Prépublication : Processus nouveaux et mis à jour pour les produits chimiques non liés aux fertilisants
Date : 20 mars 2025
Résumé
Cette pré-publication présente les changements proposés aux processus de produits chimiques non-liés aux fertilisants dans le Modèle d’analyse du cycle de vie des combustibles (Modèle). Elle donne l’occasion aux intervenants de donner de la rétroaction sur les changements proposés et à Environnement et Changement climatique Canada d’en tenir compte pour la prochaine version officielle du Modèle.
1 Objectif
L'objectif de cette prépublication est de présenter les mises à jour proposées aux processus pour les produits chimiques non liées aux fertilisants dans le Modèle d'analyse du cycle de vie (ACV) des combustibles (le Modèle) en vue de la prochaine publication officielle en 2026.
Avec cette prépublication, Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) fournit une description des changements proposés au Modèle, incluant une description de la méthodologie, des sources de données et des hypothèses pour les processus des produits chimiques qui n’ont pas été mis à jour lors de la publication de juin 2024, ainsi que pour un certain nombre de nouveaux produits chimiques. Elle fournit également les intensités en carbone (IC) associées aux changements proposés. Les parties prenantes sont invitées à fournir des commentaires sur cette prépublication.
Les prépublications ne doivent pas être utilisées pour se conformer au Règlement sur les combustibles propres ou à d’autres règlements, ni pour justifier l'admissibilité à des programmes tel que le Crédit d'impôt à l'investissement pour l'hydrogène propre, à moins d'avis contraire.
Les IC présentées dans cette prépublication peuvent différer de celles incluses dans la prochaine publication officielle du Modèle en fonction des commentaires reçus et des autres changements apportés dans le Modèle.
Cette prépublication comprend ce document descriptif et un module openLCA. Pour chacun des processus nouveaux ou mis à jour, le module comprend un processus agrégé dans le dossier Bibliothèque de donnée et un processus élémentaire dans le nouveau dossier Modélisation d'arrière-plan. Les processus agrégés contiennent l'inventaire du cycle de vie (ICV), tandis que les processus élémentaires présentent les intrants et les extrants pour chaque processus. Les processus élémentaires sont inclus pour des raisons de transparence afin de fournir des données désagrégées utilisées dans la modélisation.
2 Contexte
La base de données actuelle du Modèle comprend les processus des produits chimiques non liés aux fertilisants suivants. Ces processus sont disponibles dans le dossier Bibliothèque de données\Intrants chimiques\Produits chimiques:
- Acide acétique (CH3COOH);
- Acide chlorhydrique (HCl);
- Acide citrique (C6H8O7);
- Amylase alpha;
- Azote (N), gazeux, issu du gaz naturel;
- Carbonate de calcium (CaCO3);
- Cellulase;
- Chaux (CaO);
- Extrait de levure;
- Liqueur de maïs;
- Glucoamylase;
- Glucose;
- Hexane (n-hexane);
- Hydroxyde de potassium (KOH);
- Hydroxyde de sodium (NaOH);
- Levure;
- Méthanol (CH3OH), issu du gaz naturel;
- Méthylate de sodium (CH3ONa);
- Protéine de cellulase.
Ces processus sont modélisés à l'aide des facteurs d'émission du cycle de vie « du berceau à l'utilisateur » de R&D GREET 2018.
Le Modèle comprend aussi les produits chimiques liés aux fertilisants suivants disponibles dans le dossier Bibliothèque de données\Intrants chimiques\Produits chimiques:
- Acide nitrique (HNO3);
- Acide phosphorique (H3PO4);
- Acide sulfurique (H2SO4);
- Ammoniac à partir de RMV (NH3);
- Hydrogène, production, chez le producteur;
- Nitrate d’ammonium (NH4NO3);
- Nitrate d’ammonium et d’urée (NAU);
- Phosphate diammonique ((NH4)2HPO4));
- Phosphate diammonique ((NH4)2HPO4)), en tant que N;
- Phosphate diammonique ((NH4)2HPO4)), en tant que P2O5;
- Phosphate monoammonique (NH4H2PO4);
- Phosphate monoammonique (NH4H2PO4), en tant que N;
- Phosphate monoammonique (NH4H2PO4), en tant que P2O5;
- Sulfate d’ammonium ((NH4)2SO4).
Puisque ces processus ont déjà été mis à jour lors de la publication de juin 2024 du Modèle, cette prépublication ne propose donc aucun changement pour ces processus.
Le Modèle comprend aussi des processus fertilisants groupés pour chaque catégorie de nutriments (azote, phosphore, potassium et soufre) disponibles dans le dossier suivant: Bibliothèque de données\Intrants chimiques\Produits agrochimiques. Ils sont modélisés à l’aide des IC provenant d’un rapport Cheminfo 2020 pour le Canadian Roundtable for Sustainable Crops (CRSC). Cette prépublication ne propose aucun changement pour ces processus.
Finalement, le Modèle comprend trois types de mélanges prédéfinis de produits chimiques afin de représenter les produits chimiques utilisés dans la production de trois types de combustibles: bioéthanol conventionnel, éthanol cellulosique et biodiesel. Ceux-ci sont disponibles dans le fichier Bibliothèque de données\Intrants chimiques\Mélanges prédéfinis de produits chimiques. Cette prépublication ne propose aucun changement pour ces processus.
Pour plus d’information sur la méthodologie de modélisation actuelle, veuillez consulter le Chapitre 3.1.1 de la Méthode du Modèle d'analyse du cycle de vie des combustibles.
