InnovationValorisation

Les dossiers de l'inventeur
Pour trouver,
il faut d'abord chercher
Le Portail de l'innovation
Rechercher sur Innovalor Powered by X-Recherche

" Je cherche quand je veux, je trouve quand je peux. " (Albert Einstein)

Retour

Le Bio-méthane

Le Bio-hydrogène

La méthanisation

La méthanisation en STEP

L'épuration des Biogaz

Le captage du CO2

Les siloxanes

 

Le procédé VABHYOGAZ

Le biométhane - Enjeux et solutions techniques (Par ENEA)

Valorisation chimique du CO2 - Etat des lieux 2014 - Bénéfices énergétiques et environnementaux - Evaluation économique de 3 voies chimiques (Par ADEME)

Etude du traitement des siloxanes par adsorption sur matériaux poreux: application au traitement des biogaz (Par HAL)

Outil d'aide à l'injection du biométhane dans les réseaux de gaz naturel

Panorama de la filière biogaz, biométhane et de ses acteurs (Par ATEE)

Etude de marché de la méthanisation et des valorisations des biogaz (ADEME/GRDF 2010)

 

 

Plaquette PTC

Publicité PTC

Annuaire Invention Europe

Catalys

Greenpack

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le biométhane
La ressource
à partir des biogaz

Réduction des gaz à effet de serre, amélioration de la gestion des déchets, préservation de la qualité des sols et des nappes phréatiques et création d'emplois, le biométhane participe au développement d'une économie circulaire territoriale où les déchets deviennent des ressources renouvelables.

 

Produit à partir de déchets issus de l'industrie agro-alimentaire, de la restauration collective, de déchets agricoles et ménagers, le biométhane est un biogaz épuré qui respecte à 100% les propriétés du gaz naturel.

La digestion de ces matières organiques produit du biogaz pouvant être valorisé par combustion sous forme de chaleur et/ou d’électricité. Ce biogaz peut être purifié pour atteindre la qualité du gaz naturel. On l’appelle alors « biométhane ».
Une fois épuré et odorisé, il peut être injecté dans les réseaux de gaz. Ses emplois sont multiples : chauffage, électricité, carburant…
La production de biogaz génère un résidu appelé digestat.
Engrais organique naturel, il est répandu sur les terres agricoles et se substitue ainsi aux engrais minéraux d’origine fossile.

Le biométhane obtenu à partir des biogaz est utilisable dans quatre filières:

  • Valorisation thermique
    La chaleur de combustion du biométhane peut servir pour la production d'eau chaude, de vapeur à moyenne ou haute pression, ou bien dans des fours de procédés.
    La pression nécessaire pour l'alimentation des appareils au gaz est généralement faible : 20 à 100 mbar.
    D'une manière générale, les valorisations thermiques nécessitent des débouchés de proximité : il peut s'agir de consommateurs externes au site de production (industries, réseau de chaleur...) ou d'usages internes.
    Sur les stations d'épuration, une partie du biogaz produit est en général utilisé pour maintenir le digesteur à la température de fermentation (37 ou 55 °C). Cette consommation interne du procédé représente environ 15 à 30% de la production.


  • Valorisation électrique (avec ou sans cogénération)
    Environ 7 Nm3/an de biométhane sont produits par équivalent habitant. Après cogénération du biométhane on obtient une production d'environ 12,6 kWh/an/EH de chaleur et 15,4 kWh/an/EH d'électricité.


    installation de cogénération


  • Injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel
    La production annuelle de biométhane injecté dans le réseau est estimée à environ 3,5 Nm3/an pour 1 EH (on estime que le biométhane produit correspond à 50 % du volume de biogaz produit et 75% du PCS du biogaz produit). La production de biométhane est ainsi équivalente à environ 35 kWh/an/EH PCS.

  • Biocarburant 
    Assez répandue en Suède, la valorisation du biométhane sous forme de carburant automobile ne fait l'objet en France que de quelques installations pilotes en cours d'optimisation : Lille, Sonzay (près de Tours), Chambéry. Elle est destinée pour l'instant à l'alimentation des flottes captives de véhicules des collectivités locales : collecte des ordures ménagères, transport en commun ; son intérêt est à la fois économique et environnemental, compte tenu de la qualité des rejets des moteurs à gaz.

