La torréfaction, le procédé utilisé pour torréfier les grains de café, pourrait augmenter de jusqu'à 20% le contenu énergétique des principales cultures énergétiques britanniques. En effet, des scientifiques de la Faculté des Sciences de l'ingénieur de l'Université de Leeds se sont penchés sur le comportement lors de la combustion, après torréfaction, de plantes cultivées spécialement pour la production d'énergie.
La torréfaction est un procédé pyrolytique doux mis en oeuvre dans des conditions inertes qui extrait l'humidité, cause une décomposition endothermique partielle des parois cellulaires et altère la structure chimique des polymères de la biomasse. Ce procédé a le mérite de créer un produit solide plus aisé à stocker, à transporter et à broyer que la biomasse brute. Il améliore également les propriétés de la biomasse en ce qui concerne les techniques de traitement thermochimique pour la production d'énergie (par exemple, la combustion, la co-combustion avec du charbon ou la gazéification).
Les chercheurs de Leeds ont donc examiné la torréfaction sous hydrogène de deux plantes énergétiques (l'alpiste roseau et les taillis de saule à croissance rapide) et d'un résidu agricole (la paille de blé). Différentes conditions de torréfaction ont été appliquées afin d'optimiser le procédé pour les trois combustibles. Les progrès de la torréfaction ont également été suivis par analyse chimique (éléments carbone, hydrogène, azote, oxygène et cendres) : les chercheurs ont pu constater que les caractéristiques des biocombustibles commençaient à ressembler à celles des charbons de rang bas. De plus, les résultats des analyses indiquent que le composé volatile de la biomasse est à la fois réduit et altéré : les scientifiques obtiennent donc un produit plus stable thermiquement, caractérisé par des chaleurs de réaction plus importantes durant la combustion. Le comportement lors de la combustion des plantes brutes et torréfiées a été étudié par analyse thermique différentielle et, dans le cas du saule, en suspendant des particules individuelles dans une flamme méthane-air et en suivant le processus de combustion par vidéo.
Les résultats obtenus ont démontré que les plantes traitées nécessitaient moins de temps et d'énergie pour atteindre la température d'inflammabilité, mais aussi qu'elles présentaient des rendements énergétiques accrus lors de la combustion. En particulier, le saule a démontré les propriétés les plus intéressantes : il s'agit de la plante qui a conservé le maximum de sa masse lors de la torréfaction et qui a présenté les meilleurs rendements énergétiques. Son rendement énergétique a pu atteindre 86%, contre 77% pour la paille de blé et 78% pour l'alpiste roseau. Enfin, exposé à une flamme méthane-air, le saule torréfié s'enflamme plus rapidement, probablement selon les chercheurs parce que sa faible teneur en humidité implique qu'il chauffe plus vite. Les particules torréfiées débutent également la combustion des résidus carbonés plus rapidement que les particules brutes de saule, quoique cette combustion soit plus lente pour les particules torréfiées.
Selon les chercheurs de Leeds, la torréfaction n'est pas actuellement utilisée au Royaume-Uni que ce soit dans le secteur agricole ou dans le secteur de l'énergie, alors que la méthode présente beaucoup d'avantages, et pas seulement en termes de stockage. Il s'agit donc d'un domaine qu'ils souhaiteraient explorer plus avant.
Leurs travaux ont été jusqu'ici soutenus par le consortium Supergen Bioenergy.