3 Description des changements proposés au Modèle
Pour la prochaine publication officielle du Modèle, il est proposé de mettre à jour les processus des produits chimiques suivants:
- Acide acétique (CH3COOH);
- Acide chlorhydrique (HCl);
- Acide citrique (C6H8O7);
- Amylase alpha;
- Azote (N2), gazeux;Note de bas de page 1
- Carbonate de calcium (CaCO3);
- Cellulase;
- Chaux (CaO);
- Extrait de levure;
- Levure;
- Liqueur de maïs;
- Glucoamylase;
- Glucose;
- Hexane (n-hexane);
- Hydroxyde de potassium (KOH);
- Hydroxyde de sodium (NaOH);
- Méthanol (CH3OH), issu du gaz naturel;
- Méthylate de sodium (CH3ONa), sec;Note de bas de page 2
- Protéine de cellulase.
En outre, il est proposé d'introduire les nouveaux processus suivants:
- Amidon;
- Chlore (Cl2);
- Chlorure de sodium (NaCl);
- Glycérine, brute;
- Glycérine, raffinée;
- Méthylate de sodium (CH3ONa), en solution.
Il est aussi proposé d’établir une approche cohérente pour déterminer les intrants appropriés en matière d'électricité du réseau et de transport pour les processus chimiques et de la mettre en œuvre pour les processus chimiques mis à jour dans cette prépublication. Cette approche est présentée à l’Annexe B.
Les IC mises à jour pour ces processus sont disponibles pour fin de commentaires par le public à l’Annexe A de ce document descriptif et dans un module qui peut être téléchargé dans openLCA.
Les sections suivantes donnent un aperçu de l'approche de modélisation proposée pour les produits chimiques. Plus de détails sont fournis à l’Annexe B.
3.1 Produits chimiques modélisés essentiellement avec GREET 2023
Il est proposé de mettre à jour les processus suivants en utilisant les intrants matériels, les intrants énergétiques, les émissions de procédés et les données de transport provenant de R&D GREET 2023 Revision 1 (R&D GREET 2023):
- Acide acétique (CH3COOH);
- Acide chlorhydrique (HCl);
- Amylase alpha;
- Azote (N2), gazeux;
- Carbonate de calcium (CaCO3);
- Cellulase;
- Chaux (CaO);
- Extrait de levure;
- Liqueur de maïs;
- Glucoamylase;
- Glucose;
- Hydroxyde de potassium (KOH);
- Protéine de cellulase.
3.2 Méthanol
Les mises à jour proposées au processus de méthanol sont basées principalement sur des données tirées d’un rapport par Studio Gear Up (Hamelinck et al., 2022), tel que recommandé par le Comité consultatif technique des intervenants (CCTI). Les données sur le transport du méthanol à partir de l’installation de production jusqu’à l’utilisateur final, ont été tirées de R&D GREET 2023, tandis que la répartition du gaz naturel comme charge d’alimentation et comme combustible a été calculée à l‘aide de données d’un rapport de 2017 sur la production du méthanol (Blumberg et al., 2017).
3.3 Hydroxyde de sodium et Chlore
Les mises à jour proposées pour la modélisation des processus de coproduction d'hydroxyde de sodium (NaOH) et de chlore (Cl2) (utilisent des données d'intrant et d’extrant provenant d’une publication de 2014 sur le processus du production chlore-alcali (BAT chlor-alkali (2014)). Les hypothèses pour les modes de transport et les distances des produits de l’installation de production jusqu’à l’utilisateur final sont tirées de R&D GREET 2023.
3.4 Acide citrique
Les mises à jour proposées pour la modélisation du processus d’acide citrique utilisent des données provenant d’une publication de 2020 sur la production d'acide citrique (Wang et al., 2020). Certaines hypothèses ont été faites pour les modes de transport et les distances liées au transport tant pour le transport du maïs à l’installation de production d’acide citrique que pour le transport de l'acide citrique à partir de l’installation de production jusqu’à utilisateur final.
3.5 Méthylate de sodium
Les mises à jour proposées pour la modélisation des processus de méthylate de sodium (CH3ONa) utilisent des données provenant d’une publication de 2015 analysant la production de méthylate de sodium (Granjo et al., 2015). Actuellement, la production de méthylate de sodium dans le Modèle est représentée par le processus « Méthylate de sodium (CH3ONa) ». Dans la mise à jour proposée, deux processus pour le méthylate de sodium seront disponibles: « Méthylate de sodium (CH3ONa), sec » et « Méthylate de sodium (CH3ONa), en solution ». « Méthylate de sodium (CH3ONa), sec » est l’équivalent en termes de portée au processus actuel « Méthylate de sodium (CH3ONa), » tandis que « Méthylate de sodium (CH3ONa), en solution » comprend dans son IC le méthanol utilisé pour diluer le méthylate de sodium. Les utilisateurs peuvent choisir le processus qui correspond le mieux à leurs besoins de modélisation. Les hypothèses liées aux modes de transport et aux distances pour le transport du méthylate de sodium à partir de l’installation de production jusqu'à l'utilisateur final proviennent de R&D GREET 2023.
3.6 Hexane et levure
Il n’y a aucun changement sur la méthodologie des processus suivants:
- Hexane (n-hexane);
- Levure.
Les changements proposés sont liés aux sources de données utilisées pour déterminer les facteurs d'émission du cycle de vie. Dans le Modèle actuel, les facteurs d'émission du cycle de vie de R&D GREET 2018 sont utilisés, alors que la mise à jour proposée utilise des données plus récentes de R&D GREET 2023.
