Qu'est-ce que la bioénergie? Types de bioénergie La science – Comment la bioénergie est-elle produite? Biotechnologie et bioénergie Domaines de recherches actuelles en bioénergie Développement durable et bioénergie Bibliographie

Au Canada, les combustibles fossiles, tels que le pétrole et le charbon, sont une source principale d'énergie. Cependant, cette source d'énergie a de nombreux effets néfastes sur l'environnement, y compris la pollution atmosphérique, l'émission de gaz à effets de serre et le réchauffement de la planète. Dans un effort de réduire ces effets néfastes sur l'environnement, des sources énergétiques alternatives, y compris la bioénergie, sont à l'étude.

Qu'est-ce que la bioénergie?

La bioénergie est un type d'énergie renouvelable dérivée de la biomasse. La biomasse est le matériel produit par des organismes vivants. Elle fait souvent référence à la matière végétale produite par la photosynthèse. Cependant, une certaine biomasse peut également être dérivée des animaux et des micro-organismes.

L'énergie renouvelable est produite sans l'extinction des ressources. Les sources d'énergie renouvelable incluent le soleil, le vent, l'eau, la terre et la biomasse, et l'énergie provenant des déchets.

Il existe deux principaux types de biomasse :

• La biomasse brute est le matériel non-traité provenant de matière vivante. Les exemples incluent les produits forestiers, tels que les arbres matures inappropriés pour la production de bois d'oeuvre ou de pâte à papier, de produits agricoles, tels que des herbes, des récoltes et des engrais d'animaux, des produits aquatiques, tels que des algues et du goémon.
  
• La biomasse secondaire est tout matériel dérivé au début de la biomasse brute, mais qui a subi des changements chimiques et physiques importants. Les exemples incluent le papier, le cuir, le coton, le chanvre, les produits en caoutchouc normal, les produits dérivés de la transformation des aliments et les huiles de cuisine usagées.

La biomasse est ensuite utilisée pour produire diverses formes de bioénergie, y compris des carburants, de la chaleur et de l'électricité.

Types de bioénergie

La bioénergie peut se présenter sous des formes traditionnelles et modernes. Les formes traditionnelles des produits de la bioénergie incluent le bois de chauffage pour le chauffage et la cuisine. Les formes modernes des produits de la bioénergie incluent la conversion de la biomasse en carburants et en électricité. Il existe trois principaux types de produits de la bioénergie moderne :

• Le bioéthanol est fabriqué à partir des composants d'amidon et de cellulose dans la biomasse, qui émettent très peu de gaz à effet de serre. De l'essence est mélangée au bioéthanol pour réduire au minimum les impacts nocifs des carburants sur l'environnement. Ces mélanges de carburants sont disponibles à plus de mille postes d'essence dans six provinces du Centre et de l'Ouest du Canada. Les constructeurs d'automobiles développent également des moteurs qui accepteront des carburants ayant des niveaux plus élevés de bioéthanol afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
  
• Le biodiésel est produit à partir de nouvelles et d'huiles végétales recyclées, y compris le canola, le maïs et le lin, et les tallöls produits à partir de la pulpe du bois, de produits forestiers et de résidus agricoles. Le biodiésel peut être utilisé dans les moteurs diesel, cependant, il n'est pas largement disponible dans le commerce parce qu'il est plus cher à produire que le diesel conventionnel.
  
• Le gaz biologique est produit par certaines contraintes des bactéries. En l'absence d'oxygène, ces bactéries décomposent la biomasse, telle que le fumier des animaux et les déchets des décharges, pour produire un gaz combustible fait de méthane et de dioxyde de carbone. Le gaz biologique peut être utilisé comme alternative au gaz naturel pour le chauffage et l'électricité.

Ces produits bioénergétiques modernes seront au coeur de ce document.

La science – Comment la bioénergie est-elle produite?

Les produits de la bioénergie sont développés pour être compatibles avec la plupart des systèmes courants d'énergie d'aujourd'hui. La biotechnologie jouera un rôle principal dans le développement de sources de bioénergie, telles que les graines oléagineuses génétiquement modifiées et pour améliorer la production de produits bioénergétiques, tels que les enzymes utilisés dans la production du bioéthanol. Le bioéthanol, le biodiésel, et le gaz biologique sont tous produits par différentes méthodes. Ils sont décrits ci-dessous en plus grand détail :

• Bioéthanol: Deux étapes de base entrent dans la fabrication du bioéthanol : l'hydrolyse et la fermentation. L'hydrolyse est une réaction chimique, accélérée par des enzymes appelées les cellulases, qui décomposent longtemps, des chaînes complexes d'hydrate de carbone, telles que la cellulose, en de plus petits sucres fermentiscibles. La fermentation décompose les composés organiques, tels que les sucres, en alcools comme le bioéthanol.
  
