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Les besoins énergétiques de la culture du chanvre

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Le chanvre comme ressource énergétique

La plante de chanvre est robuste et pousse sans grande intervention humaine, le cannabis cultivé commercialement est généralement cultivé dans des serres à haute intensité énergétique et à environnement contrôlé. Les énormes besoins en électricité nécessaires à la production commerciale de cannabis imposent des exigences énormes aux réseaux électriques, et les compagnies de services publics manquent de main-d’œuvre et de capitaux pour effectuer des mises à niveau coûteuses afin de répondre au besoin toujours croissant d’électricité.

Les sources d’énergies alternatives devraient être considérées par tout producteur

S’il ne fait aucun doute que le chanvre a été utilisé comme source d’énergie pendant des siècles, les discussions actuelles portent sur son potentiel en tant que culture énergétique. Pour comprendre cette situation, il faut d’abord considérer les enjeux techniques de l’utilisation du chanvre comme ressource énergétique, puis examiner de plus près ses applications et sa portée économique.

Pratiquement toute matière végétale ou organique (biomasse) peut être convertie en combustible. Les carburants dérivés de matières végétales sont connus sous le nom de biocarburants. Une étude de l’Université d’Hawaii rapportait en 1990 que la gazéification de la biomasse pouvait fournir jusqu’à 90 % des besoins énergétiques de cet État. Les biocarburants présentent plusieurs avantages critiques par rapport aux combustibles fossiles :

Les plantes ne contiennent presque pas de soufre ou un certain nombre d’autres contaminants que l’on trouve couramment dans le pétrole et qui causent la pollution de l’air lorsqu’ils sont brûlés comme combustible. Le soufre est un composant majeur des pluies acides.

Les cultures agricoles peuvent être converties en carburant. Cela rend l’énergie plus accessible, crée des emplois communautaires et aide à stimuler l’indépendance et l’autonomie économiques régionales.

Les plantes utilisent un processus chimique appelé photosynthèse pour convertir l’eau et le dioxyde de carbone (CO2) en glucides et en oxygène. Comme le CO2 est produit par la combustion du combustible, la production de biomasse recycle essentiellement ce gaz, principale cause du réchauffement climatique, dans une source de combustible et nettoie ainsi l’atmosphère.

La récolte des plantes ne nécessite pas d’exploitation minière, d’extraction à ciel ouvert ou de forage et ne causera pas de déversements de pétrole, de sorte que la production de biomasse est meilleure pour l’environnement.
Les cultures agricoles annuelles sont des sources d’énergie durables ; elles sont renouvelées ou renouvelées chaque année par une nouvelle culture, plutôt que d’être régulièrement drainées ou épuisées, comme le sont les combustibles fossiles.

Il est possible d’utiliser les déchets agricoles, industriels et municipaux comme matière première pour la fabrication de combustible, ce qui réduit les déchets solides qui, autrement, poseraient un problème d’élimination.

Le côté négatif des biocarburants :

Les cultures annuelles sont récoltées de façon saisonnière plutôt qu’à l’année. La biomasse est relativement volumineuse, ce qui nécessite un compactage et augmente les coûts de stockage et d’expédition. Des capitaux considérables devraient être investis dans le développement d’installations de pyrolyse et d’incinération. Les plantes ont besoin d’un traitement supplémentaire pour être concentrées à l’état de combustibles fossiles.

Dans l’ensemble, les avantages du biocarburant l’emportent largement sur ses inconvénients. Et une fois que la matière première a été convertie en combustible, elle s’intègre parfaitement dans l’ensemble de l’infrastructure de distribution et d’utilisation existante : camions-citernes, wagons de marchandises, pipelines, installations de stockage, etc. Au fil du temps, l’industrie de l’énergie réalise de plus en plus que la biomasse n’est pas seulement une option, c’est l’avenir.

La biomasse peut être transformée en une grande variété de combustibles liquides, solides et gazeux, qui à leur tour peuvent être utilisés pour produire de l’électricité. Un aspect qui rend la biomasse particulièrement attrayante est que la technologie nécessaire existe déjà. L’infrastructure existante peut traiter, stocker et transporter les biocarburants avec relativement peu d’adaptation ou de modification.
La dépendance à l’égard des biocarburants produit en fait un gain économique important d’un point de vue écologique, car l’exploration, le forage, l’extraction, le traitement et le transport des combustibles fossiles ont tous été éliminés et le produit final est un combustible qui brûle propre. La principale raison pour laquelle les combustibles fossiles semblent avoir un avantage de prix est que le coût de la réparation des dommages environnementaux est ignoré. Pourquoi ? parce que les producteurs d’énergie pétrochimique savent qu’il est prohibitif de nettoyer après eux, et que leurs alliés du gouvernement les laissent simplement s’en tirer à bon compte.

