De nouvelles options de chauffage au bois dans le Maine s'accompagnent d'un commerce climatique

May 09, 2023

MAINE, ÉTATS-UNIS — Dans un entrepôt de papeterie près de l'Université du Maine, l'ingénieur Ian Toal supervise une énorme machine complexe qui transforme la sciure de bois en un ingrédient clé pour un nouveau type d'huile de chauffage.

Les chercheurs de cette usine pilote de la vieille ville, qui fait partie de l'Institut de recherche sur les bioproduits forestiers de l'UMaine, ont passé des années à développer des alternatives aux combustibles fossiles en utilisant du bois qui pourrait autrement être gaspillé.

L'objectif, a déclaré Toal, est de lutter contre le changement climatique en s'efforçant de remplacer le pétrole par une "source de carburant renouvelable" - renouvelable car contrairement au charbon et au pétrole extraits du sous-sol, les arbres repoussent au fil des décennies. Cela aide éventuellement à compenser le carbone qu'ils émettent lorsqu'ils sont brûlés.

"J'ai un enfant de 5 ans à la maison dans lequel je ne peux toujours pas imaginer dans quel genre de monde il va grandir", a déclaré Toal, portant une blouse de laboratoire blanche poussiéreuse et des lunettes de sécurité lors d'une visite de l'usine de biocarburants fin mai. "Tout ce que je peux faire pour aider à faire de ce monde un monde proche de celui dans lequel nous vivons, ou un monde meilleur, est une motivation pour moi."

Alors que les résidents réfléchissent aux coûts élevés du pétrole de l'hiver dernier et planifient des investissements pour l'avenir, le chauffage au bois est une option de plus en plus attrayante, avec des implications complexes en matière de changement climatique.

De nombreux climatologues ne sont pas d'accord avec l'affirmation selon laquelle la combustion du bois pour l'énergie, par opposition aux combustibles fossiles, présente un avantage pour ralentir la crise climatique. C'est une stratégie controversée qui repose sur de nombreuses hypothèses délicates concernant la gestion forestière, les délais, etc.

Ce débat est particulièrement important dans le Maine, l'État le plus boisé et, comme l'a rapporté The Monitor dans cette série, celui qui dépend le plus du mazout sale et coûteux pour le chauffage domestique.

Parce que les arbres sont faits de carbone, les vastes forêts du Maine sont une énorme banque de stockage pour les émissions de carbone qui, autrement, réchaufferaient la planète.

Bien que les décideurs de l'État voient une certaine valeur dans l'énergie du bois alors que le Maine s'efforce d'atteindre ses objectifs climatiques, ils se concentrent sur la décarbonisation du chauffage domestique sur la protection contre les intempéries et les pompes à chaleur électriques.

Mais les vastes forêts du Maine rendent également le chauffage au bois bon marché et largement disponible. Et les distributeurs de pétrole vantent déjà une nouvelle invention transformatrice dans le combustible liquide à base de bois qui est en développement dans la vieille ville.

Une source de chaleur locale familière

Certaines formes de chauffage au bois sont déjà courantes dans le Maine. Les granules de bois et le bois de chauffage utilisés dans les foyers et les fournaises domestiques sont les options de chauffage les moins chères pour la plupart des résidents.

Selon les données étatiques et fédérales, les Mainers obtiennent plus d'unités de chaleur réelles de ces produits du bois que de tout autre combustible en dehors du pétrole - et l'utilisation du bois a tendance à augmenter lorsque les prix du pétrole augmentent, comme ils l'ont fait à la fin de l'année dernière.

Quels États ont la plus forte proportion de ménages utilisant une forme de chauffage au bois ?

Efficiency Maine offre jusqu'à 6 000 $ de réduction sur le coût de certaines fournaises ou chaudières de chauffage central qui brûlent des granules ou du bois de chauffage, décrites sur le site Web du fournisseur de rabais comme «un carburant renouvelable local».

Le bois de chauffage coupé dans les arrière-cours et par les entreprises forestières est partout dans le Maine, tandis que les systèmes à granulés fonctionnent avec un combustible principalement fabriqué dans le Maine avec de la sciure de bois comprimée provenant d'usines locales et d'autres types de "déchets de bois".

