Description : Déployer des efforts d’éducation, de formation et de communication afin d’assurer une plus large adoption des bioénergies comme outil de lutte contre les changements climatiques; créer une expertise québécoise diversifiée et appuyer le développement d’une chaîne de valeur ayant un fort potentiel de création de richesse et d’emplois stables, bien rémunérés et répartis en région. Les efforts peuvent être regroupés en deux grandes catégories, soit :
faire connaître davantage les bioénergies auprès du public; et
dynamiser les échanges au sein du secteur des bioénergies.
Indicateurs : Le GTB recommande d’effectuer régulièrement la surveillance des indicateurs suivants :
Les connaissances et les attitudes des citoyens au sujet des bioénergies;
L’augmentation du nombre d’inscriptions dans les événements sur les bioénergies;
L’augmentation du nombre d’entreprises actives dans les bioénergies et la progression du nombre d’emplois dans ces entreprises; et
L’augmentation de la participation aux collectes de matières organiques résiduelles mises en place par les municipalités.
Impact sur les émissions :
Les efforts en éducation, en formation et en communication auront un effet indirect sur l’atteinte des cibles de réduction des émissions de GES. Sans ces efforts, la réduction potentielle des émissions de GES pourraient être moindres et retardées. Cette mesure a un caractère structurant puisqu’elle :
fait connaître le secteur des bioénergies tant par le public que par les entrepreneurs et les acteurs du développement économique des secteurs public et privé, augmentant du même coup les conversions potentielles vers les bioénergies;
stimule l’activité économique le long de la chaîne de valeur à partir des biomasses jusqu’aux utilisateurs et consommateurs; et
accroît l’adoption de technologies performantes permettant d’augmenter l’efficience des chaînes logistiques et la qualité des biocarburants et des biocombustibles.
Bénéfices économiques : Pour plus de détails, veuillez consulter l’Annexe 1.
Principales étapes de mise en œuvre de la mesure phare 10 : Des étapes de mises en œuvre spécifiques à l’éducation et la tenue d’événements et d’activités de réseautage sont suggérées au gabarit de la mesure 10 (voir Annexe 1).
Année Étapes de mise en œuvre
2020 Mettre en place une structure de plans sectoriels (secteur économique) d’information, de sensibilisation et d’éducation à propos des bioénergies et de leur rôle dans la transition énergétique du Québec.
2020-2021
Cibler les secteurs possédant les plus grands potentiels de transition vers les bioénergies. Créer des plans de communication spécifiques à ces secteurs.
2021 Développer un portail sur les bioénergies destiné au grand public comprenant les informations sur les composantes de la chaîne de valeur.
5 Le secteur des bioénergies et leurs usages actuels au Québec 5.1 Définition des bioénergies et description de leurs sources
Les bioénergies sont définies comme étant une forme d’énergie renouvelable issue d’organismes vivants ou de leurs sous-produits, soit la biomasse. Les bioénergies se présentent sous forme solide, liquide ou gazeuse; elles peuvent être produites par la transformation mécanique, biologique ou thermochimique de la biomasse, qui peut être d’origine végétale ou animale. Les bioénergies entraînent des émissions de GES inférieures à celles des énergies fossiles, car l’émission du contenu en carbone de la biomasse au moment de la combustion est compensée par la captation de carbone de l’atmosphère lors de la croissance de la biomasse si celle-ci provient de source durable. Au Québec, les sources exploitées de biomasse se divisent en trois grandes familles : forestière, agricole et urbaine; la biomasse urbaine inclut la portion organique des matières résiduelles industrielles et municipales [10].
Les sources de biomasse d’origine forestière dite « résiduelle » incluent : les résidus primaires issus des activités de récolte et d’aménagement (branches, cimes, parties d’arbres non commerciales et certains arbres et parties d’arbres non commerciaux ou dégradés autrement laissés sur les parterres de coupe)1; les résidus secondaires issus des activités de première ou de deuxième transformation (écorces, rabotures, sciures et plaquettes) y compris les boues, et les liqueurs de cuisson des papetières; les résidus tertiaires comprenant les produits du bois post-consommation, dont le bois de construction sans adjuvant, non contaminé et lorsqu’il est non utilisé dans l’optique de hiérarchisation des usages de type 3RV-E (réduction à la source, réemploi, recyclage, valorisation et élimination). La biomasse d’origine forestière peut aussi inclure les plantations d’espèces forestières (par exemple le saule) destinées exclusivement à la production de bioénergie; des plantations de ce genre se rapprochent alors de la biomasse agricole sous forme de culture énergétique (voir le paragraphe suivant).
