L’hydrogène ou l’électricité occuperont-ils la première place dans la course que mènent les distilleries pour atteindre leur objectif zéro émission nette sans compromettre la qualité de leurs whiskies ?
En dépliant une carte de l’Écosse ou de toute autre région productrice de whisky, il est toujours intéressant de se demander pourquoi des distilleries se sont installées à tel endroit, et non ailleurs. Pour certaines, la raison sera la proximité des matières premières, de l’orge pour le maltage ou d’une source d’eau pure. D’autres auront choisi leur site pour les liaisons de transport facilitant l’acheminement de leurs bouteilles ou fûts jusqu’aux clients. Au XVIIIe siècle, ce choix était parfois dicté par la volonté de se mettre à l’abri du regard indiscret des agents de l’accise. L’accès à un combustible indispensable à la chauffe des alambics était également une considération importante. Jadis, dans le cas d’une distillation illicite, on brûlait du bois en petites quantités, mais pour convertir un passe-temps en entreprise commerciale et parvenir à une production industrielle, il était nécessaire de brûler du charbon. De nos jours, la grande majorité des distilleries chauffent leurs alambics avec de la vapeur produite par une chaudière ou un générateur de vapeur chaude. Certaines optent pour un système de chemises à vapeur chauffant les alambics de l’extérieur, d’autres préfèrent recourir à un circuit de serpentins à vapeur déployé à l’intérieur de leurs gigantesques bouilloires en cuivre. Très rares sont les distilleries à chauffer leurs alambics directement au-dessus d’une flamme nue. Le mazout ou le gaz ont progressivement remplacé le charbon pour assurer la chauffe des chaudières. Si la distillerie jouxte le réseau de gaz urbain, elle s’approvisionne en combustible via des conduites, de la même manière que les chaudières à gaz chauffent l’eau du circuit de chauffage central des habitations urbaines. Une distillerie éloignée du réseau de gaz choisira probablement de fonctionner au gaz de pétrole liquéfié (GPL) livré au moyen de petits camions-citernes.
La problématique des cycles thermiques
L’option bien plus souvent adoptée par les distilleries rurales ou insulaires consiste à brûler du fioul ou du kérosène, également livrés par camions-citernes. Quiconque s’est déjà risqué à circuler dans les Highlands sur les étroites routes à voie unique aménagées avec des zones de croisement, reconnaîtra sans peine les minuscules camions-citernes livrant du fioul aux habitations et aux entreprises qui, depuis des décennies, n’ont pas d’autre source de chauffage. La combustion du charbon, du fioul ou du gaz est toutefois problématique, car elle produit du dioxyde de carbone (CO2) et d’autres gaz à effet de serre comme le méthane, qui contribuent au changement climatique. Afin de limiter l’augmentation de la température mondiale à 1,5 °C au-dessus des niveaux observés avant la révolution industrielle, les pays sont convenus d’atteindre l’objectif de la neutralité carbone d’ici 2050, ce qui implique de s’abstenir de rejeter des gaz à effet de serre dans l’atmosphère, puis de compenser les rejets restants par la plantation d’arbres à grande échelle, la restauration des tourbières et le recours à d’autres moyens naturels, ou par la mise au point de technologies permettant de capter et de stocker le CO2.
L’Écosse s’est engagée à respecter l’échéance d’ici 2045, soit cinq ans avant le reste du Royaume-Uni. La Scotch Whisky Association, l’organisme professionnel qui représente les distilleries, est allée plus loin en se donnant pour objectif d’atteindre le zéro émission nette en 2040. Mais la distillation requiert d’importantes quantités de chaleur et nécessite pour ce faire des quantités considérables de combustible, ce qui entraîne un certain nombre de difficultés pour les producteurs de whisky.
« Les différents cycles de chauffe représentent l’un des problèmes que pose la distillation », explique Gareth Roberts, consultant en distillerie et cofondateur d’Organic Architects, qui a participé à la construction d’un ensemble de distilleries soucieuses de réduire leur impact sur la planète, d’Ardnamurchan et Nc’nean en Écosse jusqu’à Ahascragh en Irlande. « Il faut chauffer pour l’empâtage, puis refroidir sous peine de tuer la levure nécessaire à la fermentation, chauffer de nouveau pour distiller et refroidir encore une fois pour condenser les vapeurs d’alcool. »
« Ces cycles thermiques impliquent des rejets massifs de chaleur dans l’atmosphère. À l’heure actuelle, nous ne pensons pas que c’est fou. Mais dans quelques années ou décennies, ce gaspillage de chaleur sera considéré comme complètement délirant ».