3.7 Nouveaux produits chimiques
Il est proposé d’ajouter les nouveaux processus de produits chimiques suivants au Modèle:
- Amidon;
- Chlore (Cl2);
- Chlorure de sodium (NaCl);
- Glycérine brute;
- Glycérine raffinée.
L’approche de modélisation proposée pour le chlorure de sodium et l’amidon utilisent des intrants matériels, des intrants énergétiques, des émissions de procédés et des données de transport provenant de R&D GREET 2023. La glycérine brute est modélisée à l'aide des facteurs d'émission du cycle de vie issus de R&D GREET 2023, avec une affectation énergétique entre elle-même et le biodiesel.
L’approche de modélisation proposée pour le processus de chlore utilise des données d'intrant et d’extrant provenant de BAT chlor-alkali, 2014. Les hypothèses liées aux modes de transport et aux distances associées au transport des produits à partir de l’installation de production jusqu’à l’utilisateur final sont tirées de R&D GREET 2023.
L’approche de modélisation pour le processus de production de glycérine raffinée utilise la glycérine brute comme intrant, et le processus de raffinement utilise des données d’une publication sur la purification du glycérol brute (Bansod et al., 2024).
4 Instructions pour l’importation du module
Le module est disponible dans le dossier Processus nouveaux et mis à jour pour les produits chimiques non liés aux fertilisants du Catalogue de Données d’ECCC et peut être importé soit dans une base de données vide, soit dans la Base de Données du Modèle.
L’importation du module dans une base de données vide permet les utilisateurs de voir seulement les processus nouveaux et révisés. Aucun calcul d’IC peut être effectué lors l’importation du module dans une base de données vide.
L'importation du module dans la Base de données du Modèle permet aux utilisateurs de recalculer les IC sans aucunes étapes additionnelles. Cependant, il est important de noter que l’importation du module dans la Base de données du Modèle mettra à jour les valeurs des processus existants et que les changements sont irréversibles. Par conséquent, les utilisateurs devraient toujours importer le module dans une copie de leur base de données originale.
Pour plus d’information, veuillez consulter les Instructions sur comment importer un module dans openLCA.
5 Comment soumettre des commentaires sur cette prépublication
Les parties prenantes sont invitées à réviser cette prépublication et fournir des commentaires a ECCC dans les 30 jours suivant la prépublication sur modeleacvcarburant-fuellcamodel@ec.gc.ca.
Veuillez noter ce qui suit dans la ligne d’objet: Commentaires sur la prépublication : Processus nouveaux et mis à jour pour les produits chimiques non liés aux fertilisants.
Les commentaires soumis seront considérés pour le développement de la prochaine version officielle du Modèle d’ACV des combustibles.
Pour toutes questions relatives à cette prépublication, veuillez contacter modeleacvcarburant-fuellcamodel@ec.gc.ca avec la ligne d'objet suivante: Questions sur la prépublication : Processus nouveaux et mis à jour pour les produits chimiques non liés aux fertilisants.
Annexe A – Comparaison d’IC
L’IC présentée dans cette annexe utilise le potentiel de réchauffement global (PRG) pour l’horizon temporal de 100 ans du Cinquième rapport d'évaluation (AR5) du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat. Pour plus d’information, veuillez-vous référer à la section 2.8 de la Méthode du Modèle d’ACV des combustibles.
Processus | IC actuelleNote de bas de page 3 (g CO2/kg de produit) | IC proposée (g CO2e/kg de produit) |
---|---|---|
Acide acétique (CH3COOH) |
587,91 |
1076,85 |
Acide chlorhydrique (HCl) |
2143,07 |
960,93 |
Acide citrique (C6H8O7) |
1462,79 |
4584,38 |
Amidon | N/A |
846,98 |
Amylase alpha |
1333,48 |
1226,45 |
Azote (N2), gazeux |
211,92 |
191,01 |
Carbonate de calcium (CaCO3) |
9,61 |
9,34 |
Cellulase | 2290,95 |
2533,92 |
Chaux (CaO) |
1286,00 |
1251,49 |
Chlore (Cl2) |
N/A |
941,55 |
Chlorure de sodium (NaCl) |
N/A |
330,08 |
Extrait de levure |
438,08 |
487,23 |
Glucoamylase | 6079,08 |
5667,38 |
Glucose | 757,17 |
814,87 |
Glycérine brute |
N/A |
317,43 |
Glycérine raffiné |
N/A |
810,72 |
Hexane (n-hexane) |
839,09 |
797,88 |
Hydroxyde de potassium (KOH) |
1921,19 |
2000,62 |
Hydroxide de sodium (NaOH) |
301,56 |
1146,08 |
Levure | 2605,80 |
2553,29 |
Liqueur de maïs |
1606,32 |
1838,76 |
Méthanol (CH3OH), issu du gaz naturel |
579,10 |
1457,66 |
Méthylate de sodium (CH3ONa), en solution |
N/A |
6026,39 |
Méthylate de sodium (CH3ONa), sec |
301,57 |
2609,57 |
Protéine de cellulase |
8725,04 |
8432,22 |
Annexe B – Méthodologie proposée révisée
La méthodologie pour les produits chimiques dans la version actuelle du Modèle se trouve au Chapitre 3.1.1 de la Méthode du Modèle d’ACV des combustibles.
Les sections suivantes présentent les changements proposés à la méthodologie qui seront reflétés dans la prochaine version officielle du Modèle. Notez que les numéros de section et le texte pourraient changer dans la prochaine version officielle de la Méthode du Modèle d’ACV des combustibles.