Au fur et à mesure que les contribuables en apprendront davantage sur l’aide sociale accordée aux multinationales de l’énergie, ils exigeront que le gouvernement réduise ou élimine ces subventions. L’effet combiné de ces changements se traduira par une concurrence plus équitable, avec des incitations économiques et environnementales plus fortes pour le passage aux biocarburants. Et cela ne tient même pas compte des économies en soins de santé que permet de réaliser le fait de vivre dans un environnement plus propre.
La recherche sur le potentiel d’utilisation d’enzymes pour extraire l’hydrogène des glucides végétaux promet un combustible très propre (lorsque l’hydrogène brûle, son seul produit dérivé est l’H2O :l’eau !), mais le procédé est coûteux et l’infrastructure technique pour utiliser efficacement l’hydrogène n’est pas encore prête pour une production de masse. Jusqu’à ce que cet obstacle soit

Examinons plusieurs sources d’énergie alternatives complémentaires

La batterie de chanvre

Malgré l’engouement récent, la technologie des piles à combustible est une alternative peu probable pour les cultivateurs de cannabis en raison de son coût initial astronomique, de sa courte durée de vie et du haut niveau d’expertise requis pour son exploitation et son entretien. Cependant, des scientifiques ont réussit à produire à partir de la plante de chanvre des super-condensateurs, qui représentent un composant extrêmement important pour la future génération d’énergies alternatives, comme la pile de chanvre – ils ont une grande capacité et peuvent également être rechargés très rapidement…

Énergie solaire et éolienne

L’énergie solaire est encore relativement coûteuse au kilowatt ; il faut un nombre considérable de panneaux et d’accumulateurs pour produire des niveaux d’énergie significatifs. En outre, les utilisateurs doivent investir dans un vaste parc immobilier et compter sur la coopération de Dame Nature. L’énergie éolienne fait également partie de cette catégorie. S’il est judicieux du point de vue géographique, l’énergie solaire et l’énergie éolienne sont des options viables pour compléter les besoins en électricité, lorsqu’elles sont utilisées conjointement avec des générateurs.

Générateurs diesel ou
GN/GPL

Malgré le prix élevé du carburant, les générateurs diesel représentent une source d’énergie éprouvée en raison de leur fiabilité et de leur longévité. Tant qu’ils sont entretenus correctement, ils peuvent être utilisés en moyenne 3 à 5 ans d’affilée avant d’avoir besoin d’une révision.

Avec des coûts de carburant moins élevés, les générateurs GN/GPL sont de loin les sources d’énergie autonomes les plus utilisées dans l’industrie du cannabis. Ces machines sont généralement plus efficaces du point de vue électrique et thermique que les génératrices diesel et sont les plus respectueuses des émissions des options de génératrices. Elles peuvent également être combinées à des équipements de récupération de chaleur pour créer des centrales de cogénération qui permettent aux producteurs de capter la chaleur des gaz d’échappement et offrent des méthodes peu coûteuses de chauffage et de refroidissement grâce à l’utilisation de refroidisseurs à absorption. En fait, la production combinée de chaleur et d’électricité (cogénération) est une solution énergétique idéale pour les applications intérieures et en serre : non seulement elle réduit les coûts d’exploitation globaux, mais elle est aussi plus respectueuse de l’environnement en captant la majeure partie des émissions et en réduisant ainsi les émissions de CO2, NOx et autres gaz dans l’atmosphère.

Biogaz

La production de biogaz à partir de chanvre pourrait concurrencer la production de maïs, en particulier dans les régions au climat froid comme l’Europe du Nord et le Canada. La production d’éthanol est possible à partir de l’ensemble de la plante et le biodiesel peut être produit à partir de l’huile pressée de graines de chanvre. Il a été démontré que la production de biodiesel à partir d’huile de graines de chanvre a un impact environnemental beaucoup plus faible que le diesel fossile.

La production de chanvre en tant qu’énergie renouvelable

La bioénergie est actuellement la source d’énergie renouvelable qui connaît la croissance la plus rapide. La production de ”cultures énergétiques” sur des terres arables peut réduire la dépendance à l’égard de l’épuisement des ressources fossiles et atténuer le changement climatique.

Cependant, certaines cultures de biocarburants ont de mauvais effets sur l’environnement : elles consomment trop d’eau et créent plus d’émissions qu’elles n’en économisent.

La production durable de bioénergie n’est pas facile et une diversité de cultures sera nécessaire. Le chanvre industriel n’est pas la culture énergétique par excellence. Cependant, s’il est cultivé sur un bon sol avec une bonne fertilisation, le chanvre peut certainement être une culture respectueuse de l’environnement pour la production de bioénergie et pour d’autres utilisations industrielles également.