Le biométhane: des opportunités écologiques et économiques

Parmi les énergies renouvelables, la méthanisation répond sans doute le plus aux exigences d’un développement durable : elle valorise les déchets par la production d’énergie et d’éléments fertilisants non polluants, contribue à la mise en valeur des territoires agricoles, participe à la lutte contre les gaz à effet de serre, créée une filière d’entreprises innovantes.


Le biométhane : équilibrer notre approvisionnement en gaz 

L’Ademe estime qu’en 2030, 20% de la fourniture totale de gaz proviendra de la méthanisation.
Le biométhane, issu de l’épuration du biogaz, peut d’ores et déjà être directement injecté dans les réseaux de distribution de gaz.
Il contribue ainsi fortement à la réduction de la dépendance énergétique française en limitant les besoins d’importation de gaz naturel.


Le biométhane : la valorisation en carburant vert


Le biométhane est également un carburant vert qui alimente aujourd’hui les transports en commun des collectivités et alimentera demain le transport routier.
Un projet ambitieux de maillage du territoire français par des stations de biométhane est en cours de développement qui offrira aux transporteurs routiers une véritable alternative d’approvisionnement.

Cette filière offre ainsi de très nombreuses opportunités pour divers secteurs d’activité à condition de maîtriser les risques inhérents à ce nouveau marché.


Le biométhane : la valorisation en bio-hydrogène

Actuellement, avec la fin programmée du "Diesel" jugé polluant, une phase transitoire est lancée avec les véhicules "électriques" et "hybrides" pour lesquels rapidement les batteries poseront un problème environnemental (construction et recyclage).
Un marché naissant est celui de l’hydrogène pour l’alimentation des véhicules à pile à combustible à hydrogène.
La pile à combustible (PAC) utilise de l’hydrogène (H2) et de l’oxygène (O2) pour générer de l’électricité et de la chaleur, en n’émettant que de l’eau.
Il est clair que pour cette application de l’hydrogène, celui-ci doit obligatoirement être produit sans émission de CO2 fossile et distribué à un prix de vente attrayant.
Cet hydrogène peut être produit à partir de très nombreuses sources d’énergie primaire,

    • soit par électrolyse
    • soit par reformage

Dans les deux cas, son coût dépend fortement de la taille de l’installation de production et du coût de l’énergie primaire utilisée.
Les énergies renouvelables (produites sans émissions de CO2 fossile) les moins chères sont actuellement le biogaz et l’électricité d’origine hydraulique.

Etude de marché 2010

Chiffres biométhane 2013 :

Nombre de projets en développement :

·                Plus de 360 projets fin 2013

Délais moyen de réalisation des projets :

·                3 à 5 ans

Chiffre d’affaires 2012 :

·                290 millions d’euros

Nombre d’emplois mobilisés en 2013 : 

·                Plus de 1700 emplois directs identifiés en 2013, dont un tiers sur sites de production de biogaz

Tarif d’achat de l’électricité produite à partir du biogaz 2013 : 

·                Entre 11,19 et 19,97 cent.€/kWh selon la taille, l’efficacité énergétique et les matières traitées pour les sites autres que les Installations de stockage
de Déchets Non Dangereux (ISDND)

·                Entre 8,121 et 9,765 cent.€/kWh pour les ISDND selon la taille

Coût d’une installation de méthanisation : 

·                Très variable de l’une à l’autre ; estimé entre 6.000€ et 10.000€ par kW électrique installé

Montant des subventions du fonds déchets et du fonds chaleur allouées pour la production de biogaz en 2013 : 

·                Environ 33,6 millions d’euros

Total des Térawatt/heures produits : 

·                Environ 2,3 TWh/an d’énergie finale produite

Production nationale de biogaz : 

·                En 2012, la France a été le 4ème producteur européen de biogaz avec une production de 450 ktep d’énergie primaire.

