Exemple de pratique

Pionnier de l'énergie du bois dans le Weinland zurichois : électricité, chaleur et charbon d'un seul tenant

B6 A3 2022 PUISSANCE Bois bon extérieur PflaKo IMG 9900 redimensionné

Dans l'idyllique Desibach, Florian Gut transforme le bois résiduel régional en une cascade efficace d'énergie et de matières premières. Avec sa centrale biomasse innovante, il crée un lien avant-gardiste : une énergie band-durable pour le réseau, une chaleur réconfortante pour le voisinage et du biochar de haute qualité comme puits de carbone naturel – un véritable modèle circulaire empreint de clairvoyance.

Le "Zürcher Weinland" n'est pas seulement une région agricole, mais aussi une région forestière du canton de Zurich. Dans la commune rurale de Buch am Irchel, les forêts couvrent bien les deux cinquièmes de la superficie communale. Le nom du village lui-même provient probablement d'anciennes populations importantes de hêtres. Le bois est utilisé ici depuis l'antiquité à des fins de chauffage. Une centrale à bois mise en service il y a un an, dans le hameau de Desibach, montre désormais comment, grâce à une combinaison élégante de processus, les produits à base de bois peuvent être utilisés de manière écologique, respectueuse du climat et énergique. À l'approche de la nouvelle centrale électrique, on peut voir du bois sous toutes ses formes. Depuis la cour d'un bâtiment moderne à ossature bois, le regard porte sur un plancher poussant, où des plaquettes forestières attendent leur utilisation ultérieure. Comme si un sèche-cheveux soufflait sans relâche, un air chaud s'échappe par les ouvertures à la surface.

Passion Bois

Florian Gut, agriculteur spécialisé dans les grandes cultures et la viticulture et agrotechnicien ES, est l'exploitant de cette installation pionnière. La sylviculture durable est sa passion : «En tant qu'exploitation agricole, nous avons beaucoup de forêts en propriété familiale. Au fil des ans, il est devenu de plus en plus difficile d'utiliser le bois de manière judicieuse et de maintenir une deuxième source de revenus». En tant que bricoleur, il a largement contribué à la création de l'ensemble du système. Ainsi, l'installation dispose d'un concept de séchage spécial qui a été entièrement intégré ultérieurement dans le système de gestion des processus. La chaleur de la centrale n'est utilisée que pour un tiers pour le préséchage des plaquettes, pour un autre tiers pour chauffer de nombreuses maisons du hameau via un réseau de chaleur de proximité et enfin pour le dernier tiers de bûches, principalement pour les clients qui alimentent des cheminées. Les plaquettes sont également de plus en plus séchées pour des tiers. Gut exploite également un service de livraison en ligne pour le bois de chauffage fendu sur place et dispose d'un espace de stockage suffisant pour les livraisons tout au long de l'année.
Une cascade de processus
Comme pour d'autres centrales de cogénération, le but principal de l'installation est la production simultanée de chaleur et d'électricité par un moteur à gaz couplé à un générateur. Une visite de cette installation complexe révèle : Du bois déchiqueté au gaz inflammable, c'est cependant un long chemin :
Dans un premier temps, les copeaux de bois séchés sont introduits dans un réacteur à pyrolyse. Par pyrolyse, un processus de conversion thermochimique en l'absence d'oxygène, les composés organiques sont décomposés à des températures élevées allant jusqu'à +500 °C. Il en résulte du gaz de bois, du charbon de pyrolyse et du goudron, une substance visqueuse, brun-noir. Ces produits intermédiaires ne peuvent pas encore être utilisés directement pour la cogénération.
Ensuite, le matériau arrive dans un réacteur à lit fluidisé. Les composants solides comme le charbon sont maintenus en suspension par l'apport d'air chaud. Les plus gros morceaux de charbon restent dans une couche inférieure, mais se décomposent sous l'effet de la chaleur du processus à une température de +850°C en particules plus petites. Ces fragments plus petits prennent du volume et se transforment en la forme pulvérulente caractéristique du biochar. Les goudrons produits précédemment par pyrolyse sont presque entièrement brûlés dans le réacteur à lit fluidisé. Les corps étrangers gênants (morceaux de métal, pierres, etc.) sont déjà capturés à l'entrée du réacteur à lit fluidisé et peuvent être retirés par la décharge des impuretés.
Le mélange gaz-solide est entraîné à travers un filtre. Dans le filtre, il est séparé. Le solide séparé est le charbon de bois, qui est évacué par le bas. Le mélange gazeux passe ensuite à un refroidisseur et à un laveur. Dans le laveur, le gaz est davantage purifié. De plus, l'eau de lavage est refroidie, rendant ainsi l'énergie utilisable.
Le gaz de synthèse ainsi préconditionné alimente finalement la centrale cogénération (puissance 250 kWél). Le stockage de plus grandes quantités de gaz produit à basse pression entraînerait un effort technique plus important et n'est donc généralement pas utilisé. Avec le bon mélange des matières premières, les performances de l'installation peuvent être optimisées.

