Pour que la biomasse soit utilisée à des fins énergétiques, elle doit d’abord être convertie en une forme plus pratique de transport et d’utilisation. Le charbon de bois, les briquettes, le méthane, l’éthanol et l’électricité sont des exemples de formes finales d’énergie de la biomasse.
Le terme biomasse couvre une grande variété de matériaux et de procédés. Les différentes technologies de conversion de la biomasse vont des procédés les plus simples et traditionnels aux méthodes complexes et hautement efficaces; Ils peuvent être très nocifs pour l'environnement ou très bénéfiques. Les technologies de conversion de la biomasse sont divisées en trois processus: combustion directe, thermochimique et biochimique.
Processus de combustion directe
Le charbon de bois est une source d’énergie issue de la biomasse. Ray García (Flickr) Le procédé thermochimique est celui qui est utilisé pour la production de charbon. La biomasse est brûlée dans des conditions contrôlées, entraînant la décomposition de sa structure chimique en composés gazeux, liquides et / ou solides. Le produit final est plus concentré et peut être sous forme de gaz, liquide ou solide. Le procédé thermochimique de base s'appelle pyrolyse ou carbonisation et comprend:
- Production de charbon de bois: C’est le processus le plus courant de conversion thermochimique de la température moyenne. La combustion est incomplète dans ce processus en raison de la restriction de l'air lors de la combustion de la biomasse, ce qui crée un résidu solide appelé charbon de bois. Le charbon a une densité d'énergie supérieure à celle du bois de chauffage d'origine, ne crée pas de fumée et est supérieur au bois de chauffage destiné à un usage domestique. Normalement, le charbon est dérivé du bois, mais il peut également être extrait de la coque de noix de coco et de certains résidus agricoles. Les systèmes utilisés pour produire du charbon sont:
- Four moulu: C’est le plus ancien et le plus utilisé à l’heure actuelle, le four à terre est une excavation dans le sol où la biomasse est placée de manière à ce qu’elle soit ensuite recouverte de terre et de végétation afin d’empêcher la combustion complète.
- Maçonnerie: Ils sont construits en terre, en argile et en brique, ils ont fondamentalement le même fonctionnement que celui des fours en terre.
- Retortas: Ce sont les fours les plus modernes d’aujourd’hui. Ils sont en acier, ils sont plus complexes à utiliser et mieux conçus que les précédents, ce qui alourdit considérablement les coûts d’investissement par rapport aux anciens. Contrairement aux produits traditionnels, ils sont beaucoup plus efficaces, ont une capacité de production supérieure et le produit final est de meilleure qualité.
Gazéification: Type de pyrolyse où il est nécessaire d’entrer plus d’oxygène à des températures plus élevées afin d’optimiser la production de "gaz pauvre", formé du mélange de monoxyde de carbone, d’hydrogène et de méthane, en utilisant de plus petites quantités de dioxyde de carbone et l'azote. Cela sert à produire de la chaleur et de l'électricité et s'applique également aux moteurs diesel. La composition de la biomasse utilisée influe sur la valeur calorifique du gaz.
Il existe différentes technologies de gazéification qui dépendent du type de biomasse utilisée (bois, balle de riz ou de coque de noix de coco) et de la taille du système. La gazéification présente certains avantages par rapport à la biomasse utilisée.
- Le gaz obtenu est très polyvalent et peut également être utilisé aux mêmes fins que le gaz naturel.
- Lorsqu'il est brûlé, il produit de la chaleur et de la vapeur et sert à alimenter les moteurs à combustion interne et les turbines à gaz afin de générer de l'électricité.
- Lorsque vous avez l'expérience nécessaire pour le gérer et que la longue période d'ajustements est terminée pour optimiser au maximum le système, vous pouvez générer des carburants relativement exempts d'impuretés et avec moins de problèmes de pollution lors de la combustion.
Procédés biochimiques
L'huile obtenue à partir de colza est un type de biodiesel. Université d'État de l'Oregon (Flickr) Dans ces processus, les caractéristiques biochimiques de la biomasse et l'action métabolique d'organismes microbiens sont utilisées pour la production de combustibles liquides et gazeux. Les plus importants sont:
- Digestion anaérobie: C'est la digestion de la biomasse humide à l'aide de bactéries dans un environnement anaérobie (sans oxygène), qui génère un combustible gazeux appelé biogaz. La procédure consiste à placer la biomasse (généralement du fumier) dans un récipient totalement fermé appelé biodigesteur. Le fumier est fermenté pendant plusieurs jours en fonction de la température ambiante pour donner un mélange de méthane et de dioxyde de carbone. Les résidus de biomasse du biodigesteur non énergétique (déchets solides) sont utilisés comme engrais organique pour les plantes.
- Carburants alcoolisés: Les carburants à base d'alcool sont l'éthanol et sont obtenus par fermentation de sucres. Le méthanol est un autre gaz produit par la distillation destructive du bois.
- Biodiesel: Il est composé d'acides gras et d'esters alcalins (formés d'eau par le rapport acide / alcool) obtenus à partir d'huiles végétales, de graisses animales et de graisses recyclées.Grâce à un processus appelé transestérification, les huiles organiques sont combinées avec de l’alcool (éthanol ou méthanol) et modifiées chimiquement pour former des esters gras, éthyle ou méthyle. Lors de l'obtention de ces combinaisons, elles peuvent être combinées avec du diesel ou également être utilisées sans mélange en tant que carburants dans les moteurs courants.
- Gaz des décharges: L'application de cette technologie de la biomasse aide beaucoup l'environnement car elle réduit la pollution dans les zones urbaines et réduit les gaz à effet de serre. La procédure est la même que celle des biodigesteurs, contrairement à la biomasse utilisée qui consiste en des déchets solides urbains déposés dans des décharges.
