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La production de gaz renouvelable (Flash 62)

samedi 22 décembre 2018, par Alain Argenson (ECN 62)

Le gaz renouvelable, appelé aussi biogaz et biométhane lorsqu’il est épuré, est le gaz produit par la dégradation biologique de la matière organique dans un milieu sans oxygène ou méthanisation.
Elle peut avoir lieu naturellement dans certains milieux tels que les marais. Elle peut également être mise en œuvre volontairement à des fins de production énergétique et/ou de traitement de déchets dans des unités de fermentation anaérobie grâce à un équipement industriel appelé “méthaniseur” ou “digesteur”, ou encore être produite naturellement au cœur des centres de stockage de déchets non dangereux (centres d’enfouissement technique).

Le biogaz de méthanisation est décomposé en trois sous-filières, segmentées selon l’origine et le traitement des déchets :

  • La méthanisation de boues de stations d’épuration des eaux usées-STEP (“gaz de digestion des boues”).
  • Le biogaz des installations de stockage de déchets non dangereux – ISDND (“gaz de décharge”)
  • La méthanisation de déchets non dangereux ou de matières végétales brutes : déchets organiques (déchets de table, épluchures, tontes…), déjections animales (lisiers) et matières agricoles (“autres biogaz”) Les méthaniseurs peuvent être approvisionnés par des cultures alimentaires ou énergétiques (par ex maïs), cultivées à titre de culture principale, dans une proportion maximale en France de 15 % (60% en Allemagne) du tonnage brut des intrants par année civile.

Une quatrième filière biogaz est issue d’un processus de traitement thermique (“biogaz provenant de procédés thermiques”) par pyrolyse ou par gazéification de la biomasse solide (bois, rémanents forestiers, déchets ménagers solides et fermentescibles). Ces procédés permettent la production d’hydrogène (H2) et de monoxyde de carbone (CO), qui, recombinés, permettent la production d’un biogaz de synthèse substitut au gaz naturel (CH4).

Le biogaz est utilisé pour produire de l’électricité injectée sur le réseau électrique avec ou sans cogénération ou produire de la chaleur.
Le biométhane est injecté dans les réseaux de transport et de distribution de gaz naturel et peut aussi être utilisé comme carburant dans les véhicules GNV.

Le digestat issu de la méthanisation a une excellente qualité agronomique. Selon la nature des matières méthanisées, le digestat est plus ou moins liquide et plus ou moins riche en azote.

Nombre d’installations au 30 juin 2018 (source Service de la donnée et des études statistiques (SDES)

Production brute (source Service de la donnée et des études statistiques (SDES)

Les gisements potentiels de substrats utilisables en méthanisation ont été estimés dans le cadre d’une étude réalisée par SOLAGRO et INDIGGO pour le compte de l’ADEME en 2013 à 56TWh d’énergies primaire.

Rappel : En France la consommation totale d’énergie primaire en 2016 était de 246,3Mtep (2860TWh) dont pour le gaz 38,1Mtep (442TWh)
En 2017 la production primaire totale de biogaz était de l’ordre de 9 TWh.

Les mécanismes de soutien

Un producteur de biométhane a la garantie qu’il pourra injecter sa production dans les réseaux de transports et de distribution de gaz naturel à un tarif qui lui permettra de couvrir les coûts d’investissement et d’exploitation de l’installation de production de biométhane tout en assurant une rentabilité normale du projet. L’obligation d’achat pour les gestionnaires de ces réseaux est contractée pour une durée de
15 ans. Les projets sont par ailleurs éligibles au fonds chaleur de l’ADEME pour l’investissement.

Il n’y a pas à ce jour de système de suivi qui permette de comptabiliser tout le biogaz (dit Bio GNV) utilisé comme carburant dans les véhicules.

Un producteur de biogaz peut produire de l’électricité qu’il pourra injecter sur le réseau de transport ou de distribution de l’électricité, Le tarif d’achat de l’électricité est garanti par une obligation d’achat sur 15 ans pour les installations de puissance inférieure à 500kWe. Pour les puissances supérieures il y a des appels d’offres.

Le fonds déchets finance les installations de méthanisation avec valorisation du biogaz par cogénération.

Conclusions

L’objectif d’installations de production d’électricité va être dépassé. Cependant, l’objectif d’installations d’injection de biométhane sera très loin d’être atteint.

La nouvelle Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE) en cours d’instruction pose quelques questions pour le développement de cette filière mais mélange biogaz produisant de l’électricité, biométhane injecté dans les réseaux et bioGNV.
Un groupe de travail méthanisation a remis ses conclusions en mars 2018. Dans les conclusions disponibles, le groupe de travail méthanisation ne semble pas s’être demandé pourquoi une filière se développe au-delà de l’objectif et l’autre nettement en deça. Les mesures proposées sont valables pour toutes les filières.

Mais produire du biométhane est plus complexe, notamment pour le fonctionnement, que de produire de l’électricité. Il faut par ailleurs être proche d’un réseau de gaz ce qui est moins courant qu’une ligne électrique. Des mesures spécifiques pour le biométhane et le bioGNV sont nécessaires si l’on veut un réel développement de ces filières.

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