3.1 Intrants Chimiques
Les produits chimiques utilisés dans les processus de production des filières de CFIC comprennent notamment les enzymes, les acides, les engrais et les catalyseurs. L'unité fonctionnelle de chaque produit chimique est de 1 kg de produit, sauf indication contraire. La méthodologie utilisée pour déterminer l'IC de chaque produit chimique inclus dans le Modèle est décrite ci-dessous, et la méthodologie choisie dépend de la disponibilité des données canadiennes.
Pour la plupart des produis chimiques figurant dans le dossier Bibliothèque de données\Intrants chimiques\Produits chimiques, l’approche suivante est utilisée pour la sélection du processus de réseau électrique et du transport. Si l’approche choisie pour un produit chimique spécifique est différente de celle-ci-dessous, elle sera spécifiée dans la sous-section spécifique au produit chimique.
Sélection du processus d'électricité du réseau
- Si on sait que le produit chimique est produit uniquement dans un endroit spécifique (c’est-à-dire dans un état ou une province spécifique), le réseau électrique de cette juridiction sera sélectionné.
- Si on sait que le produit chimique est produit uniquement dans un pays (le Canada ou les États-Unis), mais le lieu de fabrication est inconnu ou que le produit est fabriqué dans plusieurs provinces/états, le réseau électrique moyen de ce pays sera sélectionné.
- Si le lieu de fabrication du produit chimique est inconnu ou si le produit chimique est produit à la fois au Canada et aux États-Unis, le réseau électrique des États-Unis sera sélectionné par mesure de prudence.
Sélection du processus de transport et de la distance
- Si on sait qu’un produit chimique est généralement produit sur place, le transport a été omis.
- Le mode de transport a été choisi en fonction des informations disponibles pour les scénarios de transport typiques. En l’absence de telles informations, le transport par camion de 25 tonnes a été sélectionné comme approche conservatrice pour représenter le transport en Amérique du Nord, étant donné que les produits chimiques sont généralement transportés en plus petites quantités.
- La distance de transport a été choisie en fonction des informations disponibles pour les scénarios de transport typiques. En l'absence de telles informations, l’hypothèse choisie est que la distance de transport est de 50 miles.
3.1.1 Produits chimiques lies aux fertilisants
Approche de modélisation des produits chimiques liés aux fertilisants
Les processus suivants sont modélisés avec les intrants énergétiques, les intrants matériels et les émissions de procédés du modèle R&D GREET 2022 (R&D GREET 2022). Les unités fonctionnelles sont exprimées en masse de produit, sauf indication contraire.
- Acide nitrique (HNO3);
- Acide sulfurique (H2SO4);Note de bas de page 4
- Nitrate d'ammonium (NH4NO3);Note de bas de page 5
- Nitrate d’ammonium et d’urée;Note de bas de page 6
- Phosphate monoammonique (NH4H2PO4);Note de bas de page 7
- Phosphate monoammonique (NH4H2PO4), en tant que N;
- Phosphate monoammonique (NH4H2PO4), en tant que P2O5;
- Phosphate diammonique ((NH4)2HPO4));Note de bas de page 8
- Phosphate diammonique ((NH4)2HPO4)), en tant que N;
- Phosphate diammonique ((NH4)2HPO4)), en tant que P2O5;
- Sulfate d'ammonium ((NH4)2SO4).
Le processus suivant est modélisé avec les facteurs d'émission du cycle de vie de R&D GREET 2022:
- Acide phosphorique (H3PO4).
Dans le cas du phosphate monoammonique (PMA) et du phosphate diammonique (PDA), les processus des deux catégories de nutriments qui appartiennent à un engrais multi-nutriment (N et P2O5) pour lesquelles il y a une affectation doivent toujours être utilisées ensemble. L’utilisateur doit s’assurer que les quantités des deux composants des engrais multi-nutriments sont déclarées correctement.
Les IC des processus pour les produits chimiques ci-dessous sont basées sur les données de production canadiennes (matières premières et besoins énergétiques) recueillies dans le cadre du Programme de déclaration des gaz à effet de serre (PDGES) pour l'année 2019-2020-2021-2022 (PDGES 2019-2022):
- Ammoniac à partir de RMV (NH3);
- Urée (CH4N2O).
La modélisation pour l’ammoniac et l’urée considère que l’ammoniac produit par reformage du méthane à la vapeur (RMV) et l’urée sont des co-produits. La production d'urée combine deux molécules d'ammoniac avec une molécule de dioxyde de carbone pour former de l'urée et de l'eau en solution. Grâce à ce procédé, une portion du CO2 qui serait autrement émis dans l'atmosphère est utilisé pour la production d’urée. Un ratio de matières premières de 0,567 kg NH3/kg d'urée est utilisé pour calculer le bilan de masse de la production nette d'ammoniac (ratio de masse stœchiométrique pour 2NH3 + CO2 -˃ CH4N2O + H2O). Des procédures d'affectation basées sur la teneur en azote ont été utilisées pour les coproduits d'ammoniac et d'urée. Les teneurs en azote utilisées sont de 82,2 % et 46,6 % pour l'ammoniac et l'urée respectivement.
Une moyenne combinée sur quatre ans, de 2019 à 2022, a été utilisée pour les données relatives à la production, à la charge d'alimentation en gaz naturel et aux besoins énergétiques. Les activités de l'usine prises en compte comprennent le torchage, le transport sur site, la production de vapeur, et autres combustions stationnaires. Seules les usines qui produisent de l'ammoniac à partir du reformage du méthane à la vapeur ont été utilisées.