Scott Nichols est propriétaire de Tarm Biomass, une société basée dans le New Hampshire, qui vend des chaudières à pellets et d'autres équipements de chauffage au bois. Il considère le bois comme un élément idéal de la stratégie de chauffage domestique des propriétaires, qui peut également inclure des thermopompes électriques.

"Nous devrions éliminer les combustibles fossiles à chaque occasion, et si nous avons une ressource locale comme le bois qui fournit également un avantage économique local, cela semble être un choix judicieux", a-t-il déclaré. "Et peut-être que dans 30 ans ou n'importe quand, quand nous aurons une forme de technologie sans combustion qui pourra remplacer les avantages du bois, alors c'est formidable - mais pour le moment, nous sommes loin de ce dont nous avons besoin."

Nichols a déclaré que ces sources de chaleur au bois sont toujours bon marché dans le Maine pour deux raisons – un approvisionnement local en bois abondant et parce qu'elles doivent être peu coûteuses pour rivaliser avec la commodité et la disponibilité du pétrole et du propane.

Bill Bell, directeur exécutif de la Maine Pellet Fuels Association, a déclaré avoir vu cette dynamique lorsque les prix du pétrole ont chuté dans les années 2010 et que l'adoption des granulés a ralenti. Lorsque les combustibles fossiles sont un choix facile, a-t-il dit, il est plus difficile de convaincre les gens de faire un changement.

"Notre concurrent de base est l'inertie", a déclaré Bell. "Le (moment) qui est important pour nous, c'est en ce moment, quand les gens ont traversé un hiver et ont le temps de penser rationnellement à 'Vous savez, nous avons payé énormément pour le pétrole ou le propane, et nous devrions penser à faire un changement, peut-être.' "

Alternatives végétales

Certains distributeurs d'huile explorent quelque chose de très différent des pellets ou du bois de chauffage. Ils travaillent sur la conversion du bois et d'autres plantes en biocarburants liquides, nommés parce qu'ils sont faits de matière vivante. Vous avez déjà utilisé un biocarburant si vous avez acheté de l'essence mélangée à de l'éthanol à base de maïs (peut-être appelé E10 ou E15, les chiffres faisant référence au pourcentage d'éthanol mélangé).

L'industrie du chauffage développe ses propres biocarburants, et des mélanges de biocarburant et d'huile fossile pourraient remplacer presque directement le mazout que les propriétaires ont livré à leurs réservoirs plusieurs fois pendant l'hiver.

Ces carburants sont conçus pour « s'intégrer » aux systèmes de chauffage existants des résidents avec des améliorations et des mises à niveau à faible coût et à faible effort, tels que des additifs pour maintenir le nouveau carburant en circulation à des températures froides, ou des joints d'étanchéité en matériaux conçus pour mieux fonctionner avec les biocarburants.

Les partisans disent que ces carburants liquides peuvent être manipulés par les travailleurs du pétrole, les camions et d'autres infrastructures existantes.

"Alors que je parle aux gens de l'industrie … ils sont un peu impatients que cela se produise", a déclaré Tom Butcher, directeur technique de la National Oilheat Research Alliance. "Ils veulent démontrer qu'ils peuvent faire partie d'un avenir à faible émission de carbone."

Le groupe de bouchers, connu sous le nom de NORA, a été créé par une loi du Congrès en 2000 pour étudier les améliorations de l'efficacité et de la sécurité du chauffage au mazout. Il est financé par une petite redevance sur les ventes de mazout, comme les programmes de prélèvement qui existent pour les produits agricoles.

Lors d'une conférence sur l'industrie du chauffage au mazout dans le nord-est en 2019, NORA et d'autres groupes se sont engagés à devenir neutres en carbone d'ici 2050. Leur objectif à court terme est les cultures agricoles et les déchets alimentaires, pas le bois - ils déploient des mélanges d'huile ordinaire avec des mélanges croissants de biocarburants fabriqués à partir de plantes comme le soja, le canola et le maïs, ainsi que de l'huile de cuisson usée et d'autres déchets.