Outre l’adoption de mesures de base, comme le calorifugeage ou l’isolation des conduites, certaines distilleries récupèrent déjà leur chaleur fatale (perdue), en la transformant soit en électricité au moyen de la recompression mécanique de la vapeur (RMV), soit en vapeur par l’intermédiaire de la recompression thermique de la vapeur (RTV). Cette dernière permet de récupérer environ 45 % de la chaleur fatale, tandis que la RMV peut atteindre près de 85 %. Dans le Speyside, Auchroisk est l’une des premières distilleries à avoir adopté ces techniques, travaillant dès 1985 avec la célèbre société d’ingénierie des procédés brassicoles Briggs of Burton. Plus récemment, des travaux ont été réalisés par Briggs à GlenAllachie, également dans le Speyside, ainsi par Chivas Brothers, le deuxième distillateur d’Écosse, propriété du géant français des spiritueux, Pernod Ricard.
Le déploiement de solutions durables
La RMV et la RTV récupèrent la chaleur fatale des condenseurs multitubulaires à calandre. Toute distillerie équipée d’un condenseur à serpentin devrait examiner dans quelle mesure son remplacement par un condenseur multitubulaire à calandre affecterait les arômes et saveurs de son distillat. Toutefois, le coût de ces systèmes et l’espace nécessaire à leur installation demeurent une préoccupation majeure pour la plupart des distilleries.
En Irlande, Ahascragh a opté pour une pompe à chaleur haute température (PCHT), une version améliorée des pompes à chaleur air-air installées dans certaines habitations. En deux mots, une PCHT fonctionne comme un réfrigérateur inversé, mettant à profit une petite consommation d’électricité pour faire fonctionner un échangeur de chaleur et produire de l’eau chaude utilisable pour la fermentation et la distillation.
Installée dans un moulin désaffecté vieux de deux siècles, Ahascragh offrit aux architectes et ingénieurs la possibilité de concevoir une distillerie économe en énergie et à faibles émissions de carbone. Elle fait écho à la distillerie Deanston, au nord de Stirling, qui ouvrit ses portes en 1966 dans l’ancienne filature de coton Adelphi, datant de 1785. Depuis 1949, l’électricité d’Adelphi était produite par ses turbines hydrauliques. Deanston a repris ce même système hydroélectrique pour alimenter en énergie ses procédés de production de whisky.
Struan Mackie et Alex MacDonald, les fondateurs en 2020 de North Point Distillery, près de Thurso, dans le Caithness, mirent eux aussi à profit ce qui existait à proximité immédiate en aménageant leur distillerie à Forss, une ancienne station d’écoute radio construite par la marine américaine dans les années 1960. Après la fermeture dans les années 1990 de cette base militaire datant de la guerre froide, elle fut transformée en parc d’activités et d’énergie. Forss possède à ce titre six éoliennes géantes dont l’électricité est utilisée par North Point pour alimenter le circuit de chauffe vapeur qui chemise ses alambics électriques.
« Nous étions conscients que le choix d’alambics électriques nous limiterait sur le plan du volume global de production, mais à l’heure actuelle, nous considérons que c’est la méthode durable qui nous convient le mieux », explique MacDonald. North Point a élaboré la technologie avec son fournisseur d’alambics et estime que son alambic de première distillation d’une capacité de 2 000 litres est aujourd’hui le plus grand alambic électrique du Royaume-Uni.
La production annuelle de North Point est d’environ 20 000 litres d’alcool pur. L’entreprise projette d’aménager sur le site une distillerie de 400 000 litres qui brûlera du biogaz pour porter les alambics de plus grande capacité à la température requise, laquelle sera entretenue par des chemises à vapeur électriques.