Portée géographique des produits chimiques lies aux fertilisants
Les processus sont modélisés à l'aide de données canadiennes et américaines. Ils sont représentatifs de la production en Amérique du Nord.
Affectation des produits chimiques lies aux fertilisants
Pour l’ammoniac à partir de RMV et l’urée: Une affectation basée sur le contenu d’azote a été utilisé pour les co-produits d’ammoniac et d’urée a été utilisée dans la modélisation d’arrière-plan. Les concentrations d’azote utilisée sont de 82.2 % et 46.4 % pour l’ammoniac et l’urée respectivement.
Pour PMA et PDA: Pour les processus par masse de nutriments, les besoins énergétiques, tirés de R&D GREET 2022, sont attribués aux nutriments spécifiques basée sur des facteurs tirés d’un rapport d'inventaire du cycle de vie 2007 (Nemecek & Kägi, 2007). Les intrants matériels sont entièrement attribués à la catégorie de nutriments qu’ils représentent.
Aucune affectation n’a été effectuée pour la modélisation des autres produits chimiques.
3.1.2 Enzymes
Approche de modélisation pour les enzymes
Les enzymes suivantes sont incluses dans le Modèle et utilisent les données de R&D GREET 2023 (R&D GREET 2023) pour les intrants d'énergie, les intrants matériels, les émissions de procédé et le transport:
- Amylase alpha;
- Cellulase;
- Extrait de levure;Note de bas de page 9
- Glucoamylase;
- Protéine de cellulase.
En utilisant l’approche de la sélection du réseau électrique décrite au Chapitre 3.1, le réseau électrique des États-Unis moyen a été utilisé dans la modélisation de chaque produit chimique dans cette section.
Le processus suivant est modélisé à l’aide des factures d’émission du cycle de vie provenant de R&D GREET 2023:
- Levure.
Portée géographique pour les enzymes
Les processus sont modélisés à l'aide de données canadiennes et américaines. Ils sont représentatifs de la production en Amérique du Nord.
Affectation pour les enzymes
Aucune affectation n’a été effectuée pour les enzymes.
3.1.3 Hydroxyde de sodium et chlore
Approche de modélisation pour l’hydroxyde de sodium et chlore
Les produits chimiques suivants sont modélisés basés sur les techniques d’électrolyse à membrane et d’électrolyse à diaphragme pour la production de chlore et de soude, qui figurent dans deux rapports sur le processus chlore-alcali (Lee et al., 2017; BAT chlore-alkali, 2014):
- Chlore (Cl2);
- Hydroxyde de sodium (NaOH).
Les intrants énergétiques (électricité et gaz naturel) de Lee et al., 2017 ont été utilisés pour modéliser le processus. L’intrant de chlorure de sodium a été tirée de BAT chlore-alkali, 2014. Le processus est modélisé comme une moyenne pondérée de la production des deux techniques (0,45 pour la technique d’électrolyse à membrane et 0,55 pour la technique d’électrolyse à diaphragme). Ceci est basé sur Lee et al., 2017, qui a analysé la prévalence de chaque technique pour la production de chlore et de soude aux États-Unis. L’année 2015 a été utilisé comme année de référence.
Les hypothèses liées aux modes du transport et aux distances pour chaque produit, de l’installation de production jusqu’à l’utilisateur final, sont tirées de R&D GREET 2023. De plus, le réseau électrique des États-Unis moyen a été utilisé dans la modélisation comme une approche conservatrice pour être représentatif de la production en Amérique du Nord. Les intrants et extrants du processus sont présentés dans le tableau ci-dessous:
Paramètre du processus | Valeur | Unité | Technique | Affectation | Source |
---|---|---|---|---|---|
NaCl | 1975 (valeur moyenne de 1610 et 2340) | kg/tonne Cl2 | Diaphragme et membrane | Affectation massique | BAT chlore-alkali, 2014. Table 3.2, valeurs minimales et maximales. Valeur moyes utilisée dans la modélisation. |
Électricité pour le redresseur |
0,28 |
MJ/kg Cl2 | Diaphragme et membrane | Affectation massique | Lee et al., 2017. Table 5 |
Électricité pour l'électrolyse |
9,6 |
MJ/kg Cl2 | Diaphragme | Affectation massique | Lee et al., 2017. Table 5 |
Électricité pour l'électrolyse |
9,04 |
MJ/kg Cl2 | Membrane | Affectation massique | Lee et al., 2017. Table 5 |
Électricité pour le post-traitement du chlore |
0,248 |
MJ/kg Cl2 | Diaphragme et membrane | Attribué à Cl2 | Lee et al., 2017. Table 5 |
Électricité pour le post-traitement de NaOH |
0,27 |
MJ/kg Cl2 | Diaphragme et membrane | Attribué à NaOH | Lee et al., 2017. Table 5 |
Électricité pour le post-traitement de H2 |
0.00088 |
MJ/kg Cl2 | Diaphragme et membrane | Affectation massique | Lee et al., 2017. Table 5 |
Électricité pour la compression de H2 |
0.1765 |
MJ/kg Cl2 | Diaphragme et membrane | Affectation massique | Lee et al., 2017. Table 5 |
Le gaz naturel comme combustible pour la préparation de la saumure |
0.025 |
MJ/kg Cl2 | Diaphragme et membrane | Affectation massique | Lee et al., 2017. Table 5 |
Le gaz naturel comme combustible pour le post-traitement de Cl2 |
0.328 |
MJ/kg Cl2 | Diaphragme et membrane | Affectation massique | Lee et al., 2017. Table 5 |
Le gaz naturel comme combustible pour le post-traitement de NaOH |
6.21 |
MJ/kg Cl2 | Diaphragme | Attribué à NaOH | Lee et al., 2017. Table 5 |
Le gaz naturel comme combustible pour le post-traitement de NaOH |
1.24 |
MJ/kg Cl2 | Membrane | Attribué à NaOH | Lee et al., 2017. Table 5 |
Le transport de NaOH à l’utilisateur final, par camion-25 tonnes |
50 | miles | Diaphragme et membrane | Attribué à NaOH | R&D GREET 2023, feuille “T&D”, cellule CL162 |
Le transport de Cl2 à l’utilisateur final, ferroviaire |
50 | miles | Diaphragme et membrane | Attribué à Cl2 | R&D GREET 2023, feuille “T&D”, cellule DM162 |
Portée géographique pour l’hydroxyde de sodium et chlore
Les processus sont modélisés à l'aide de données canadiennes, américaines et étrangères. Ils sont représentatifs de la production en Amérique du Nord.
