Une récupération de chaleur rentable

Résumé

La ville de Timmins s’est aventurée en terrain inconnu : transformer les déchets organiques en énergie renouvelable et en engrais. Une étude de faisabilité a révélé qu’en mélangeant les déchets alimentaires avec les eaux usées à l’usine d’épuration de Mattagami, on pourrait produire suffisamment d’énergie pour couvrir près de la moitié des besoins de l’usine. Grâce à des avantages tels que le détournement des déchets organiques des sites d’enfouissement, la réduction des émissions de gaz à effet de serre, la production d’énergie renouvelable et la fertilisation des sols, la ville contribuera à protéger l’environnement extérieur dont ses résidents sont fiers. Les résultats montrent que même les collectivités de taille moyenne peuvent transformer les déchets en énergie fiable. En utilisant les infrastructures dont elle dispose déjà, la ville crée de la valeur environnementale et économique pour les habitants de Timmins.

Quelques statistiques

Production de 22 960 GJ d’énergie renouvelable par an, soit environ 40 % des besoins en chaleur et en électricité de l’usine d’épuration
Réduction de 2 000 000 tonnes par an des émissions d’équivalent CO2
Détournement de 4 140 tonnes par an de déchets alimentaires des sites d’enfouissement 

« Détourner les déchets des sites d’enfouissement est un objectif important pour la municipalité, que ces déchets proviennent de sources résidentielles ou de sources industrielles, commerciales et institutionnelles (ICI). Le traitement des déchets ICI soutient les objectifs globaux de détournement des déchets, prolonge la durée de vie des sites d’enfouissement et contribue à des objectifs environnementaux et de développement durable plus larges, ce qui profite à l’ensemble de la collectivité. » 

Contexte

En 2021, la ville a réalisé une étude de faisabilité qui a quantifié les déchets alimentaires résidentiels et industriel, commercial et institutionnel (ICI) dans la région et comparé trois options de traitement des déchets :

1. Le compostage traditionnel. 
2. La digestion anaérobie, qui traite les déchets organiques dans des cuves sans oxygène où des microbes les décomposent pour produire de l’engrais et du biogaz pouvant être utilisé pour le chauffage et l’énergie renouvelable sous forme d’électricité ou de gaz naturel renouvelable.  
3. La codigestion, dans ce cas, est un type particulier de digestion anaérobie où les eaux usées sont mélangées aux déchets alimentaires à l’usine d’épuration de Mattagami de la ville.

La ville a collaboré avec l’Agence ontarienne des eaux afin d’analyser la faisabilité de la codigestion et a constaté qu’il s’agissait de l’option la plus rentable.

Le défi

Bien que la codigestion soit considérée comme une solution viable, la ville de Timmins poursuit plusieurs objectifs à la fois avec ce projet :

• Augmenter la quantité de déchets organiques détournés des sites d’enfouissement; 
• Réduire les émissions de gaz à effet de serre; et 
• Améliorer la capacité de réception de déchets organiques dans la région. 

Pour les collectivités de taille moyenne comme Timmins, concilier les finances et la vision d’une économie circulaire peut s’avérer plus difficile, car elles bénéficient moins des économies d’échelle que les grandes villes. 

La solution

La ville a analysé cinq scénarios de mélange de déchets alimentaires avec les eaux usées, chacun se situant sur un continuum allant de l’ajout de zéro déchet organique jusqu’à l’ajout du maximum pouvant être traité à l’usine. Chaque étape de ce continuum a permis d’accroître la production d’énergie renouvelable et de réduire les émissions potentielles. 
L’analyse a révélé qu’il était plus faisable de produire de la chaleur et de l’électricité renouvelables que du gaz naturel renouvelable. La ville avait besoin de plus de déchets organiques et de boues d’épuration que ce qui était facilement disponible pour que la production de gaz naturel renouvelable soit réalisable. Les scénarios de production de chaleur et d’électricité renouvelables présentaient le moins de risques techniques et opérationnels.

Les résultats

• Le scénario le plus réalisable permet de codigérer 4 140 tonnes par an de déchets organiques résidentiels et ICI qui, autrement, iraient au site d’enfouissement.
• Le taux de détournement prévu dans ce scénario permettrait de réduire les émissions d’équivalent CO2 de 2 000 000 tonnes/an au site d’enfouissement.
• La codigestion des déchets alimentaires résidentiels et ICI génère suffisamment d’énergie pour couvrir 40 % des besoins en chauffage et 44 % des besoins en électricité de l’usine.
• L’utilisation de l’usine d’épuration existante permet de réduire d’importantes dépenses d’immobilisation et d’optimiser la rentabilité de la codigestion. 
• L’utilisation de déchets comme ressource favorise une économie circulaire.

Les leçons apprises 

L’expérience de la ville a permis de tirer plusieurs leçons pratiques qui pourraient être utiles à d’autres collectivités qui envisagent la codigestion. Un engagement précoce, des partenariats de confiance et une solide compréhension des conditions locales ont été décisifs dans l’élaboration d’une solution à la fois réalisable et soutenue par les exploitants et la collectivité.

• Privilégiez un engagement précoce des parties prenantes afin d’évaluer la disponibilité des matières premières et la concurrence dans votre région. Établir des liens avec les parties prenantes prend du temps et nécessite des suivis réguliers; il est donc important de prévoir suffisamment de temps et de budget dès le départ. 
• Collaborez avec un partenaire qui entretient des liens étroits avec les fournisseurs de matières premières et les acheteurs de gaz; son accès aux données du marché privé et sa crédibilité favorisent l’engagement des parties prenantes. Dans ce cas précis, l’Agence ontarienne des eaux a apporté son expertise en matière de réglementation, de technique, d’exploitation et de réalisation de projets.
• Appuyez-vous sur l’expertise de vos exploitants internes pour comprendre l’historique d’exploitation de votre usine d’épuration, évaluer les répercussions sur le système et valider les hypothèses de réduction des coûts.  
• Il est plus facile d’atteindre de manière fiable la production d’énergie prévue lorsqu’il y a peu de concurrence pour la réception des déchets organiques. Il n’existe aucune entreprise privée de collecte de déchets organiques dans la ville de Timmins, ce qui augmente la probabilité de sécuriser les déchets alimentaires disponibles estimés. 
• Lorsque des terres voisines pourraient bénéficier du digestat, le projet peut maximiser ses avantages environnementaux. La ville se situe à proximité de sites miniers où le digestat riche en nutriments pourrait être distribué pour contribuer à la réhabilitation des terres. 
• Lorsque la collectivité et l’équipe chargée de l’exploitation constatent que les changements profitent à tous, les projets prennent de l’ampleur. Les exploitants ont été informés de l’étude de faisabilité et les résidents ont été sondés sur leur probabilité de participer à un programme de collecte des matières organiques.