Priorité au développement durable
Ce biogaz devrait être fourni par une installation de méthanisation (ou digestion anaérobie – DA) en cours de mise au point à Forss. La DA fait appel à des bactéries qui consomment des déchets naturels et produisent du méthane, le même gaz que celui du réseau de gaz de ville. Les déchets proviennent de plusieurs distilleries installées le long de la côte du Caithness, notamment North Point, Pultney et 8 Doors.
Si Mackie et MacDonald ont opté pour une utilisation directe de l’électricité, Iain Stirling et ses frères ont emprunté une direction différente dans leur distillerie Arbikie, à proximité d’Arbroath, en Angus. L’électricité produite par la gigantesque éolienne de leur ferme alimentera un électrolyseur, dispositif de séparation des gaz constitutifs de l’eau, à savoir l’oxygène et l’hydrogène, tout comme dans l’expérience scientifique chère à l’enseignement secondaire.
L’hydrogène est alors brûlé pour alimenter une chaudière, de la même manière que le gaz de ville ou le GPL. À ceci près que l’unique sous-produit de la combustion de l’hydrogène est la vapeur d’eau inoffensive, contrairement au dioxyde de carbone et autres gaz nocifs à effet de serre émis par la combustion du gaz naturel.
Arbikie a déjà érigé son éolienne et installé sa chaudière à hydrogène, l’électrolyseur devant être mis en service dans les semaines à venir. « Cela deviendra un projet de démonstration que nos partenaires industriels pourront venir voir pour en découvrir le fonctionnement », explique Stirling. Il donnera également aux consommateurs la possibilité d’en savoir plus sur le développement durable. La demande existe. Je voyage dans le monde entier et j’ai pu constater que le développement durable est un sujet de conversation récurrent avec nos partenaires hôteliers et avec les consommateurs chez nos détaillants. »
Arbikie produira de l’hydrogène vert en tirant parti des énergies renouvelables pour alimenter l’électrolyseur. En revanche, nombreux sont les représentants de l’industrie pétrolière et gazière à prôner l’hydrogène gris ou bleu, produit par « craquage » ou séparation de l’hydrogène du gaz naturel, procédé qui laisse entier le problème des émissions de dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre.
Plus généralement, la solution hydrogène n’est pas exempte de critiques. De nombreux ingénieurs préconisent d’utiliser directement l’électricité renouvelable, car c’est employer plus efficacement cette énergie, sans passer par l’étape intermédiaire de la production d’hydrogène. Mais du point de vue du distillateur, l’hydrogène demeure plus facile à exploiter, car il ne nécessite que l’installation qu’une nouvelle chaudière, sans modifier le reste des installations de production, contrairement aux alambics électriques ou aux PCHT dont le fonctionnement requiert de nouveaux équipements.
Les atouts de la chauffe directe à l’hydrogène
Les distilleries seront vraisemblablement nombreuses à envisager de produire leur propre électricité in situ, au moyen d’éoliennes ou d’autres dispositifs d’énergie renouvelable. Mais en milieu rural et dans les îles, en raison d’un manque d’investissement dans le réseau électrique, des mises à niveau onéreuses sont nécessaires pour faire face à la croissance de la demande, ce qui compromet souvent la rentabilité des projets.
La production et le transport de l’hydrogène suscitent également des questions. Arbikie est en mesure de produire son hydrogène sur place, mais d’autres distilleries attendent de voir si l’hydrogène pourrait être produit dans les centres d’activité régionaux envisagés par les pouvoirs publics écossais, puis transporté vers le consommateur au moyen de camions-citernes, comme c’est actuellement le cas pour le kérosène ou le GPL.
À l’avenir, la chauffe directe des alambics à l’hydrogène serait même envisageable. Suntory, le géant des spiritueux, qui possède des bourbons comme Jim Beam, des blends comme Canadian Club et des distilleries écossaises allant d’Auchentoshan à Laphroaig, a récemment mis l’hydrogène à l’essai dans sa distillerie de Yamazaki, au Japon.
La technique pourrait être le cas échéant adoptée par la distillerie Glen Garioch, près d’Aberdeen, qui a rouvert ses portes en 2022 après la reconversion de son wash still à chauffe directe, qui fonctionne désormais au gaz de ville. « Nous avons dû rappeler un ancien employé à la retraite pour nous aider à réaliser cette adaptation », s’exclame Alistair Leckenby, responsable de l’environnement et du développement durable chez Suntory.