Affectation pour l’hydroxyde de sodium et chlore
Chaque intrant du procédé est attribué à un produit spécifique (chlore ou hydroxyde de sodium) s'il n'est utilisé que pour le post-traitement de ce produit; sinon, une affection massique est faite.
3.1.4 Méthanol
Approche de modélisation pour le méthanol
La modélisation de la production du méthanol issu du gaz naturel utilise des données liées à la technologie conventionnelle provenant du rapport de 2022 par Studio Gear Up (Hamelinck et al., 2022). Les données utilisées comprennent les intrants matériels et énergétiques pour la production du méthanol, y compris le volume total combiné de gaz naturel utilisé comme intrant matériel et intrant d’énergie et la consommation d'électricité du réseau. Ces informations sont résumées dans le Tableau 3 ci-dessous. Comme le méthanol est principalement produit en Alberta, le réseau provincial a été utilisé dans la modélisation.
Paramètre du processus | Valeur | Unité |
---|---|---|
Gaz naturel |
646,142 | tonne |
Électricité | 42 | GWh |
Extrant de méthanol |
1,000,000 | tonne |
Pour le méthanol, les modes de transport et les distances à partir de l’installation de production jusqu’à l’utilisateur final ont été tirées de R&D GREET 2023.
La consommation totale de gaz naturel a été divisée en un intrant matériel et un intrant d'énergie afin de tenir compte des émissions de combustion provenant du gaz naturel. La répartition entre les deux intrants a été calculée à l'aide des données d’un rapport de 2017 sur a production du méthanol (Blumberg et al., 2017), résumées ci-dessous dans le Tableau 4, ce qui a permis de modéliser qu’environ 39 % du gaz naturel doit être considéré un intrant de matière.
Paramètre du processus | Valeur | Unité | Source |
---|---|---|---|
Intrant du gaz naturel (charge d’alimentation) |
16.88 | kg/s | Tableau 3, Flow 1 |
Intrant du gaz naturel (combustibles) |
26.19 | kg/s | Tableau 3, Flow 3 |
Portée géographique pour le méthanol
Le processus est modélisé à l'aide de données canadiennes, américaines et étrangères. Il est représentatif de la production en Amérique du Nord.
Affectation pour le méthanol
Aucune affectation n’a été effectuée pour la modélisation du méthanol.
3.1.5 Acide citrique
Approche de modélisation pour l’acide citrique
La modélisation de l’acide citrique utilise des données de la méthode de récupération par échange d’ions (la méthode utilisée par le seul producteur d’acide citrique au Canada), telle que modélisée dans un rapport de 2020 sur la production d’acide citrique (Wang et al., 2020). Les données utilisées comprennent les quantités de maïs, d'amylase, d'urée, d'acide chlorhydrique, d'électricité du réseau, et de vapeur.
Des hypothèses ont été formulées concernant le transport de la charge d’alimentation de maïs jusqu’à l'usine d'acide citrique, ainsi que le transport de l’acide citrique jusqu’à l’utilisateur final. En outre, le réseau électrique des États-Unis moyen a été utilisé comme approche conservatrice pour être représentatif de production en Amérique du Nord. Les données de processus et les hypothèses utilisées pour la modélisation sont résumées dans Tableau 5.
Paramètre du processus | Valeur | Unité | Source |
---|---|---|---|
Maïs | 9848 | kg (sec)/h |
Wang et al., 2020. Figure 2, Scénario 3 |
Amylase | 5 | kg/h |
Wang et al., 2020. Figure 2, Scénario 3 |
Urée | 5362 | kg/h |
Wang et al., 2020. Figure 2, Scénario 3 |
Électricité pour le prétraitement des charges d’alimentation |
3 | GWh/ année |
Wang et al., 2020. Tableau 2, Scénario 3 |
Vapeur pour le prétraitement des charges d’alimentation |
280 000 |
MT/ année |
Wang et al., 2020. Tableau 2, Scénario 3 |
Électricité pour la préparation des spores |
1 | GWh/ année |
Wang et al., 2020. Tableau 2, Scénario 3 |
Électricité pour la fermentation du maïs |
93,9 |
GWh/ année |
Wang et al., 2020. Tableau 2, Scénario 3 |
Acide chlorhydrique pour la récupération de l'acide citrique |
7001 | kg/h | Wang et al., 2020. Figure 2, Scénario 3 |
Électricité pour la récupération de l'acide citrique |
0,4 |
GWh/ année | Wang et al., 2020. Tableau 2, Scénario 3 |
Vapeur pour la récupération de l'acide citrique |
20 000 |
MT/année |
Wang et al., 2020. Tableau 2, Scénario 3 |
Acide citrique, extrant |
6421 | kg/h | Wang et al., 2020. Figure 2, Scénario 3 |
Temps d’opération |
330 | journées/année |
Wang et al., 2020. p.2, section 2.1 |
Transport du maïs à l'usine, par camion de 25 tonnes |
100 | km | Hypothèse |
Transport de l'acide citrique à l'utilisateur final, par camion de 25 tonnes |
50 | miles | Hypothèse |
Portée géographique pour l’acide citrique
Le processus est modélisé à l'aide de données canadiennes, américaines et étrangères. Il est représentatif de la production en Amérique du Nord.
