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Étude d’inventaire technologique pour la conversion en biocarburant du Miscanth

Étude d’inventaire technologique pour la conversion en biocarburant du Miscanthus Giganteus PRÉSENTÉE AU Conseil pour le développement de l’Agriculture au Québec 555, boulevard Roland-Therrien, bureau 110 Longueuil (Québec) J4H 4E7 Produit le 15 décembre 2008 Étude d’inventaire technologique pour la conversion en biocarburant du Miscanthus Giganteus Conseil pour le développement de l’agriculture du Québec 2 TABLE DES MATIÈRES 1. NOTE AUX LECTEURS...................................................................................................................................4 2. ÉQUIPE DE RÉALISATION ...........................................................................................................................5 3. INTRODUCTION ..............................................................................................................................................6 3.1. MISE EN CONTEXTE .....................................................................................................................................6 3.2. DESCRIPTION DU PROJET..............................................................................................................................7 3.3. OBJECTIFS DU PROJET..................................................................................................................................8 3.4. MÉTHODOLOGIE ..........................................................................................................................................9 4. DESCRIPTION DES PRINCIPALES TECHNOLOGIES UTILISÉES POUR LA PRODUCTION D’ÉTHANOL À PARTIR DE LIGNOCELLULOSE...............................................................................................10 4.1. FERMENTATION .........................................................................................................................................10 Composition des plantes.............................................................................................................................................10 Étapes de production ..................................................................................................................................................11 Défis technologiques de chaque étape........................................................................................................................11 4.2. GAZÉIFICATION – CONVERSION DES GAZ DE SYNTHÈSE.............................................................................13 Étapes de production ..................................................................................................................................................14 Défis technologiques de chaque étape........................................................................................................................14 5. INVENTAIRE DES COMPAGNIES .............................................................................................................16 5.1. COMPAGNIES DONT LA TECHNOLOGIE EST AU STADE LABORATOIRE .........................................................16 American Energy Enterprises ..................................................................................................................17 Archer Daniels Midland...........................................................................................................................18 Cleantech Biofuels....................................................................................................................................19 DuPont .....................................................................................................................................................21 EdeniQ......................................................................................................................................................23 Flambeau River BioFuels.........................................................................................................................24 Nova Fuels ...............................................................................................................................................25 SunEthanol...............................................................................................................................................27 5.2. COMPAGNIES DONT LA TECHNOLOGIE EST AU STADE PILOTE.....................................................................28 AE Biofuels...............................................................................................................................................29 BRI Energy...............................................................................................................................................31 Coskata.....................................................................................................................................................32 Green Star Products inc...........................................................................................................................35 ICM Incorporated ....................................................................................................................................36 INEOS Bio................................................................................................................................................37 Iogen Corporation....................................................................................................................................39 Lignol .......................................................................................................................................................42 Mascoma ..................................................................................................................................................44 Étude d’inventaire technologique pour la conversion en biocarburant du Miscanthus Giganteus Conseil pour le développement de l’agriculture du Québec 3 Pacific Ethanol inc...................................................................................................................................45 Pure Energy..............................................................................................................................................46 Red Shield Environmental........................................................................................................................48 SEKAB......................................................................................................................................................49 