Toal, le directeur de l'usine UMaine, utilise du mazout avec un ajout de 20 % de biocarburant d'origine végétale chez lui à Freeport. Des mélanges de pétrole avec 5% ou 20% de biocarburant sont déjà en vente par de nombreuses compagnies pétrolières en Nouvelle-Angleterre, a déclaré Butcher, avec des options 50% et 100% en cours.

Toal a déclaré que l'utilisation de ce mélange de biocarburants à moindre coût a contribué à atténuer l'impact des flambées des prix du pétrole fossile la saison dernière, en particulier en combinaison avec la pompe à chaleur de sa maison et les panneaux solaires sur le toit.

Combustible EL liquide à base de bois

Toal attend avec impatience le jour où il pourra effectuer une mise à niveau majeure - en remplaçant entièrement son mélange d'huile de chauffage par le combustible à base de bois qu'il étudie. Il est connu sous le nom de lévulinate d'éthyle ou EL.

Le processus que Toal teste dans la vieille ville fait passer la sciure d'un moulin voisin ou des déchets de carton par une série de réactions chimiques. En ajoutant de la vapeur et un peu d'acide sulfurique, le processus concentre et convertit la teneur en carbone du bois en plusieurs produits utiles, dont l'acide lévulinique, l'ingrédient clé utilisé pour fabriquer l'EL.

EL n'est pas encore sur le marché, mais Biofine Developments Northeast, le partenaire privé d'UMaine à l'usine pilote, construit sa première usine EL à l'échelle commerciale à Lincoln. Il vise à être opérationnel début 2026.

Steve Fitzpatrick, le fondateur et PDG de Biofine, a déclaré que le carburant dont il était le pionnier brûle efficacement et avec 35 % d'émissions de particules en moins que le diesel à très faible teneur en soufre, qui équivaut au mazout.

Interrogé sur le coût prévu du carburant, Fitzpatrick a déclaré: "Avec des incitations fiscales fédérales établies pour les carburants renouvelables, EL peut être vendu de manière compétitive sur le (marché) du mazout." Biofine a signé un accord en 2020 pour vendre EL avec Sprague Energy, un important distributeur de pétrole du Nord-Est.

Ryan Rogers, directeur général de la société de mazouts de chauffage Dead River à Presque Isle, est un évangéliste EL de longue date qui l'a testé dans sa propre maison et a passé des années à rechercher les petits changements d'équipement de chauffage nécessaires pour aider à le mettre sur le marché.

"Les discussions sur le changement climatique ont en quelque sorte mis une date d'expiration sur l'industrie (pétrolière) dans laquelle j'ai commencé", a déclaré Rogers. "Ce que j'espère vraiment, c'est que les gens soient conscients… que nous pouvons fabriquer un produit qui peut alimenter notre économie, fabriqué à partir de sources locales."

Une ressource de déchets abondante

Pour être admissible aux subventions fédérales sur les carburants renouvelables, l'usine Biofine devra principalement fabriquer son produit avec ce que l'on appelle les "rémanents" - les débris ligneux laissés par la récolte d'arbres entiers pour d'autres utilisations à plus grande valeur, comme le bois et les produits en papier - et les "éclaircies précommerciales", qui sont de plus petits arbres abattus hors de la forêt dans le cadre de la gestion de routine.

Produits du bois et déchets récoltés dans les forêts du Maine, 2020

Le bois et les déchets de bois récoltés dans les vastes forêts du Maine sont destinés à un large éventail d'utilisations - du bois d'œuvre, de la pâte à papier et du papier aux granulés pour le chauffage domestique ou aux copeaux de bois pour la production d'électricité. Voici les données d'état les plus récentes disponibles sur la façon dont cette récolte se décompose.

L'objectif de ces normes est de s'assurer que la majeure partie du bois de la forêt continue de stocker son carbone, l'empêchant de pénétrer dans l'atmosphère.

Les vastes terres forestières du Maine sont ce qu'on appelle un puits de carbone - un puits crucial. Un rapport d'État de 2022 a montré que ces forêts séquestraient déjà la plupart des émissions de carbone du Maine, qui proviennent principalement des transports et du chauffage domestique.