« Nous sommes convaincus que la chauffe directe rehausse le caractère du distillat que nous produisons. La température de la vapeur est d’environ 130 °C, mais quand un fourneau chauffe sous l’alambic, la température de l’interface avoisine les 1 000 °C. La chaleur est donc beaucoup plus intense, elle provoque une caramélisation et donne aux arômes et saveurs un caractère véritablement robuste. L’hydrogène peut potentiellement brûler à une température encore plus élevée que celle du méthane. »
Les projets de démonstration d’Arbikie et de Suntory ont été financés dans le cadre du concours des distilleries vertes lancé par le gouvernement britannique, parallèlement au Celsius Project géré par la Cornish Geothermal Distillery Company. Matthew Clifford, fondateur de cette société de géothermie, est sur le point de conclure un accord de financement qui lui permettra de construire une distillerie de rhum et une infrastructure de maturation des fûts intégrées à l’Eden Project, en Cornouailles, et alimentées en énergie par sa centrale géothermique.
« C’est un projet de démonstration important, non seulement pour la distillation ou le secteur agroalimentaire au sens large, mais aussi pour toutes les autres industries », explique Clifford, qui a eu l’idée d’explorer le potentiel énergétique du sous-sol après avoir observé des centrales géothermiques en Nouvelle-Zélande durant de sa carrière de pilote d’hélicoptère.
L’importance de s’adapter à son environnement
Annabel Thomas, la fondatrice de Nc’Nean dans sa ferme familiale de la péninsule de Morvern, sur la côte occidentale de l’Écosse, s’est également posée la question essentielle de la production de chaleur nécessaire au fonctionnement de sa distillerie. « Le site a été ma première considération, car sans lui, je ne me serais probablement jamais lancée dans la création d’une distillerie, mais pas loin derrière, le combustible était la seconde priorité », explique-t-elle.
La distillerie Nc’Nean brûle des copeaux de bois dans une chaudière à biomasse qui fournit la chaleur nécessaire aux serpentins à vapeur qui tapissent l’intérieur de ses alambics, la chaleur résiduelle étant suffisante pour chauffer également ses bureaux. Elle fabrique ses copeaux à partir d’arbres provenant du domaine environnant, dans le cadre d’une exploitation forestière commerciale – un contraste saisissant avec ces informations sinistres qui nous apprennent que des granulés de bois livrés aux centrales électriques à biomasse du Royaume-Uni sont issus de forêts anciennes du Canada et des États-Unis.
« S’il y a des arbres sur place, la biomasse est une solution très judicieuse », ajoute Annabel Thomas, qui a accueilli sur son site des représentants de Diageo – le premier distillateur d’Écosse et propriétaire de marques comme Bell’s, J & B et Johnnie Walker – venus voir le fonctionnement de sa chaudière à biomasse. À plus grande échelle, la distillerie Brora, remise en service par Diageo dans le Sutherland, exploite elle aussi la biomasse, alimentée en copeaux de bois provenant du nord de l’Écosse.
Gareth Roberts, d’Organic Architects, estime que dans un avenir proche, les entreprises choisiront le site de leur distillerie en fonction de la disponibilité de l’énergie, de la même manière que les hauts-fourneaux se sont implantés à proximité des mines de charbon des vallées galloises, ou que les fonderies d’aluminium se sont installées à Lochaber pour exploiter l’hydroélectricité.
« Dans des régions comme celle de Campbeltown, où l’énergie éolienne est abondante, des distillateurs pourraient travailler avec des parcs éoliens appartenant à des producteurs privés, ajoute-t-il. L’implantation de distilleries à proximité de parcs éoliens serait même une excellente idée, et j’ai déjà repéré un endroit où on pourrait la concrétiser. »
En dernière analyse, l’emplacement de la distillerie sera un paramètre essentiel dans le choix de l’électrification ou de l’hydrogène. Alors que la réalisation de l’objectif zéro émission nette se profile à l’horizon, les propriétaires compareront les coûts de production de l’électricité ou de la chaleur provenant de leurs propres sources, avec ceux de la mise à niveau de leurs connexions aux réseaux nationaux d’énergie.