La biomasse d’origine agricole est celle résultant de la récolte ou de la transformation des plantes, des fruits ou des légumes (pailles céréalières, tiges de maïs, résidus, marc de pomme, etc.) recueillis de façon soutenable sur le territoire agricole au regard du maintien de la structure et de la fertilité des sols. Les cultures spécialisées (cultures énergétiques, algues, etc.) produites sur des terres marginales, ne pouvant être utilisées pour la production de cultures vivrières en vue d’une utilisation humaine ou animale, sont également une source de biomasse agricole [10]. La biomasse d’origine agricole inclut également le fumier de bovins de boucherie, de vaches laitières et de veaux, le lisier de porcs, ainsi que le fumier de poules et de poulets. Provenant de cultures énergétiques, elle peut aussi servir à la production de bioénergie. Si la documentation scientifique a soulevé l’existence d’impacts négatifs liés à l’utilisation de ce type de biomasse tels que les enjeux de sécurité alimentaire ou d’émission de GES causées par les changements d’affectation des terres [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17], les
1 Certains arbres verts (arbres vivants ou en déclin) debout possèdent un grand potentiel de production de bioénergie, notamment les arbres n'ayant pas de débouchés dans leur région, que ce soit pour des raisons de manque de transformateurs ou pour des raisons de bois de pauvre qualité. La bioénergie pourrait ainsi devenir un puissant outil pour la sylviculture, en devenant un acheteur et transformateur de bois autrement non utilisé. Cependant, alors que l’utilisation de biomasse forestière résiduelle engendre généralement très rapidement des bénéfices en réduction des émissions de GES, les bénéfices en réduction des émissions de GES lors de l'utilisation d'arbres verts dépendent grandement de la situation. Si certains scénarios d’utilisation d'arbres verts ont des bénéfices nets en émission de GES à court terme, d'autres scénarios auront d’importants bénéfices sylvicoles à court terme, en remettant en production des peuplements stagnants, mais n’auront des bénéfices nets en réduction des émissions de GES qu'à plus long terme. Le besoin d'analyse de chaque scénario utilisant des arbres verts incite donc à séparer ce type de biomasse, afin de bien évaluer les bénéfices sylvicoles et environnementaux par région, pour prendre les décisions maximisant les bénéfices selon les différents contextes régionaux.
cultures énergétiques peuvent également être utilisées en plantations intercalaires ou en culture mixte dans des systèmes intégrés, par exemple des systèmes agroforestiers, maximisant la production alimentaire, forestière et énergétique sur les mêmes parcelles de terrain [18, 19] .
La biomasse d’origine urbaine provient de la matière organique que l’on retrouve dans les matières résiduelles industrielles ou municipales qui peut être valorisée à des fins de production de bioénergie. Les huiles usées de fritures, les résidus agroalimentaires tels que les graisses, les résidus d’abattage et d’équarrissage de la viande, les boues des stations d’épuration des eaux usées, les résidus de fromageries (lactosérum et eau de lavage), les lots de produits alimentaires devenus impropres à la consommation humaine et les déchets organiques putrescibles en sont des exemples [10].
5.2 Types de bioénergies
Les bioénergies produites par divers procédés sont des combustibles que l’on retrouve typiquement sous trois formes, soit solide, liquide et gazeuse.
5.2.1 Combustibles solides
Les combustibles solides sont disponibles sous forme de copeaux (plaquettes), de granules, de buchettes ou de charbon de bois pour produire de la chaleur et de l’électricité dans les secteurs industriels et du bâtiment. Les combustibles solides tels que les granules peuvent aussi servir de matière première pour la production de bioénergies liquides ou gazeuses.
5.2.2 Combustibles liquides – Biocarburants
Les combustibles liquides sont des produits divers issus de processus de fabrication industriels. Lorsqu’ils sont utilisés dans des moteurs, on parle alors de carburants. L’éthanol et le biodiesel sont les biocarburants les plus utilisés au Québec. Ils ont des usages de production de chaleur et de carburant alternatif considérablement moins émissifs en GES dans le secteur du transport.