• Biodiésel: Le biodiésel est produit en extrayant des huiles à partir des récoltes de graines oléagineuses, en recyclant les huiles de cuisine usées, ou en convertissant les résidus de la biomasse en tallöls, en utilisant des températures élevées. Ces huiles subissent alors un processus de raffinage semblable à celui utilisé pour raffiner les produits pétroliers.
  
• Gaz biologique: Le gaz biologique est produit par certaines contraintes des bactéries qui digèrent la biomasse en l'absence de l'oxygène. Les gaz biologiques produits sont composés d'environ 60 pour cent de méthane et de 40 pour cent d'anhydride carbonique. Le résidu organique en surplus peut être utilisé comme engrais riche en azote.

Biotechnologie et bioénergie

Les produits bioénergétiques sont souvent chers à produire, et par conséquence, ne peuvent pas concurrencer avec les produits conventionnels, tels que les combustibles fossiles. La biotechnologie fournit aux scientifiques la connaissance de base et les outils nécessaires pour développer des méthodes plus rentables pour produire des produits bioénergétiques. Les études scientifiques fournissent aux chercheurs une meilleure compréhension de la façon dont les systèmes biologiques et les différents composants de ces systèmes fonctionnent. Quand cette connaissance est combinée avec des outils comme la technologie de la génétique et de la fermentation, de nouveaux produits bioénergétiques améliorés peuvent être développés et fabriqués.

Domaines de recherches actuelles en bioénergie

Les laboratoires universitaires, privés et du gouvernement examinent de nouvelles façons de fabriquer et de faire de la bioénergie une source d'énergie plus substantielle. Cette recherche est principalement axée sur la production de bioéthanol, de biodiesel, et de biocarburants plus efficaces. La biotechnologie joue un rôle principal à cet égard.

Bioéthanol – La recherche est axée sur les enzymes impliquées dans la conversion de la biomasse en bioéthanol. Les cellulases sont une famille d'enzymes qui convertissent la biomasse en quantités plus élevées de sucres fermentiscibles, et alternativement, en bioéthanol. Des cellulases plus efficaces sont à l'étude. De nouveaux systèmes de moteur qui brûlent des carburants ayant des niveaux plus élevés d'éthanol sont actuellement à l'étude en Amérique du Nord.

Biodiésel – La recherche sur les biodiésels est principalement axée sur la création de la matière végétale ayant des caractéristiques distinctes, mises au point spécifiquement pour la production de biodiésel. La matière végétale considérée comprend les arbres et les récoltes génétiquement modifiés de graine oléagineuse qui produisent des montants plus élevés d'huiles.

Gaz biologiques – Les chercheurs étudient les systèmes anaérobies de digestion qui décomposent efficacement la biomasse en méthane et en anhydride carbonique.

Développement durable et bioénergie

Au Canada, les dérivés de combustible fossile, tels que le gaz naturel, le pétrole brut, le charbon, et le gaz liquéfié, sont des sources primaires d'énergie. Ces sources d'énergie émettent de grandes quantités de gaz à effet de serre et présentent des dangers pour l'environnement, ni sont soutenables sur une longue période. Des sources énergétiques alternatives, telles que le vent, l'énergie solaire, et la bioénergie sont à l'étude. Le développement de combustibles fossiles plus propres, tels que le bioéthanol, le biodiésel, les gaz biologiques et le charbon plus propre aideront également à contribuer à des méthodes plus soutenables de production énergétique.

Au Canada, la bioénergie est très considérée puisqu'elle est composée de grandes quantités de biomasse renouvelable. Cette forme d'énergie n'a aucune émission de gaz à effet de serre, puisque les gaz d'anhydride carbonique produits sont réutilisés par les végétaux, qui absorbent l'anhydride carbonique pour la photosynthèse et la respiration cellulaire. Ceci fait de la bioénergie une alternative attrayante, sans danger pour l'environnement et soutenable aux sources d'énergies traditionnelles.

Faits en bref

Chaque litre d'essence utilisé dans une automobile produit environ 2,5 kilogrammes de dioxyde de carbone et autres polluants.

