a déclaré M. Eicher en montrant des exemples d'installations réalisées chez Coop, Migros et Oberland Energie AG à Wimmis. "Environ la moitié du bois actuellement utilisé pour produire de la chaleur dans les réseaux de chauffage urbain devrait à l'avenir être utilisée pour produire de la chaleur industrielle jusqu'à 300 °C ou être transformée en électricité par des installations de couplage chaleur-force", a demandé Eicher. Si l'énergie du bois et les autres biomasses utilisables de manière durable étaient systématiquement utilisées pour fournir de la chaleur industrielle, les besoins actuels en chaleur industrielle à l'échelle nationale (26 TWh/a) pourraient être couverts à hauteur d'environ 80%. Lors de la conférence de Zurich, cette réflexion stratégique d'Eicher a été contredite par Andreas Keel, directeur d'Energie-bois Suisse. La Suisse compte 250 000 propriétaires forestiers, a fait remarquer Keel, et nombre d'entre eux souhaitent produire pour eux-mêmes de la chaleur à partir de leur propre forêt.

Réduction des polluants dans les petites installations

L'importance du bois, deuxième source d'énergie renouvelable en Suisse après l'eau, n'a pas été contestée lors du symposium sur l'énergie du bois. La stratégie énergétique 2050 du Conseil fédéral prévoit une exploitation complète du potentiel national, a déclaré Christoph Plattner, qui a participé jusqu'à récemment au suivi de la stratégie énergétique à l'Office fédéral de l'énergie. L'énergie du bois va continuer à gagner en importance et "a de bonnes perspectives d'avenir", a déclaré Christoph Plattner.

L'expert en énergie a souligné que le développement de l'énergie du bois devait se faire "sans charge polluante supplémentaire". En effet, le secteur de l'énergie du bois est confronté à des prescriptions légales visant à réduire davantage les émissions de polluants solides et gazeux. Dr Beat Müller de l'Office fédéral de l'environnement a présenté à Zurich l'Ordonnance sur la protection de l'air (OPair) en vigueur depuis juin 2018, qui renforce notamment les exigences pour les petits chauffages (moins de 70 kW) (dont des valeurs limites plus basses, des contrôles visuels et des mesures périodiques). "Les cantons sont maintenant sollicités pour l'exécution", a déclaré Müller. Parallèlement, il a annoncé des réglementations plus poussées en faveur de l'homme et de l'environnement : "Nous n'avons pas encore atteint notre but en ce qui concerne les chauffages au bois. La dernière révision représente un grand pas en avant pour les petits chauffages au bois. D'autres étapes suivront définitivement".

Un nouveau départ pour l'élimination des cendres

Le secteur est également sollicité pour l'élimination des cendres. En 2016, les chauffages au bois en Suisse étaient responsables de 75'000 tonnes de cendres de bois. Depuis début 2016, l''Ordonnance sur la prévention et l'élimination des déchets' (OPAE) décrit comment les éliminer de manière appropriée. A l'époque, cette ordonnance avait entraîné d'importants problèmes d'application. Peu de temps après son entrée en vigueur, une révision s'est avérée nécessaire. Le Conseil fédéral a approuvé la révision de l'OREA en septembre 2018. Une "solution praticable" est désormais sur la table, a déclaré Andreas Keel d'Energie-bois Suisse. Il a également donné des informations sur le projet HARVE, qui permettra d'élaborer d'ici 2020 non seulement des solutions d'élimination régionales, mais aussi de nouvelles voies de valorisation des cendres de bois.

La documentation du symposium sur l'énergie du bois 2018, soutenu par l'Office fédéral de l'énergie, est disponible sous : www.holzenergie-symposium.ch

Vous trouverez d'autres articles spécialisés sur des projets de recherche, des projets pilotes, des projets de démonstration et des projets phares dans le domaine de l'énergie du bois/de la bioénergie sous www.bfe.admin.ch/CT/biomasse

Concevoir correctement les réseaux de chaleur :

L'énergie du bois est une forme d'énergie très appréciée pour alimenter les réseaux de chaleur. Thomas Nussbaumer (organisateur du symposium sur l'énergie du bois, propriétaire du bureau d'ingénieurs Verenum et professeur à la Haute école de Lucerne - Technique&Architecture) a présenté à Zurich l'outil THENA (pour : Thermal Network Analysis) basé sur EXCEL pour la planification et l'évaluation de réseaux de chauffage urbain comportant jusqu'à 400 tronçons. Une règle de base selon Nussbaumer : pour construire des réseaux de chaleur à moindre coût, il faut choisir le plus petit diamètre autorisé pour chaque tronçon. (BV)