Les biocarburants de première génération sont obtenus à partir de procédés impliquant des matières premières liées traditionnellement au secteur agroalimentaire et bien intégrées dans la chaîne de valeur de cette industrie (les huiles de cuisson usées, le gras animal, la betterave à sucre, le soya, le canola, le maïs, le blé, etc.). Les biocarburants de deuxième génération sont obtenus à partir de biomasse lignocellulosique qui n’est pas destinée à l’alimentation (telle que des résidus agricoles ou forestiers) ou de matières résiduelles ultimes qui n’auront pas été valorisées par compostage ou recyclage. Les biocarburants de troisième génération sont quant à eux produits à partir d’algues.
5.2.3 Combustibles gazeux – Biogaz et gaz naturel renouvelable
Les combustibles gazeux sont principalement issus de la décomposition de la matière organique résiduelle en absence d’oxygène (biométhanisation) ou à partir de procédés de gazéification thermochimique (dont la biomasse forestière) de la biomasse. Le biogaz issu de cette décomposition peut être brûlé tel quel pour produire de la chaleur et de l’électricité, ou purifié pour obtenir du gaz naturel renouvelable (GNR) qui pourra être injecté dans un gazoduc. Des efforts de gazéification de la biomasse forestière résiduelle sont en cours, et le développement de nouvelles technologies a, dans certains cas, atteint le stade de la démonstration commerciale.
Les efforts actuels visent à atteindre la rentabilité commerciale du processus de gazéification pour un déploiement à plus grande échelle.
5.3 Usage des bioénergies au Québec
Sur la base des données disponibles, la bioénergie représentait 8 % (170 PJ) de l’apport énergétique de la province en 2016. De ce total, une fraction allait à la production d’électricité (27 PJ, 786 MW, 1,7 % de la puissance installée ou 0,2 % de l’électricité produite au Québec) et à la production de biocarburants à l’usage du secteur du transport (8 PJ). L’utilisation majoritaire (91 %) de la bioénergie au Québec est la production de chaleur dans les secteurs résidentiels (42 PJ) et industriels (90 PJ). En 2016, selon les données disponibles, le secteur du bâtiment commercial et institutionnel ne possédait pour ainsi dire pas d’installations de chauffage à la biomasse [20, 10]. Le Tableau 1 présente les consommations de ces trois secteurs par types de combustibles.
Le secteur du transport, quant à lui, était quasi entièrement dominé par les hydrocarbures avec 97 % de produits pétroliers en 2016.
Tableau 1 : Comparaison des consommations énergétiques dans les secteurs du bâtiment, de l’industrie et du transport en 2016 [20]
Secteur Type d’énergie Consommation
L’utilisation de bois de chauffage (une forme de biomasse) est bien ancrée dans le secteur résidentiel québécois.
En effet, des 328 PJ d’énergie consommée dans le secteur résidentiel, 13 % provient du bois de chauffage [20].
Il s’agit de la deuxième source d’énergie en importance du secteur résidentiel, après l’électricité. Cependant,
les systèmes traditionnels de chauffage au bois (sous forme de bûches) peuvent, selon le type de technologie utilisée, s’avérer peu efficaces et engendrer des problèmes d’émission de particules fines. D’ailleurs, le chauffage au bois dans le secteur résidentiel est la deuxième source d’émission de particules fines au Québec [21]. C’est justement afin d’améliorer la qualité de l’air et de forcer la sortie des appareils de combustion (poêles) vétustes que la Ville de Montréal a interdit, dès 2018, l’utilisation d’appareils ne répondant pas à des normes strictes, soit tous les foyers dont le taux d’émission de particules fines est supérieur à 2,5 g/h [22].
Un règlement sur les appareils de chauffage au bois vise à interdire, au Québec, la fabrication, la vente et la distribution d’appareils de chauffage au bois non conformes aux normes environnementales de l’Association canadienne de normalisation ou de l’United States Environmental Protection Agency (USEPA) [23] afin de réduire les émissions de particules fines dans le secteur résidentiel. L’USEPA compte réviser sa limite de particules fines à 2,5 g/h dans les prochaines années, ce qui accélérera la transition vers des systèmes plus efficaces et moins polluants. Il est important de distinguer le chauffage au bois traditionnel, sous forme de bûches, dans le secteur résidentiel d’une part, du chauffage résidentiel utilisant des granules ainsi que du chauffage du secteur des bâtiments commerciaux et institutionnels d’autre part : ces derniers sont plus efficaces et rejettent beaucoup moins de particules fines. Cette différenciation des technologies utilisées est importante, car le potentiel de développement du chauffage à la biomasse du secteur des bâtiments commerciaux et institutionnels est notamment élevé (voir section suivante) et ne devrait pas être limité par des considérations liées aux systèmes vétustes ou désuets.