Il en est résulte une demande de cultures énergétiques à haut rendement et à faible impact sur l’environnement. C’est ce qu’on dit du chanvre industriel.

Des utilisations énergétiques à grande échelle du chanvre

Depuis longtemps déjà, les passionnés encouragent l’utilisation du chanvre industriel pour la production de bioénergie. Avec son rendement potentiellement élevé en biomasse et son aptitude à s’intégrer dans les rotations de cultures existantes, le chanvre pourrait non seulement compléter mais aussi dépasser les autres cultures énergétiques disponibles.

En tant que culture, le chanvre présente une bonne résistance à la sécheresse et aux parasites, un système racinaire bien développé et résistant à l’érosion du sol, ainsi qu’un besoin en eau beaucoup plus faible que d’autres cultures comme le coton. Le chanvre est donc une fibre très polyvalente qui est particulièrement unique en son genre car elle contient un pourcentage élevé d’huile utile et de composants de biomasse.

En effet, les avantages environnementaux du chanvre ont été très appréciés, car la culture du chanvre nécessite des quantités très limitées de pesticides. Peu d’insectes ravageurs sont connus dans les cultures de chanvre et les maladies fongiques sont rares.

Comme les plants de chanvre ombragent le sol rapidement après le semis, ils peuvent se débarrasser des mauvaises herbes, un trait intéressant surtout pour les agriculteurs biologiques.

Ainsi, comme pour toute autre culture, il faut de bonnes pratiques agricoles pour bien cultiver le chanvre.

Étant une culture annuelle, le chanvre fonctionne très bien dans les rotations de cultures. Il peut servir de culture de brise-vent, réduisant ainsi l’apparition de ravageurs, en particulier dans la production céréalière. Les agriculteurs intéressés à produire des cultures énergétiques hésitent souvent à lier les champs à la production de cultures énergétiques pérennes comme le saule. En raison de la forte autotolérance du chanvre, la culture sur deux à trois ans dans le même champ n’entraîne pas de pertes significatives de rendement en biomasse.

Indoor VS Outdoor

La culture du cannabis nécessite une grande quantité d’énergie, en particulier pour la production intérieure de cette plante. Par exemple, les niveaux d’éclairage d’une installation indoor typique correspondent à ceux d’un bloc opératoire, ce qui est 500 fois plus élevé que ce qui est recommandé pour lire un livre…

De plus, ces installations indoor exigent un renouvellement d’air constant 24h/24, ce qui demande une quantité d’énergie non négligeable.

Parmi les autres utilisations énergétiques spécifiques on peut citer :

  • Éclairage haute intensité
  • Déshumidification pour éliminer la vapeur d’eau et éviter la formation de moisissures
  • Chauffage des locaux
  • Refroidissement des locaux
  • Préchauffage de l’eau d’irrigation
  • Génération de CO2 par la combustion de combustibles fossiles
  • Ventilation et climatisation pour éliminer la chaleur perdue

Les cultivateurs de cannabis ont deux choix : financer eux-mêmes les améliorations coûteuses ou construire leurs propres micro-réseaux.

Les chercheurs pensent qu’en déplaçant la production de cannabis vers l’extérieur, on pourrait améliorer considérablement les impacts environnementaux associés à ces processus. Une fois que ce changement aura eu lieu, on pourra envisager de transformer le cannabis, ou chanvre, en source d’énergie potentielle.

Conversion du chanvre en carburant

Presque tous les types de plantes ou de matières organiques peuvent être convertis en combustibles, et les avantages de ces sources de combustibles de substitution par rapport aux combustibles fossiles sont énormes. Voici quelques avantages:

  • Les usines ne contiennent que peu ou pas de composés soufrés ou d’autres contaminants que l’on trouve couramment dans l’essence. Ces contaminants sont associés à la pollution de l’air et à la promotion ultérieure des pluies acides.
  • La photosynthèse est le processus par lequel les plantes convertissent l’eau et le dioxyde de carbone (CO 2 ) en glucides et en oxygène. La production de biomasse recycle le CO 2 , principal contributeur au réchauffement climatique, dans la source de combustible, ce qui est également bénéfique pour l’environnement.
  • Aucune exploitation, extraction à nu ou forage n’est nécessaire pour récolter les plantes, par rapport aux procédés utilisés pour l’extraction du pétrole.

Avant de produire de l’énergie à partir des résidus, il est certainement plus écologique d’utiliser des fibres, des huiles ou d’autres composés du chanvre. Même l’énergie contenue dans les produits fibreux peut être utilisée lorsque les produits deviennent des déchets.

Le recyclage des éléments nutritifs des plantes dans les champs, comme les résidus de biogaz, peut contribuer à réduire les émissions de gaz à effet de serre provenant de la production végétale.

Tags : biotechnologieChanvreEnvironnement