Affectation pour l’acide citrique
Aucune affectation n’a été effectuée pour la modélisation de l’acide citrique.
3.1.6 Glycérine raffinée
Approche de modélisation pour la glycérine raffinée
La modélisation de la glycérine raffinée consiste à raffiner la glycérine brute qui est co-produite lors de la production de biodiesel. Les données du procédé de distillation sous vide sont utilisées, provenant d’une étude de 2024 sur la production de la glycérine (Bansod et al., 2024), en raison de la prévalence de ce procédé dans la purification de la glycérine. Plus précisément, on a utilisé les données sur les quantités de glycérine brute, d’acide chlorhydrique, de vapeur et d’électricité du réseau.
Le réseau électrique moyen américain a été utilisé comme approche conservatrice pour être représentatif de la production en Amérique du Nord. De plus, on a fait l’hypothèse pour le mode de transport et la distance jusqu’à l’utilisateur final en fonction des données couramment utilisées dans R&D GREET 2023 pour le transport d’autres produits chimiques similaires.
Les données utilisées pour modéliser la glycérine raffinée sont énumérées ci-dessous :
Paramètre du processus | Valeur | Unité | Source |
---|---|---|---|
Glycérine brute |
1000 | kg de pureté de 40 % | Bansod et al., 2024. Tableau 3, distillation sous vide |
HCl | 48 | MJ/1000 kg de glycérine brute |
Bansod et al., 2024. Tableau 2, distillation sous vide |
Vapeur pour l’échangeur de chaleur |
186,1230 |
MJ/1000 kg de glycérine brute |
Bansod et al., 2024. Tableau 2, distillation sous vide |
Vapeur pour le séparateur flash |
698,3950 |
MJ/1000 kg de glycérine brute |
Bansod et al., 2024. Tableau 3, distillation sous vide |
Vapeur pour le séparateur flash |
442,8120 |
MJ/1000 kg de glycérine brute |
Bansod et al., 2024. Tableau 3, distillation sous vide |
Vapeur pour l’évaporateur de la colonne de distillation |
256,864 |
MJ/1000 kg de glycérine brute |
Bansod et al., 2024. Tableau 3, distillation sous vide |
Vapeur pour l’évaporateur de la colonne de distillation |
186,148 |
MJ/1000 kg de glycérine brute |
Bansod et al., 2024. Tableau 3, distillation sous vide |
Électricité pour la pompe |
0,041 |
MJ/1000 kg de glycérine brute |
Bansod et al., 2024. Tableau 3, distillation sous vide |
Glycérine raffinée |
392,1 |
kg 96.91 % en poids glycérine/1000 kg de glycérine brute |
Bansod et al., 2024. Données supplémentaires, tableau S2, flux Pure-GLY |
Transport de la glycérine raffinée jusqu’à l’utilisateur final, par camion de 25 tonnes |
50 | miles | Hypothèse |
Portée géographique pour la glycérine raffinée
Le processus est modélisé à l'aide de données canadiennes, américaines et étrangères. Il est représentatif de la production en Amérique du Nord.
Affectation pour la glycérine raffinée
Aucune affectation n’a été effectuée pour la modélisation de la glycérine raffinée.
3.1.7 Méthylate de sodium
Approche de modélisation pour le méthylate de sodium
Le méthylate de sodium sec et le méthylate de sodium en solution sont tous deux modélisés avec les données du procédé III d’un rapport de 2015 sur la production du méthylate de sodium (Granjo et al., 2015), qui modélise la production avec l’hydroxyde de sodium comme charge d’alimentation. Ce procédé a été choisi dû à sa plus grande stabilité comparativement à la production avec le métal de sodium comme charge d’alimentation. Dans la modélisation, l’extrant d’hydroxyde de sodium a été considéré comme une impureté mineure et a été omis.
Le méthylate de sodium est généralement produit dans une solution à 30 % en poids avec du méthanol. Cet excès de méthanol est modélisé différemment dans les deux procédés; le méthylate de sodium en solution l’inclut dans son IC, tandis que le méthylate de sodium sec omet complètement l’excès de méthanol. Si les utilisateurs souhaitent eux-mêmes inclure le méthanol dans leur modélisation ultérieure, il faut utiliser le méthylate de sodium sec et ajouter du méthanol à leur processus, afin de tenir compte de son IC. Pour chaque kilogramme de méthylate de sodium sec, les utilisateurs devraient ajouter 2,344 kg de méthanol à leur processus modélisé.
Le réseau électrique américain moyen a été utilisé dans la modélisation. De plus, on a fait l’hypothèse pour le mode de transport et la distance jusqu’à l’utilisateur final en fonction des données couramment utilisées dans R&D GREET 2023 pour le transport d’autres produits chimiques similaires. Les données du processus utilisées pour modéliser les deux processus de méthylate de sodium sont présentées dans le Tableau 7.