Bibliographie

(En anglais seulement)

Biodiésel. Canadian Renewable Fuels Association. 5 mai 2002.
www.greenfules.org/bioalt.html

Bioénergie. Canadian Renewable Energy Network. 5 mai 2002.
www.canren.gc.ca/tech_appl/index.asp?CaId=2&PgId=62

Woods, J. and Hall, D.O. Bioenergy for Development: Technical and Environmental Dimensions. Food and Agriculture Organization (UN). 8 mai 2002.
res2.agr.gc.ca/initiatives/manurenet/download/bioenergy.fao.pdf

Bioenergy Primer: Modernised Biomass Energy for Sustainable Development. United Nations Development Programme. 8 mai 2002.
www.undp.org/seed/eap/Publications/2000/BioPrimer.pdf

Bioenergy Research. Canadian Forest Service. 8 mai 2002.
www.nrcan.gc.ca/cfs/scf/resrch/bioenergy/bioenergy_e.html

Bioethanol. Iogen Corporation. 13 mai 2002.
www.iogen.ca/3100.html

Bioethanol - Moving Into the Marketplace. U.S. Department of Energy. 2 mai 2002.
www.ott.doe.gov/biofuels/pdfs/bioethanol_marketplace.pdf

Biofuels: A promising outlook. ELF Lubricants. 5 mai 2002.
216.95.210.238:8214/en/part6/chap2/content.htm

Biofuels for Sustainable Transportation. U.S. Department of Energy. 2 mai 2002.
www.ott.doe.gov/biofuels/

Biofuels for Sustainable Transportation. U.S. Department of Energy. 2 mai 2002.
www.ott.doe.gov/biofuels/pdfs/biofuels_for_sustainable_transportation.pdf

Samson, R. Biofuels Research Part II: Warm Season Grasses Fuel From Fields of Green. 5 mai 2002.
www.eap.mcgill.ca/MagRack/SF/Summer%2092%20L.htm

Climate Change and the Canadian Climate Exchange Inc. Canadian Climate Exchange. 7 mai 2003.
http://www.canadianclimateexchange.com/climate.asp

The Canadian Energy Sector. Strategis. 8 mai 2002.
strategis.ic.gc.ca/SSG?bo01572e.html

Canadian Environmental Solutions: Bioénergie. Strategis. 5 mai 2002.
strategis.ic.gc.ca/SSG/es31088e.html

Carbon Dioxide Capture and Storage. Natural Ressources naturelles Canada. 31 janvier 2003.
http://www2.nrcan.gc.ca/es/erb/english/View.asp?x=475

Developing and Promoting Biobased Products and Bioenergy. U.S. Department of Energy & U.S. Department of Agriculture. 5 mai 2002.
www.bioproducts-bioenergy.gov/pdfs/presidentsreport.pdf

Energy in Canada 2000. Natural Resources Canada. 8 mai 2002.
www.nrcan.gc.ca/es/ener2000/pdf/STATIS~1.pdf

Energy Technology Futures. Natural Ressources naturelles Canada. 5 mai 2002.
www.nrcan.gc.ca/es/etf/summaries/biotech.htm

Envirozine: Green Gasoline. Environment Canada. May 13, 2002.
www.ec.gc.ca/EnviroZine/english/issues/19/feature2_e.cfm

Ethanol. Canadian Renewable Fuels Association. 5 mai 2002.
www.greenfuels.org/ethaques.html

Ethanol As A Transportation Fuel. Natural Resources Canada. 13 mai 2002.
www.nrcan.gc.ca/css/imb/hqlib/200237ea.htm

Ethanol from Biomass. U.S. Department of Energy. 2 mai 2002.
www.ott.doe.gov/biofuels/pdfs/ethanol.pdf

Government of Canada Climate Change Web site. 7 mai 2003.
http://www.climatechange.gc.ca/english/index.shtml

Government of Canada Invests $2.7 Million In Green Fuel Research. Natural Resources Canada. 13 mai 2002.
www.nrcan.gc.ca/css/imb/hqlib/200237e.htm

The Kyoto Protocol. Canadian Climate Exchange. May 7, 2003.
http://www.canadianclimateexchange.com/kyoto.asp

New Research Turns Sewage Farms Into Power Plants. Global Technology Scan. May 10, 2002.
www.globaltechnoscan.com/8thMay-14thMay02/sewage_farms.htm

An Overview of Biodiesel and Petroleum Diesel Life Cycles. 2 mai 2002.
www.afdc.doe.gov/pdfs/3812.pdf

Strategic Plan for Bioenergy Research 1998-2003 - Executive Summary. Canadian Forest Service. 8 mai 2002.
www.nrcan-rncan.gc.ca/cfs-scf/science/reports/bioenergy/summary_e.html

Strategic Thinking: The Coming of Biofuels is a Question of When, Not If. 5 mai 2002.
www.cfbmc.com/cfm/nov/00/Page_3/page3.html

Sweden - Biofuels in the Energy Sector - Summary. Strategis. 5 mai 2002.
strategis.ic.gc.ca/SSG/dd71134e.html

What are Federal Departments doing on Climate Change? Government of Canada, Climate Change Website. 21 mai 2002.
www.climatechange.gc.ca/english/actions/what_are/federal.shtml