Qu’est-ce qu’un générateur biomasse ?
Les générateurs biomasse ou générateurs d’électricité à partir de la biomasse sont des appareils qui produisent de l’électricité en utilisant des ressources de la biomasse comme combustible.
Les ressources de la biomasse ne sont pas des combustibles fossiles comme le pétrole ou le charbon, mais des ressources dérivées de plantes et d’animaux réutilisables. Comme ils n’utilisent pas de combustibles fossiles, ils attirent l’attention en tant que générateurs respectueux de l’environnement.
Une autre caractéristique essentielle des générateurs biomasse est qu’ils atteignent non seulement la neutralité carbone, mais qu’ils produisent également de l’électricité de manière stable. En effet, contrairement à la production d’électricité à partir d’énergie naturelle, le combustible peut être obtenu de manière stable.
Utilisations des générateurs biomasse
Les générateurs biomasse sont utilisés pour la production d’électricité. Leur taille est variable, allant d’unités relativement petites utilisées dans les usines à des unités plus importantes exploitées par des compagnies d’électricité.
Certains des plus petits générateurs biomasse ont une capacité de production d’environ 50 kW. Cependant, les générateurs biomasse plus importants ont un rendement de production d’énergie plus élevé, tandis que les plus petits ont un rendement de production d’énergie plus faible.
Par conséquent, lors de l’introduction d’un générateur biomasse, il est nécessaire de tenir compte de l’efficacité de la production d’énergie, de la capacité de production d’énergie et des coûts d’exploitation.
Principe des générateurs biomasse
Les générateurs biomasse peuvent être classés en trois catégories selon le principe de production d’énergie : combustion directe, gazéification par pyrolyse et gazéification biochimique. Comme les caractéristiques diffèrent selon le principe de production d’énergie, il est nécessaire de choisir le système le plus approprié en fonction de l’utilisation prévue et de la capacité de production d’énergie requise.
1. Systèmes à combustion directe
Les systèmes à combustion directe utilisent comme combustible du bois éclairci, des déchets combustibles ou des huiles usagées et les brûlent directement. L’énergie thermique générée par la combustion est utilisée pour faire bouillir de l’eau et faire tourner une turbine à vapeur pour produire de l’électricité. En général, le bois et les autres matériaux sont coupés en petits morceaux pour optimiser l’efficacité de la combustion.
Cependant, avec cette méthode de combustion, il est difficile de créer un environnement à haute température suffisant pour faire tourner la turbine à vapeur, et plus l’équipement est petit, plus l’efficacité de la production d’électricité est faible. Il s’agit donc d’une méthode de production d’énergie adaptée aux équipements à grande échelle. Toutefois, la difficulté d’approvisionnement en combustible pour les équipements à grande échelle est un problème.
2. Gazéification par pyrolyse
Dans le système de gazéification par pyrolyse, le combustible de la biomasse est traité à haute température pour produire du gaz, qui est ensuite utilisé pour faire tourner une turbine à gaz et produire de l’électricité. Ce combustible de biomasse est fabriqué à partir de bois aminci ou de déchets de bois transformés en granulés ou en copeaux de bois.
L’une des caractéristiques de cette méthode de production d’électricité est qu’elle permet d’atteindre des températures de combustion élevées. Cela en fait une méthode de production d’électricité idéale pour les petits générateurs de biomasse.
3. Systèmes de gazéification biochimique
Les systèmes de gazéification biochimique diffèrent considérablement des autres systèmes de production d’énergie car ils utilisent des effluents d’élevage et des boues d’épuration comme matières premières. La fermentation de ces matières produit du biogaz.
Ce biogaz est utilisé pour faire tourner une turbine à gaz et produire de l’électricité. Cette méthode présente l’avantage de pouvoir utiliser la biomasse, qui est difficile à brûler, et d’atteindre un rendement élevé en matière de production d’électricité.
Autres informations sur le générateur biomasse
1. Générateur biomasse ultra-compact
Des générateurs biomasse ultra-compacts sont également en cours de développement. Un exemple d’un tel générateur biomasse ultra-compact au Japon est le Roadside Station Takanosu dans la préfecture d’Akita. Un générateur biomasse ultra-compact a été installé et est utilisé pour fournir de l’eau chaude pour les bains de pieds et pour chauffer les serres en plastique pendant les mois d’hiver.
Un autre exemple est un générateur biomasse ultra-compact, mesurant environ 2,5 m de haut x 44,8 m de long x 1,3 m de large. Chacun de ces générateurs a une puissance de 40 kW, une puissance thermique de 100 kW et un rendement énergétique d’environ 78 %, ce qui est suffisant pour assurer l’efficacité.
2. Centrales électriques utilisant le générateur biomasse
Pour que la production d’électricité à partir de la biomasse soit viable, il est essentiel de disposer d’un système garantissant un approvisionnement stable en combustibles relativement bon marché. Cependant, ce système est encore souvent insuffisant.
Les tendances internationales peuvent être observées dans le livre blanc 2020 sur les énergies renouvelables, publié par REN21 (dont le siège est en France), un réseau international qui promeut les énergies renouvelables. Au niveau mondial, la bioénergie continue de croître à un rythme modéré, avec une croissance particulièrement importante en Chine. La croissance récente du secteur chinois de la bioénergie a été significative et, selon les statistiques de REN21, la Chine a atteint la production d’électricité à partir de biomasse la plus élevée au monde pendant trois années consécutives, de 2017 à 2019.
En Europe, en revanche, de nombreux pays importants suivent la voie prescrite en abandonnant le charbon et en se convertissant à la biomasse, en particulier dans les pays nordiques tels que le Danemark, où la biomasse est également une source de chaleur populaire pour l’approvisionnement en chauffage urbain.
Au Japon, depuis le lancement du tarif de rachat garanti (FIT) pour les énergies renouvelables, le nombre de centrales électriques certifiées et en fonctionnement utilisant le générateur biomasse est en augmentation. Beaucoup de ces centrales dépendent des importations pour une grande partie de leur combustible biomasse, comme les granulés de bois et le PKS (Palm Kernel Shell : enveloppe du palmiste après que l’huile de palme a été extraite des graines de palmier).