Les arbres et les plantes respirent du dioxyde de carbone, ajoutant ce carbone à leur corps à mesure qu'ils grandissent - et le retenant, même lorsqu'ils sont coupés et transformés en bois ou en papier. Ils émettent leur carbone si on les laisse se décomposer ou s'ils sont brûlés.

Parce que les forêts du Maine sont pour la plupart des propriétés privées, les défenseurs de l'industrie du bois soutiennent que les propriétaires fonciers ont besoin d'une gamme de moyens pour gagner de l'argent en gardant leurs forêts en tant que forêts, plutôt que de vendre les terres pour le développement, par exemple, en logements. Un rapport de Harvard Forest de 2017 a déclaré que la Nouvelle-Angleterre perdait activement des superficies forestières au profit du développement alors que les efforts de conservation ralentissaient.

Les défenseurs de la chaleur du bois soutiennent également que les déchets de bois, recherchés pour des utilisations énergétiques comme les biocarburants, pourriraient autrement sur le sol de la forêt ou en tas à l'extérieur des scieries, créant des risques d'incendie de forêt et émettant son carbone tôt ou tard lors de sa décomposition.

"Vous remplacez les combustibles fossiles qui n'ont pas de source renouvelable … en puisant dans ce cycle naturel de croissance, de mort et de pourriture du bois", a déclaré Fitzpatrick.

Au départ, l'usine de Lincoln utilisera environ 70 000 "tonnes vertes" de déchets de bois de la région environnante pour produire 3 millions de gallons de carburant par an. En théorie, cela pourrait remplacer 1,4% des 213 millions de gallons de mazout domestique vendus aux Mainers en 2020, selon les données fédérales.

En augmentant la production à Lincoln et en construisant des usines sur d'autres sites d'anciennes usines de pâtes et papiers, où les approvisionnements en bois à proximité sont déjà assurés, Fitzpatrick a déclaré que la production de Biofine pourrait atteindre "des centaines de millions de gallons, littéralement, d'ici probablement 10 ans, ou peut-être moins".

"Une fois que nous aurons mis en marche cette première usine commerciale… j'espère que cela ne donnera pas une mauvaise impression aux gens, mais je dis que vous ne pouvez pas construire ces usines assez rapidement", a-t-il déclaré. "Je pense que la demande sera énorme. Je pense que cela fera du bien à l'État et peut-être aussi au Nord-Est."

Craintes d'une récolte intensive

Les déchets de bois sont particulièrement abondants dans le Maine, en partie parce qu'ils sont moins utilisés par les centrales électriques qui les brûlent pour alimenter le réseau électrique régional. Ces centrales à biomasse ont connu des difficultés économiques dans le Maine et le New Hampshire ces dernières années, et beaucoup ont fermé.

Mais les opposants au chauffage au bois craignent que la croissance de l'industrie du chauffage au bois ne conduise à la combustion d'arbres entiers à des fins énergétiques, éliminant beaucoup plus de carbone de la forêt et, par conséquent, accélérant le changement climatique.

Ces préoccupations se sont concrétisées dans le secteur de l'énergie des granulés de bois. Une enquête menée l'année dernière par le média à but non lucratif Mongabay a montré qu'une grande entreprise du sud-est des États-Unis, contrairement aux affirmations selon lesquelles elle se concentre sur les déchets de bois, coupe à blanc les forêts et utilise des arbres entiers pour fabriquer des granulés. Ceux-ci sont exportés vers le Royaume-Uni et l'Europe, où ils sont considérés comme un carburant renouvelable clé et très utilisé pour la production d'électricité.

"Nous n'avons tout simplement pas cela" en Nouvelle-Angleterre, a déclaré Eric Kingsley, un consultant en produits forestiers basé à Portland. "Nous opérons en synergie claire avec l'industrie des produits forestiers existante, et nous répondons à un besoin local, pas à un besoin britannique ou européen."

Si les déchets de bois sont privilégiés pour fabriquer à la fois des granulés et le biocarburant que Biofine développe, il existe d'autres intrants potentiels. Si Biofine manquait de sources de déchets de bois, a déclaré le directeur du développement Mike Cassata, ils compléteraient ce qu'ils utilisent pour fabriquer leur carburant avec des déchets de papier et de carton provenant des ordures.