ZeaChem ..................................................................................................................................................53 5.3. COMPAGNIES DONT LA TECHNOLOGIE EST AU STADE PRÉ COMMERCIAL......................................................55 Abengoa Bioenergy ..................................................................................................................................56 Arkenol.....................................................................................................................................................59 BioEthanol Japan.....................................................................................................................................60 BioGasol...................................................................................................................................................61 BlueFire Ethanol......................................................................................................................................64 Enerkem....................................................................................................................................................67 Éthanol GreenField..................................................................................................................................71 Fulcrum BioEnergy..................................................................................................................................72 Genencor..................................................................................................................................................74 Inbicon (IBUS project)............................................................................................................................76 KL Energy Corp. ......................................................................................................................................79 Novozymes................................................................................................................................................80 Petrobras..................................................................................................................................................81 Range Fuels..............................................................................................................................................83 SunOpta BioProcess inc...........................................................................................................................85 Verenium ..................................................................................................................................................86 5.4. COMPAGNIES DONT LA TECHNOLOGIE EST AU STADE COMMERCIAL ..........................................................89 Tembec .....................................................................................................................................................90 6. CENTRES ET CONSORTIUMS DE RECHERCHES.................................................................................91 Institut Français du Pétrole .....................................................................................................................92 NREL........................................................................................................................................................94 Plate-forme technologique Biofuels...........................................................................................................97 Projet Futurol...........................................................................................................................................98 Projet NILE ............................................................................................................................................100 Research Triangle Institute ....................................................................................................................103 Southern Research Institute....................................................................................................................105 Université de Sherbrooke.......................................................................................................................106 Université Purdue ..................................................................................................................................109 U.S. Department of Energy ....................................................................................................................110 7. INDEX DES COMPAGNIES........................................................................................................................113 8. ANNEXES.......................................................................................................................................................117 8.1. ANNEXE 1 : LETTRE D’INVITATION ET QUESTIONNAIRE ENVOYÉS AUX COMPAGNIES..............................117 Étude d’inventaire technologique pour la conversion en biocarburant du Miscanthus Giganteus Conseil pour le développement de l’agriculture du Québec 4 NOTE AUX LECTEURS Les informations contenues dans ce guide ont été recueillies, pour la plupart, sur les sites Internet des compagnies, dans des revues de presse ou dans des dépliants promotionnels. Bien que les sources utilisées soient des plus crédibles et sérieuses, les informations n’ont pas toutes été validées au près des compagnies. L’information contenue dans ce document est donc fournie à titre indicatif seulement et n’engage aucunement la responsabilité des auteurs. Ces derniers ne peuvent donc être tenus responsables quant aux données erronées ou mal citées. Les technologies et fournisseurs présentés dans ce document sont les principaux recensés à ce jour et ne constituent pas une liste exhaustive. Compte tenu de l’engouement actuel pour les biocarburants de seconde génération, de nouvelles technologies apparaissent chaque jour partout dans le monde. Les informations mises à la disposition du grand public sont souvent limitées et évoluent avec l’avancement commercial des entreprises. Il est donc possible que certaines fiches soient incomplètes dû au manque d’informations disponibles au moment de leur rédaction. De nombreux événements tels des salons et des conférences, de même que des recherches Internet peuvent servir à identifier de nouveaux joueurs ou à compléter les informations manquantes. Étude d’inventaire technologique pour la conversion en biocarburant du Miscanthus Giganteus Conseil pour le développement de l’agriculture du Québec 5 1. ÉQUIPE DE RÉALISATION Coordination