La patience fait pousser la plante

Une installation complexe a une histoire compliquée. Il fallait de la patience. Bien raconté, comment sept années se sont écoulées entre la première variante en 2012 et la garantie pour la rétribution de l'injection de courant (RIC) en 2019 : « J'ai donc eu le temps de réfléchir et j'ai tapissé un mur d'innombrables croquis de préprojet. »

Assez de temps pour s'intéresser également au sujet du biochar. Le matériau organique contribue à l'amélioration des sols depuis des siècles dans de nombreuses régions du monde, notamment dans la ceinture tropicale – le plus souvent en combinaison avec d'autres résidus organiques. Il sert ainsi de support aux nutriments et d'habitat miniature aux micro-organismes du sol tels que les bactéries et les champignons. L'incorporation de biochar dans les sols fait également espérer un effet positif en matière de protection du climat, car le CO2 initialement assimilé par les plantes est ainsi soustrait de l'atmosphère à long terme. Le biochar est notamment utilisé dans le traitement des eaux usées et potables ou prophylactiquement comme additif alimentaire pour animaux contre les troubles diarrhéiques. En outre, le biochar est également utilisé comme additif pour le béton et l'asphalte.

Florian Gut vend du biochar sous forme de conteneurs souples (Big Bags) de 900 kg avec l'expéditeur « Holzenergie Gut » à des entreprises horticoles et des services d'espaces verts, et l'utilise lui-même dans sa propre exploitation agricole.

Savoir empirique

Florian Gut salue la coopération avec la société SynCraft, basée au Tyrol (A), ainsi que les compétences des artisans des entreprises partenaires dans la réalisation de la centrale biomasse : « Ils abordent tous le projet avec un engagement incroyable. »

Genauso gern gesehen ist Guts Tatkraft bei der Realisierung des Gesamtsystems (Bauleitung, Planung und Bau der Trocknungsanlage) bei SynCraft; dem StartUp aus einem Team von Verfahrenstechniker gelang 2007 die Entwicklung des neuartigen Schwebefestbettvergasers. «Ohne unsere Pioniere-Kunden wären wir nicht dort, wo wir heute sind», sagt SynCraft-CEO, Marcel Huber

Pour faire fonctionner une telle installation, en particulier dans sa phase initiale, une volonté constante d'apprendre est nécessaire. La mise en service a duré trois semaines, pendant lesquelles trois spécialistes (électronicien, développeur de projet et mécanicien de mise en service) étaient sur la ferme. « Vient le moment où l'on est jeté dans le grand bain et où il faut désormais piloter soi-même l'installation », se souvient Gut. Les développeurs, quant à eux, sont également impliqués dans un processus d'apprentissage continu, selon Huber : « Le client doit tôt ou tard pouvoir exploiter la centrale lui-même et aussi être capable de résoudre les pannes. À l'avenir, nous le favoriserons également dans le cadre de formations que les clients pourront suivre avant de démarrer leur propre installation pour la première fois. ».

