« 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