Le GNR deviendra prochainement une solution de rechange pour les citoyens utilisant le gaz naturel (8 %). Les distributeurs offriront la possibilité d’acheter du GNR au lieu du gaz naturel pour notamment chauffer leur bâtiment. Les propriétaires de bâtiments résidentiels pourraient donc avoir une façon de réduire leur empreinte carbone sans modifier leur système de chauffage.
5.3.2 Bâtiment – Secteur commercial et institutionnel
Dans le secteur des bâtiments commerciaux et institutionnels, les bioénergies y étaient pratiquement absentes en 2016, même si 51 % de l’énergie utilisée dans ces bâtiments était consacrée au chauffage [20]. Le gaz naturel représentait 40 % de l’énergie utilisée, et la demande énergétique de ce secteur s’accroît rapidement.
Le GNR y est peu utilisé pour le moment, mais une forte croissance est possible pour les bâtiments utilisant déjà le gaz naturel comme source d’énergie pour le chauffage. À titre d’exemple, la Ville de Saint-Hyacinthe utilise le GNR qu’elle produit à partir de résidus organiques provenant de 25 municipalités et d'entreprises agroalimentaires de la région pour chauffer ses bâtiments. L’Université Laval est également devenue le premier grand établissement d’enseignement en 2019 à miser sur le GNR produit par la biométhanisation des déchets organiques de l’usine de Saint-Hyacinthe.
En outre, les plaquettes forestières et les granules de bois permettent d’obtenir une grande efficacité de combustion directe qui n’émet que très peu de particules fines. Plusieurs réseaux de chaleur à l’échelle communautaire ont été développés au Québec au cours des dernières années, alimentés en résidus forestiers et servant aux édifices publics; on peut citer notamment le cas de l’hôpital d’Amqui. Un autre exemple concret d'utilisation de biocombustibles solides dans le secteur commercial est celui de la chaufferie du Nordique Spa Stoneham, où des granules de bois torréfiés sont utilisés pour remplacer plus de 86 000 litres de propane par année. L'émission annuelle de l'équivalent de 129 tonnes de CO₂ est ainsi évitée grâce à ce projet inauguré en 2019.
5.3.3 Industriel
Le secteur industriel est celui qui consomme le plus d’énergie sous différentes formes (628 PJ en 2016) dont près de la moitié en électricité (49 %). Celle-ci sert surtout comme force motrice, mais quelques sous-secteurs industriels, les alumineries par exemple, utilisent l’énergie électrique comme intrant dans leurs procédés de transformation. Dans le bilan de 2016, la biomasse utilisée à des fins énergétiques par l’industrie (90 PJ) surpassait même les produits pétroliers d’environ 15 %. Pour sa plus grande part, cette utilisation correspond à la combustion de liqueur noire et autres biomasses résiduelles dans les usines de pâte de bois et les scieries.
En 2016, le gaz naturel répondait à 23 % des besoins du secteur industriel [20]. Le GNR, lorsque disponible, peut directement se substituer au gaz naturel. À titre d’exemple, L’Oréal achète uniquement, depuis 2017, du GNR pour ses installations au Québec.
Avec 12 % du bilan énergétique industriel, les produits pétroliers servent comme source de chaleur (propane et mazout) ainsi qu’au matériel roulant et aux génératrices sur les sites industriels éloignés (carburant diesel). Les deux raffineries de pétrole situées à Québec et à Montréal utilisent une fraction de leur matière première comme source de chaleur dans leurs procédés. Au Québec, le charbon est destiné à l’industrie métallurgique et répond à 2 % des besoins de l’industrie. Il est à noter que le gouvernement du Québec a pris l’engagement de limiter, voire d’éliminer, l’utilisation de charbon thermique sur son territoire d’ici 2030 par l’entremise de sa plus récente politique énergétique [5].