Paramètre du processus | Valeur | Unité | Source |
---|---|---|---|
Hydroxyde de sodium |
509 | kg/h | Granjo et al., 2015. Tableau 2, débit massique de la composante dans le flux « NaOH » |
Méthanol, intrant |
1983 | kg/h | Granjo et al., 2015. Tableau 2, débit massique de la composante dans le flux « Methanol » |
Électricité | 1271 | kg/h | Granjo et al., 2015. Tableau 5 (somme de toutes les puissances pour le procédé III) |
Méthylate de sodium, extrant |
674,9 |
kg/h | Granjo et al., 2015. Tableau 2, flux « 30NAOCH3 », NaOCH3 pure |
Méthanol, extrant |
1582 | kg/h | Granjo et al., 2015. Tableau 2, flux « 30NAOHCH3 », CH3OH pure |
Transport de méthylate de sodium jusqu’à l’utilisateur final, par camion de 25 tonnes |
50 | miles | Hypothèse |
Portée géographique pour le méthylate de sodium
Les processus sont modélisés à l'aide de données canadiennes, américaines et étrangères. Ils sont représentatifs de la production en Amérique du Nord.
Affectation pour le méthylate de sodium
Aucune affectation n’a été effectuée pour la modélisation du méthylate de sodium.
3.1.8 Autres produits chimiques
Approche de modélisation pour les autres produits chimiques
Toutes autres produits chimiques dans la filière Bibliothèque de données\Intrants chimiques\Produits chimiques ont été modélisés avec des données de R&D GREET 2023 pour les intrants d’énergie, les intrants matériels, les émissions de procédés, et le transport. En utilisant l’approche pour la sélection des réseaux électriques décrite dans le chapitre 3.1, le réseau électrique moyen des États-Unis a été utilisé dans la modélisation de chaque produit chimique de cette section.
Les produits chimiques suivants sont inclus dans cette catégorie, avec les hypothèses spécifiques énumérées ci-dessous :
- Acide acétique (CH3COOH);Note de bas de page 10
- Acide chlorhydrique (HCl);
- Amidon;Note de bas de page 11
- Azote (N2), gazeux;Note de bas de page 12
- Carbonate de calcium (CaCO3);
- Chaux (CaO);
- Chlorure de sodium (NaCl);
- Glucose;
- Hydroxyde de potassium (KOH);
- Liqueur de maïs.Note de bas de page 13
Les processus suivants ont été modélisés avec les émissions de cycle de vie de R&D GREET 2023 :
- Glycérine brute;Note de bas de page 14
- Hexane (n-hexane).Note de bas de page 15
Portée géographique des autres produits chimiques
Les processus sont modélisés à l'aide de données canadiennes et américaines. Ils sont représentatifs de la production en Amérique du Nord.
Affectation des autres produits chimiques
Aucune affectation n’a été effectuée pour la modélisation des autres produits chimiques.
Références
Bansod, Y., Crabbe, B., Forster, L., Ghasemzadeh, K., & D’Agostino, C. (2024). Evaluating the environmental impact of crude glycerol purification derived from biodiesel production: A comparative life cycle assessment study. Journal of Cleaner Production, 437, 140485 (disponible en anglais seulement)
Brinkmann T, Giner Santonja G, Schorcht F, Roudier S, Delgado Sancho L. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Production of Chlor-alkali. Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control). EUR 26844. Luxembourg (Luxembourg): Publications Office of the European Union; 2014. JRC91156 (disponible en anglais seulement)
Blumberg, Timo, Morosuk, Tatiana, & Tsatsaronis, George. A Comparative Exergoeconomic Evaluation of the Synthesis Routes for Methanol Production from Natural Gas. Appl. Sci. 2017, 7(12), 1213. (disponible en anglais seulement)
Environnement et Changement Climatique Canada. Programme de déclaration des gaz à effet de serre (PDGES) -Données sur les gaz à effet de serre (GES) déclarées par les installations – Production d’ammoniac (2019-2020-2021-2022)
Granjo, J. F., & Oliveira, N. M. (2015). Process simulation and techno-economic analysis of the production of sodium methoxide. Industrial & Engineering Chemistry Research, 55(1), 156–167 (disponible en anglais seulement)
Hamelinck, Carlo & Bunse, Mark. January 2022. Carbon Footprint of Methanol (Underlying Data). Studio Gear Up, prepared for The Methanol Institute Carbon Footprint of Methanol (disponible en anglais seulement)
Lee, D-Y., Elgowainy, A., & Dai, Q. (2017). Life Cycle Greenhouse Gas Emissions of By-product Hydrogen from Chlor-Alkali Plants. Argonne National Laboratory. (disponible en anglais seulement)
Nemecek, Thomas & Kägi, Thomas. Agrosope Rechenholtz Tänikon Research Station (ART). Life Cycle Inventories of Agricultural Production Systems (data v2.0 [2007]). Ecoinvent Report No. 15. December 2007 (disponible en anglais seulement)
The R&D Greenhouse gases, Regulated Emissions, and Energy use in Technologies Model. Argonne National Laboratory. (R&D GREET 2022). Argonne GREET Model (anl.gov) Note de bas de page 15 (disponible en anglais seulement)
The R&D Greenhouse gases, Regulated Emissions, and Energy use in Technologies Model. Argonne National Laboratory. (R&D GREET 2023 Revision 1). Argonne GREET Model (anl.gov) Note de bas de page 16 (disponible en anglais seulement)
Wang, J., Cui, Z., Li, Y., Cao, L., & Lu, Z. (2020). Techno-Economic Analysis and environmental impact assessment of citric acid production through different recovery methods. Journal of Cleaner Production, 249, 119315 (disponible en anglais seulement
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