Finances

Florian Gut a également suivi sa propre voie en matière de financement : « Je n'ai même pas pensé à faire participer un investisseur à mon projet. » Le permis de construire délivré en 2016 a permis d'avancer sur la liste d'attente KEV en matière de priorisation. L'accord de KEV de 2019 a ensuite été le signal de départ pour l'octroi du prêt par la banque, car il permettait d'anticiper un prix garanti d'achat d'électricité. La Caisse de crédit agricole zurichoise a également aidé avec un prêt sans intérêt, ainsi que la Fondation suisse pour le climat. Grâce à un accord avec la fondation First Climate, le producteur et les acheteurs de biochar sont rémunérés pour la performance climatique : en scannant un code QR de chaque bigbag, le destinataire achète directement la séquestration de CO2.

Plus d'informations :
Bois-énergie Bon
Florian Gut, 8465 Rudolfingen
info@holzenergiegut.ch
syncraft.at
holzenergiegut.ch
B1 A3 2022 POWERL HolzEn Gut AussenAns IMG 9893 coupé réduit 1
Trafic dense devant la centrale à bois : des copeaux sont livrés (semi-remorque à plancher coulissant sur la droite), des produits du bois comme du biochar dans des sacs blancs (au centre) et du bois de chauffage fendu (sur la gauche) sont stockés et livrés.
B2 A2 2022 POWERL HolzEn Gut Schubboden IMG 9870 Coupé N kl
Florian Gut : « Pour que la centrale fonctionne à puissance maximale, il faut un mélange optimal de copeaux de bois tendre (à gauche) et de bois dur (à droite). »
B3 A3 2022 POWERL HolzEn Gut SCHÉMA D'INSTALLATION DE kl
Un système énergétique climatiquement positif constitué de six processus interconnectés tels que a) pyrolyse, b) réacteur à lit fluidisé, c) filtre, d) refroidissement, e) laveur et f) moteur à gaz : cela permet de produire de l'électricité, de la chaleur, un gaz de substitution au gaz naturel et du biochar à partir de résidus forestiers.
B3b A3 2022 POWERL HolzEn Gut Steuerung IMG 9887 fav kl
Le développement logiciel le plus moderne le rend possible : l'ensemble de la centrale peut être commandé et surveillé à distance via une application mobile.
B4 A3 2022 POWERL HolzEn Gut Fuehrung IMG 9880 kl
Florian Gut, mécanicien d'engins agricoles de formation, s'y connaît en planification et construction d'éléments métalliques. Il a lui-même développé l'installation de séchage : « Il faut un exploitant qui vive pour son projet, sinon ça ne fonctionnerait pas. »
B5 A3 2022 POWERL HolzEn Gut BigBag IMG 9873 cl
Dans le réacteur à lit fluidisé, les plus petits morceaux de charbon de bois se décomposent en la forme pulvérulente caractéristique du biochar et sont séparés après un processus de purification, puis emballés dans des big bags.
B6 A3 2022 POWERL HolzEn Gut Aussen PflaKo IMG 9900 kl
Le charbon de bois n'a jamais été autant demandé : des conteneurs souples en vrac pesant 900 kg (Bigbags) attendent d'être transportés vers les exploitations horticoles et les services des espaces verts.
B7 A3 2022 POWERL Bois de chauffage bois de chauffage IMG 6296 kl
Un tiers de la chaleur issue de la cogénération au gaz de bois est utilisé pour le séchage du bois de chauffage, un service destiné aux clients qui souhaitent alimenter leur cheminée sans tracas.
B8 A3 2022 POWERL BoisExcellent Moteur IMG 9891 fav kl
La centrale de cogénération (moteur à gaz avec générateur), conçue pour 230 kWe, est en service depuis août 2021. Avec 8 000 heures, une longue durée de fonctionnement annuelle est attendue.
B9 A3 2022 L'assemblage de bois à gaz POWER est bon
Seuls les trois premiers composants du mélange de gaz de bois (CH4=méthane, H2=hydrogène, CO=monoxyde de carbone) ont une valeur énergétique.

Lire la suite