Au-delà de l’éthanol : GreenField étend ses activités de production d’alcools de spécialité

24
Mar

*Traduction d’un article d’Andrew Macklin paru le 24 March 2015 dans le Canadian Biomass Magazine. Pour consulter l’article original, cliquez ici.

Usine de Chatham

(Canadian Biomass)

L’usine de GreenField à Chatham, en Ontario, est passée de simple installation de production d’éthanol à bioraffinerie.

Éthanol GreenField, un des plus anciens et performants producteurs d’éthanol du Canada, a pris le nom de Les Alcools de spécialité GreenField en 2013 pour souligner son changement de philosophie commerciale.
Ce nouveau changement de nom – Les Alcools de commerce était devenu Éthanol GreenField en 2006 – marque encore une fois un virage important : l’usine de biocarburant axée sur l’éthanol devient une bioraffinerie moderne.

Sa principale usine de production étant située à Chatham, au cœur de la zone de culture de maïs dans le sud de l’Ontario, la compagnie profite de l’emplacement idéal pour jouir pleinement d’un approvisionnement généreux de maïs pour la production de biocarburants. Depuis l’ouverture de cette usine en 1997, GreenField a acheté pour plus d’un milliard de dollars de maïs et produit un milliard de litres d’éthanol ainsi que deux millions de tonnes de drêche sèche (DDGS). La compagnie dépasse sa capacité nominale de production chaque année depuis 2002.

Au-delà de l’éthanol, GreenField produit déjà de l’alcool et du CO2 pour les marchés commercial et industriel. L’alcool industriel est destiné à la fabrication de boissons comme la vodka, de désinfectants pour les mains, d’antigel, de médicaments contre le rhume et de parfums. Le CO2, un coproduit de la production d’alcool, vise l’industrie des boissons et les fabricants de glace sèche.

L’usine de Chatham est également bien située pour l’expansion de sa production d’alcool industriel. Elle se trouve à moins de cinq minutes d’une des autoroutes de la série 400 de l’Ontario et à une heure de route de deux postes frontaliers du Michigan. Elle bénéficie d’un accès ferroviaire sur place et d’un accès proche aux lacs Huron et Érié. La compagnie utilise le Port de Montréal comme plateforme centrale pour ses exportations vers plusieurs marchés internationaux, notamment le Chili, le Brésil, Puerto Rico, l’Afrique occidentale, le Mexique ainsi que quelques pays en Europe et en Asie.

Vu l’accroissement des marchés internationaux à la portée des produits de GreenField, la compagnie s’attend maintenant à ce que seulement le tiers de ses produits reste sur le marché canadien, qu’un autre tiers se rende dans les Amériques et que le derniers tiers soit envoyé en Europe, en Afrique et en Asie.

Investissement majeur
Le changement de nom pour Alcools de spécialité GreenField en 2013 a peut-être semblé anodin, mais l’annonce d’un investissement de 40 millions $ à l’usine de Chatham en octobre 2014 et les projets liés ne laissent pas de doute sur l’importance de la transition commerciale en cours à GreenField.

Une partie considérable de cet investissement sera dédiée à l’installation d’un deuxième système de cogénération, qui permettra à l’usine de subvenir à ses propres besoins en matière d’électricité.

À cet égard, GreenField collabore avec Entegrus, la compagnie locale de distribution d’électricité de la région de Chatham-Kent. Entegrus aide GreenField à se retirer du réseau de distribution et, en retour, GreenField s’engage à rendre disponible son surplus d’électricité pour d’actuels et de futurs clients. Turbine Efficiency Limited, spécialiste de la maintenance, de la révision et de l’entretien des turbines à gaz, fournit le système de cogénération.

« Environ un quart de l’investissement de 40 millions $ est prévu pour l’unité de cogénération afin que nous soyons complètement indépendant du réseau de distribution d’électricité », mentionne Angelo Ligori, directeur de l’usine de GreenField à Chatham. « Nous générerons nous-mêmes toute l’électricité dont nous aurons besoin d’ici la fin 2015. »

Une source d’électricité interne est essentielle pour l’usine, qui fonctionne de façon continue, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7. Qu’il s’agisse de produire de l’éthanol ou de l’alcool industriel, la compagnie a la capacité de répondre à la demande à court préavis.

« L’usine a la possibilité d’alterner entre la production d’alcool industriel et la production d’éthanol », affirme M. Ligori. « Mais la priorité est allée à l’expansion de la ligne de production d’alcool industriel. »

Cette expansion est au cœur de la moitié de l’investissement de 2014-2015.
Ce sont donc environ 20 millions $, dans le cadre de l’investissement IA42, qui vont à l’augmentation de la capacité de production d’alcool industriel à 42 millions de litres, soit de 50 à 75 % d’ici la fin de l’année. Le volume excédentaire permettra à GreenField de poursuivre sa pénétration des marchés internationaux, dont la récente percée en Asie.

