L’utilisation de combustibles issus de la biomasse pour les transports et pour la production d’électricité augmente dans de nombreux pays développés comme moyen d’éviter les émissions de dioxyde de carbone provenant de l’utilisation de combustibles fossiles.
Les systèmes de combustion de la biomasse, récupèrent généralement 65 à 90% de l’énergie contenue dans le combustible.
L’efficacité de la combustion de la biomasse
Pendant la combustion, la biomasse brûle dans un excès d’air pour produire de la chaleur. La première étape de la combustion implique le dégagement de vapeurs combustibles de la biomasse.
Les gaz de combustion chauds sont parfois utilisés directement pour le séchage du produit. Mais le plus souvent, ils passent à travers un échangeur de chaleur pour produire de l’air chaud, de l’eau chaude ou de la vapeur.
L’efficacité de la combustion dépend principalement d’un bon contact entre l’oxygène de l’air et la biomasse. Voici les principaux produits d’une combustion efficace de la biomasse :
- le dioxyde de carbone
- la vapeur d’eau,
- des goudrons,
- de la fumée et
- des particules de cendres alcalines
La minimisation de ces émissions et la prise en compte de leurs effets possibles sont des préoccupations importantes dans la conception de systèmes de combustion de la biomasse acceptables sur le plan environnemental.
Des rendements plus faibles sont généralement associés à des carburants plus humides. Pour faire face à une diversité de caractéristiques de combustibles et d’exigences de combustion, un certain nombre de conceptions de fours à combustion ou de chambres de combustion sont couramment utilisés dans le monde.
- La pyrolyse consiste à chauffer les matières organiques à 800–900 o F (400–500 o C) en l’absence presque complète d’oxygène libre. La pyrolyse de la biomasse produit des carburants tels que le charbon de bois, la bio-huile, le diesel renouvelable, le méthane et l’hydrogène.
- L’hydrotraitement est utilisé pour traiter la bio-huile (produite par pyrolyse rapide) avec de l’hydrogène à des températures et des pressions élevées. De plus, il doit fonctionner en présence d’un catalyseur pour produire du diesel renouvelable, de l’essence renouvelable et du carburéacteur renouvelable.
- La gazéification consiste à chauffer les matières organiques à 1 400–1700 o F (800–900 o C) avec des injections de quantités contrôlées d’oxygène libre et / ou de vapeur dans la cuve. Ensuite, il produit un gaz riche en monoxyde de carbone et en hydrogène appelé gaz de synthèse ou gaz de synthèse . Le gaz de synthèse peut être utilisé comme carburant pour les moteurs diesel, pour le chauffage et pour la production d’électricité dans les turbines à gaz. Il peut également être traité pour séparer l’hydrogène du gaz, et l’hydrogène peut être brûlé ou utilisé dans les piles à combustible.
La biomasse est introduite dans la zone de combustion par le dessous d’une grille de cuisson. Ces conceptions conviennent uniquement pour des systèmes à petite échelle. Les combustibles à haute teneur en cendres tels que l’écorce, la paille et les céréales nécessitent des systèmes d’élimination des cendres plus efficaces.
Les secteurs résidentiel et commercial utilisent du bois de chauffage et des granulés de bois pour le chauffage.
Il faut dire que le secteur commercial vend également du gaz naturel renouvelable produit dans les installations de traitement des eaux usées municipales et dans les décharges.
Le secteur de l’énergie électrique utilise du bois et des déchets dérivés de la biomasse pour produire de l’électricité à vendre aux autres secteurs.
En conclusion, nous soulignons ainsi l’importance de la diversité fonctionnelle en ce qui concerne la résilience aux perturbations externes. Ainsi, la faible variabilité temporelle des communautés, l’efficacité d’utilisation des ressources et le maintien de la biomasse à des niveaux trophiques plus élevés.