Au fil des années, plusieurs entreprises ont fait des efforts considérables pour diminuer leur consommation énergétique dans le but de réduire leurs coûts d’exploitation et leurs émissions de GES. Il faut également tenir compte du fait que parmi les grands émetteurs industriels se trouvent les fours à chaux et les cimenteries dont une partie importante des émissions de CO2 est d’origine minérale et donc en proportion directe avec la pierre qu’ils transforment. Ce genre d’émission est difficile à réduire. Cependant, une proportion non négligeable des émissions de GES de ces mêmes industries provient du combustible utilisé, souvent du coke de pétrole. Ce combustible peut être remplacé par des bioénergies. Par exemple, la cimenterie McInnis est actuellement en phase d’étude de faisabilité pour substituer la biomasse forestière résiduelle locale à près du tiers du coke de pétrole brûlé. Cette solution de rechange diminuerait significativement les émissions annuelles de GES de la cimenterie.
5.3.4 Transport
Selon les données compilées par la Chaire de gestion de l’énergie de HEC Montréal (voir Tableau 1), les bioénergies constituent moins de 2 % (8 PJ) de l’énergie consommée par le secteur des transports au Québec [20]. Le secteur des transports dépend lourdement des produits pétroliers (près de 98 % en 2016) et constitue l’un des principaux chantiers de décarbonisation du Québec. Les biocarburants offrent une solution de transition intéressante et immédiate, et ce, potentiellement à long terme, pour faire fléchir les émissions de GES alors qu’ils s’intègrent facilement aux approvisionnements sans ajout majeur d’infrastructures et de façon graduelle au fur et à mesure que leur disponibilité s’accroît. Ce constat est un élément abordé dans le rapport spécial sur les conséquences d’un réchauffement planétaire de 1,5 °C du GIEC [6].
Les biocarburants peuvent donc se substituer graduellement à l’essence, au carburant diesel (grandement utilisé dans les secteurs agricoles, industriels et du transport lourd), au carburéacteur (aviation) ainsi qu’à d’autres combustibles fossiles liquides utilisés en transport tels que le mazout lourd (maritime). Par ailleurs, les travaux publiés dans le cadre du Projet Trottier pour l’avenir énergétique [24] suggèrent que les biocarburants seront particulièrement nécessaires au Canada au cours des prochaines décennies pour le transport lourd, pour lequel il n’existe pas de solution de rechange renouvelable viable à court et à moyen termes.
Les plus connus des biocarburants sont le biodiesel, le diesel renouvelable et l’éthanol [25]. Le Québec compte quatre usines de production commerciale de biocarburants et une installation de démonstration, qui produisent globalement environ 51 millions de litres de biodiesel et 175 millions de litres d’éthanol par année [20]. Selon le ministère de l’Énergie et des Ressources naturelles, les raffineurs québécois importent, pour différentes raisons, environ 275 millions de litres de biocarburants pour répondre à la demande intérieure actuelle [26]. La future usine Enerkem de Varennes, dont les travaux de préparation de site et de génie civil ont débuté à l’été 2019, transformera des matières résiduelles non recyclables en biocarburant (éthanol cellulosique) et devrait permettre d’ajouter jusqu’à 100 millions de litres d’éthanol à la production québécoise [27]. D’autres projets en cours, tels que Bioénergie La Tuque et l’agrandissement de la bioraffinerie de Varennes, pourraient augmenter la capacité de production québécoises à court terme [20].
Les biocarburants liquides ont l’avantage de réduire significativement les émissions de GES du secteur des transports tout en utilisant le réseau de distribution actuel et en n’exigeant aucune modification aux moteurs ou aux systèmes d’alimentation. Une récente étude publiée par Navius Research émet le constat, après analyse du cycle de vie, que l’éthanol vendu au Canada était en moyenne 52 % moins émissif de GES et que ce chiffre s’élevait à 87 % pour le biodiesel et le diesel renouvelable [28]. Au-delà de la réduction des émissions de GES,
Les biocarburants liquides ont l’avantage de réduire significativement les émissions de GES du secteur des transports tout en utilisant le réseau de distribution actuel et en n’exigeant aucune modification aux moteurs ou aux systèmes d’alimentation. Une récente étude publiée par Navius Research émet le constat, après analyse du cycle de vie, que l’éthanol vendu au Canada était en moyenne 52 % moins émissif de GES et que ce chiffre s’élevait à 87 % pour le biodiesel et le diesel renouvelable [28]. Au-delà de la réduction des émissions de GES,