Le dernier quart de l’investissement, soit environ 10 millions $, sert à intégrer à l’usine une nouvelle technologie brevetée développée par GreenField : l’extrudeuse à deux vis modifiée (ou EDV modifiée). L’usine de démonstration de l’EDV, d’une capacité de cinq tonnes par jour, est un système de prétraitement/fractionnement de la biomasse lignocellulosique qui extrait les sucres de matières plus complexes de façon polyvalente et pratiquement sans intervention mécanique, ni acide, ni solvant. Ces sucres peuvent ensuite être fermentés afin d’obtenir de l’éthanol cellulosique ou subir d’autres traitements pour obtenir des produits biochimiques et même des bioplastiques.

L’EDV a été spécialement conçue et construite de manière à être suffisamment petite pour être contenue sur un type de remorque habituellement utilisée pour transporter un véhicule endommagé ou une pièce d’équipement lourde. Ainsi, il est plus facile pour la compagnie de transporter le système à différents endroits pour effectuer des essais avec diverses matières premières.

GreenField a établi la base de référence pour l’EDV modifiée à partir d’épis de maïs. Les épis – et toute autre biomasse lignocellulosique – représentent un défi en ce sens qu’ils contiennent deux sucres : l’hémicellulose (C5) et la cellulose (C6), et il faut récupérer les deux dans leur forme la plus pure, sans inhibiteur.

Les épis – ou de petits morceaux des matières premières les plus courantes ayant une teneur basse à élevée en lignine – sont placés dans un compartiment d’injection de vapeur pour les chauffer et les imprégner d’eau. De là, ils sont transférés dans le premier des deux blocs d’extrusion spécialement modifiés afin d’intégrer la fonction brevetée de séparation solide-liquide de la compagnie. Le premier bloc d’extrusion sert à broyer la biomasse (si on utilise du bois plutôt que des épis, c’est à cette étape que les extractibles solubles dans l’eau chaude sont retirés). À la sortie du premier bloc d’extrusion, les épis sont envoyés dans le premier de deux réacteurs où les sucres C5 sont liquéfiés et les sucres C6 sont soumis à la première cuisson ayant pour but de les rendre digestibles pour les enzymes. Dans le deuxième bloc d’extrusion, les sucres C5 sont extraits dans un jet liquide pratiquement exempt de solides insolubles. Les sucres C6, la fraction solide, passent du deuxième bloc d’extrusion au deuxième réacteur. Le deuxième réacteur complète la cuisson des sucres C6. À la fin de cette réaction, les sucres C6, de même que les C5, sont prêts pour les traitements suivants dans leur forme monomère/fermentescible appropriée à la production de biocarburants liquides comme l’éthanol ou d’autres produits issus de la biomasse.

GreenField effectue actuellement des essais avec l’EDV modifiée à partir de diverses matières premières dans le but de valider que le système convient au traitement de toute biomasse. Lorsque la phase d’essai sera terminée et que toutes les difficultés auront été surmontées, GreenField se lancera dans les plans de construction d’un système de prétraitement de taille commerciale.

Perspectives d’avenir
Le futur développement du système à échelle commerciale n’est qu’une des étapes du plan à long terme pour GreenField à son usine de Chatham. Chaque étape est un pas vers la construction d’une bioraffinerie vigoureuse qui produira des alcools pouvant être utilisés dans de multiples industries à travers le monde.

La compagnie avait débuté sa transition par le développement d’un système d’extraction d’huile de maïs. À l’origine, il y avait possibilité que le procédé d’extraction d’huile de maïs mène au développement d’une usine de biodiesel. Toutefois, la compagnie en a décidé autrement puisque, selon M. Ligori, « la compagnie attend toujours que cette industrie soit mieux établie. » Plutôt que de construire une usine de production de biodiesel, la compagnie a commencé à vendre le produit à des producteurs déjà existants de carburant renouvelable; BIOX, à Hamilton, en Ontario, est un de ses clients.

La prochaine étape consiste à fournir le CO2 et la chaleur résiduelle à une compagnie de culture hydroponique. Truly Green Farms exploite une serre adjacente aux installations de GreenField et utilise le CO2 et la chaleur résiduelle de GreenField pour faire pousser des tomates. GreenField vendait déjà une partie du CO2 de ses fermenteurs à Praxair, qui loue une partie du terrain de GreenField. Praxair lave le dioxyde de carbone et le vend à d’autres serres, à l’industrie des boissons et aux fabricants de glace sèche.

Un autre projet auquel GreenField travaille actuellement est le développement secondaire de la drêche sèche – extraction de la protéine du grain pour le développement d’autres produits comme le gluten et extraction de la fibre pour utilisation dans la formulation d’aliments spécialisés pour animaux et la production d’éthanol cellulosique.

Avec de solides plans à long terme appuyés par des investissements considérables à l’usine de Chatham, GreenField est en voie de devenir une des plus prestigieuses bioraffineries du Canada.