"Cela n'aurait aucun sens pour nous d'utiliser des arbres entiers plutôt que des déchets solides municipaux", a déclaré Cassata. "L'arbre entier n'est pas admissible (à la subvention fédérale); ce n'est pas aussi bénéfique du point de vue de la séquestration du carbone. Ce n'est pas quelque chose qui nous intéresse vraiment."

La neutralité carbone n'est pas la neutralité climatique

Peu importe le type de bois utilisé pour fabriquer des produits énergétiques, il émet toujours du carbone lorsqu'il est brûlé. En fait, le bois émet plus de carbone par unité de chaleur que le pétrole ou le charbon en raison de sa teneur en humidité.

Biofine considère EL comme neutre en carbone parce que les déchets de bois laissés dans la forêt se décomposeraient et libéreraient leur carbone en quelques années, et parce que les arbres repoussent, stockant du nouveau carbone qui annule finalement les émissions dues à la combustion du combustible.

En fait, Biofine a déclaré que EL émettait en fait moins de carbone que ce qui était contenu dans le bois utilisé pour le fabriquer. Un sous-produit du processus de raffinage, le biochar, est évalué comme un engrais utile ou un additif pour le sol qui conserve sa teneur en carbone "presque indéfiniment", a déclaré Fitzpatrick.

Mais certains scientifiques qui s'opposent à un passage à l'énergie à base de bois contestent cette perspective rose.

"La neutralité carbone, sur laquelle l'industrie se concentre, n'entraînera pas la neutralité climatique", a déclaré John Sterman, professeur de dynamique des systèmes au MIT, qui aide à faire fonctionner un simulateur de solutions climatiques largement utilisé appelé En-ROADS. Cette plate-forme de données montre que l'utilisation de plus de bioénergie pour le chauffage ou l'électricité augmenterait généralement, et non diminuerait, les températures mondiales.

Le problème clé, a déclaré Sterman, réside dans la chronologie. Lorsque le bois est brûlé, il émet du carbone dans l'atmosphère, où ce carbone réchauffe la terre. Pendant ce temps, de nouveaux arbres poussent, respirent du carbone et l'ajoutent à leur masse.

Mais même lorsque ces nouveaux arbres ont absorbé la même quantité de carbone que celle émise à l'origine par la combustion du bois, cela n'annule pas les effets de réchauffement qui se sont produits entre-temps.

"Cela signifie tout pendant cette période, et après … vous avez une planète plus chaude", a déclaré Sterman. "Vous allez avoir un niveau de la mer plus élevé, vous allez avoir des conditions météorologiques plus extrêmes, vous allez avoir des rendements agricoles plus faibles, vous allez avoir plus de gens qui meurent à cause de la chaleur excessive, et aucun de ces effets ne disparaîtra comme par magie simplement parce que le CO2 atmosphérique cesserait d'augmenter."

L'alternative au mazout de chauffage préférée de Sterman est la même que celle que le Maine a priorisée dans ses plans climatiques - une intempérisation intensive des maisons pour réduire complètement la consommation d'énergie et des pompes à chaleur électriques efficaces, qui n'émettent pas leur propre carbone et fonctionnent sur un réseau de plus en plus propre.

Les distributeurs de pétrole du Maine ont été liés à des campagnes contre les pompes à chaleur. De nombreux partisans du chauffage au bois affirment qu'ils favorisent une approche globale, conformément à l'utilisation traditionnelle par de nombreux Mainers d'un poêle à bois comme source de combustible de secours qui ne dépend pas de l'électricité.

"Il y a une place pour les biocarburants et le chauffage au bois - ce n'est tout simplement pas une solution sans émissions", a déclaré Hannah Pingree, présidente du Maine Climate Council. "Donc, cela ne peut pas être une sorte de cible principale."

Cette histoire a été initialement publiée par The Maine Monitor, une organisation de presse à but non lucratif et non partisane. Pour obtenir une couverture régulière de Monitor, inscrivez-vous ici à une newsletter Monitor gratuite.

Pour les dernières nouvelles de dernière heure, la météo et les alertes de trafic, téléchargez l'application mobile NEWS CENTER Maine.