Hugues Groleau, agr., M. Env. Réalisation, recherche et rédaction Hugues Groleau, agr. M. Env. Caroline Côté Beaulieu, agr., M.Sc. 148, avenue de la Cathédrale, suite 5 Rimouski (Québec) G5L 5H8 Tél. : 418-725-7500 Télécopieur : 418-725-7588 ecospher@globetrotter.net www.ecosphere.qc.ca David Crowley, ing. Jr. 640, rue Côté Ouest Alma (Québec) G8B 7S8 Tél. : 418-480-3300 Télécopieur : 418-480-3306 info@agrinova.ca www.agrinova.ca Révision linguistique Stéphanie Caron, secrétaire Ce projet a été réalisé grâce à la collaboration financière de : Étude d’inventaire technologique pour la conversion en biocarburant du Miscanthus Giganteus Conseil pour le développement de l’agriculture du Québec 6 2. INTRODUCTION 2.1. Mise en contexte Le miscanthus giganteus est une graminée géante vivace présentant l’un des plus importants potentiels de production de biomasse. Des études menées aux États-unis ont confirmées le potentiel de rendement (20 tonnes/hectares) de cette production, qui disons-le, surpasse celui du panic érigé (10 tonnes/hectares). La biomasse produite pourrait potentiellement servir à la production de granules à chauffage ou de bioéthanol par la conversion de la cellulose. Dans le contexte actuel de hausse des coûts des carburants fossiles, de disponibilité de moins en moins grande de cette ressource et d’augmentation des préoccupations environnementales, il s’agit donc là d’une alternative à ne pas négliger. Toujours à la recherche de nouvelles opportunités, les producteurs agricoles membres du club agroenvironnemental Agri-Tech 2000 ont donc décidé, au printemps 2007, d’expérimenter la culture du miscanthus, une première à l’échelle de la ferme au Québec. Ainsi un projet majeur pour le Bas-St-Laurent, regroupant plus de 45 producteurs pouvant mettre en production plus de 2 500 hectares est en cours. Ce projet de filière bioénergétique (production – transformation – commercialisation) comporte bien évidemment plusieurs phases : développement et optimisation de la production, développement de la filière, études préalables au plan d’affaires, plan d’affaires, montage financier, etc. Les premières plantations ont donc été effectuées et le processus de multiplication des rhizomes se poursuivra au cours des prochaines années. Une seconde étape doit maintenant être franchie, soit celle de l’étude d’inventaire technologique pour la conversion du miscanthus en biocarburant. Précisons que ce projet s’intéresse également à la transformation d’autres sources de fibres afin de complémenter l’approvisionnement en cellulose provenant du miscanthus et ainsi assurer la production de biocarburant. Afin de répondre aux exigences des gouvernements en matière de carburants renouvelables, il fut choisi pour la présente étude de concentrer nos efforts à l’inventaire des technologies de production d’éthanol cellulosique. Plusieurs technologies sont actuellement en cours de développement, il est toutefois difficile de déterminer l’état d’avancement technologique de celles-ci en fonction des données présentées. Afin de mieux connaître la situation actuelle, des démarches plus approfondies sont nécessaires et doivent être mises de l’avant pour mieux orienter le développement futur de la production de biocarburants cellulosiques. Cet inventaire de technologies et de promoteurs technologiques pourra servir de base de données pouvant être mise à jour périodiquement dans le but de maintenir les connaissances en production de biocarburant cellulosique à niveau. Étude d’inventaire technologique pour la conversion en biocarburant du Miscanthus Giganteus Conseil pour le développement de l’agriculture du Québec 7 2.2. Description du projet Le présent projet s’insère dans le cadre de l’Initiative des marchés de biocarburants pour les producteurs (IMBP), une initiative lancée dans le cadre du Programme pour l'avancement du secteur canadien de l'agriculture et de l'agroalimentaire (PASCAA). Ce projet, conjointement financé par le Conseil pour le Développement de l’Agriculture du Québec (CDAQ), la Conférence régionale des ÉluEs du Bas-Saint-Laurent (CRÉ Bas-St-Laurent), le Centre local de développement des Basques (CLD des Basques) et le Club Agri-Tech 2000, visait à identifier les technologies les mieux adaptées pour la fabrication de biocarburants à partir de fibres agricoles et plus particulièrement celle du miscanthus giganteus. Le projet consistait à identifier, inventorier et analyser les technologies commercialement disponibles pour la fabrication de biocarburants cellulosiques à partir de fibres agricoles. La présente étude propose donc un inventaire des principales technologies et promoteurs recensés à ce jour. Le secteur des biocarburants de seconde génération étant en pleine effervescence, de nouvelles technologies et de nouveaux promoteurs entre en jeux continuellement. L’inventaire suivant ne constitue donc pas une liste exhaustive, mais doit plutôt être perçu comme un recensement des joueurs les plus importants, à l’échelle mondiale, au moment de la rédaction de l’étude. Le présent inventaire constituera un point de départ pour d’éventuels promoteurs où ils pourront retrouver des informations importantes sur l’avancement des technologies et les coordonnées de différents promoteurs. Chacune des technologies recensées lors de l’inventaire est décrite à l’intérieur d’une fiche présentant, selon les informations disponibles au moment de la rédaction, différentes informations utiles à l’évaluation technologique telles que : - L’identification du procédé et les coordonnées du promoteur; - Les coûts d’acquisition technologique et d’opération; - L’origine de la cellulose transformable; - Les coûts d’acquisition des matériaux; - Les types de carburants produits; - Etc. Afin de faciliter la consultation du guide, les différentes fiches ont été classées selon l’état d’avancement des technologies soit : laboratoire, pilote, pré commercial (démonstration) et commercial. Une technologie au stade pilote, contrairement au stade laboratoire, a été testée au sein d’une usine réelle, mais présentant une capacité de production moindre que l’échelle commerciale. L’échelle pré commerciale (ou de démonstration) est quant à elle le premier essai de taille commerciale réalisé par un promoteur. Il s’agit de la dernière étape d’ajustement et d’optimisation de la technologie avant sa commercialisation. La réalisation de ce mandat fut confiée au Centre collégial de transfert technologique Agrinova ainsi qu’à Écosphère, firme de consultation en environnement. Ces ressources techniques sont les mêmes que celles retenues dans le cadre du uploads/Science et Technologie/ etude-d-x27-inventaire-technologique-pour-la-conversion-en-biocarburant-du-miscanthus-giganteus.pdf