Développement d'un procédé de torréfaction appliqué aux déchets humides pour leur revalorisation en biocarburant

Enerkem, une entreprise Québécoise, relève le défi qu’est la revalorisation des déchets ultimes, autrement enfouis ou incinérés, en biocarburant de transport. Sa première usine commerciale installée à Edmonton produit du bioéthanol à partir déchet de type RDF, marquant une première mondiale. Son procédé thermochimique débute par une étape de gazéification en lit fluidisé, particulièrement adapté à l’hétérogénéité physicochimique des déchets. Toutefois, la majorité des déchets (notamment municipaux, ICI et CRD [Annexe B]) ne peuvent pas être gazéifiés efficacement dû à leur haut taux d’humidité. Un pré-séchage est donc nécessaire, moyennant l’émission de 5,5 kgCO2eq par tonne sèche et par pourcentage d’humidité retiré. Afin de mieux exploiter les résidus ultimes humides, Enerkem vise la mise au point d'un nouveau procédé de prétraitement par torréfaction, lequel se positionnera avantageusement face aux techniques actuelles de séchage. Le gain réside dans le recyclage de l’énergie des gaz de torréfaction et dans une efficacité accrue de la gazéification en aval. D’autres avantages notables du produit de torréfaction sont : homogénéité, hydrophobie (facilite l’entreposage), broyage et triage plus facile, transfert en sas pressurisé plus stable et haute densité énergétique (voisine du charbon). Une fois intégré au procédé Enerkem et considérant une matière première à 40% d’humidité, les réductions de GES de la torréfaction sont supérieures au séchage par un écart de 141 kgCO2éq par tonne sèche de matière première. Pour une usine Enerkem standard traitant 100 000 t/an base sèche, c’est une amélioration des réductions de GES par un bon de 14 083 tCO2éq/an découlant directement de ce projet, portant la somme des réductions d’une usine à 168 000 tCO2éq/an. De plus, les gains techno-économiques prévuent par ce projet favoriseront l'implantation d'une seconde usine au Québec d'ici 2025, ce qui porterait les réduction à 336 000 tCO2éq/an. Dû aux nombreux avantages de la torréfaction, elle attire actuellement l’attention de la communauté scientifique. Néanmoins, son application spécifiquement aux résidus ultimes est une nouveauté encore peu étudiée. Un effort R&D est donc nécessaire pour combler l'écart technologique en vue de réaliser la commercialisation. Ce projet collaboratif vise à refermer l’écart par une recherche fondamentale gravitant autour de la torréfaction appliquée aux résidus ultimes Québécois. Les objectifs spécifiques de ce projet sont de nature fondamentale et comprennent les volets complémentaires expérimental et numérique. D’une part, sur bancs d’essais laboratoire, l’étude de la torréfaction de résidus permettra de comprendre et quantifier les transformations physico-chimiques ainsi que les écoulements granulaires avec transfert de chaleur et de masse. De l’autre, des modèles numériques prédictifs seront développés et validés afin de permettre la mise à l’échelle et l’intégration dans le procédé de production de biocarburant.