Source : http://www.bioenergie-promotion.fr/

L'aventure biométhane à l'horizon 2030

Que ce soit au niveau européen ou national, l'ambition concernant la méthanisation est forte et les objectifs élevés.
L'Ademe, de son coté, avance que 30 Th/h de biométhane pourraient être injectés dans le réseau par 1 400 installations à l'horizon 2030.
Cela représente l'énergie nécessaire pour chauffer 2 500 000 foyers et alimenter 55 000 bus ou camions.

GRDF de son coté évalue le biométhane injecté à 0,2 TWH/an de nos jours. à l'horison 2030, il passerait à 30 TWh/an soit une augmentation de 15.000% !!!!.
En 2030, 10% de la consommation annuelle de gaz en France proviendrait du biométhane.

 

Les coûts de production du biométhane

Un coût de revient du biométhane supérieur au prix d’achat du gaz naturel

Le coût de revient du biogaz et du biométhane est difficile à évaluer car il dépend de la ressource utilisée et de la taille des installations.
Le coût des investissements se révèle nettement supérieur en France à celui pratiqué en Allemagne.
Dans des installations de grande taille, le coût de production du biométhane issu de biogaz se situerait entre 6 cent.€/kWh (centimes d’euros) à partir de déchets et 8,5 cent.€/kWh à partir de cultures.
Dans des installations de petite taille, le coût de revient monte à 15 cent.€/kWh à partir de lisier et à 21 cent.€/kWh à partir de cultures.
Avec un prix du gaz naturel à environ 2,5 cent.€/kWh au stade « gros » et 4,5 à 5 cent.€/kWh chez le particulier, il est indispensable de compenser l’écart de coût entre le méthane d’origine fossile et le biométhane pour l’incorporer dans le réseau.
Pour la production d’électricité, un tel mécanisme de compensation existe déjà.
Les tarifs fixés ne sont toutefois pas suffisants pour que les projets soient rentables sans subvention.
Un mécanisme similaire sera également nécessaire pour l'injection dans le réseau et pour la carburation, avec un écart à combler du même ordre de grandeur que celui qui existe entre les biocarburants de 1ère génération et les carburants fossiles.

Cependant, un projet de production de biométhane carburant à partir de déchets devrait être a priori plus rentable qu’un projet utilisant des cultures énergétiques.

Le tableau suivant résume les paramètres les plus importants des technologies décrites appliquées à un biogaz brut de composition moyenne.
La valeur de certains paramètres représente une moyenne issue de la bibliographie ou d’installations existantes.
Les prix indiqués sont ceux de mars 2014.

Paramètres
Lavage à l'eau
lavage avec un solvant organique
Lavage aux amines
Technologie PSA
Technologie membranaire
Méthane contenu [vol%]

95,0 - 99,0

95,0 - 99,0
> 99,0

95,0 - 99,0

95,0 - 99,0

Taux de récupération du méthane [%]

98,0

96,0

99,96

98

80 - 99,5

Perte en méthane [%]

2,0

4,0

0,04

2,0

20 - 0,5

Pression en sortie [bar(g))]

4 - 8

4 - 8

°

4 - 7

4 - 7

Besoins en électricité [kWh/m3 de biométhane]

0,46

0,49 - 0,67
0,27

0,46

0,25 - 0,43

Besoin en chauffage et température de consigne

-

70 - 80·C
120 - 160·C

-

-

Désulfurisation requise

Dépendant du process

oui

oui

oui

oui

Besoins en consommables

Agent de désengorgement, agent de séchage

Solvant organique (dangereux)

Solution aux amines (dangereux, corrosif)

Charbon actif (dangereux, risque incendie)

Taux de charge partiel [%]

50 - 100

50 - 100

50 - 100

85 -115

50 -105

Nombre d'installations de référence

important

bas

moyen

important

bas

 

Coûts d'investissement
[€/(m3/h) biométhane]
 

pour 100 m3/h

10 100

9 500

9 500

10 400

7 300 - 7 600

pour 250 m3/h

5 500

5 000

5 000

5 400

4 700 - 4 900

pour 500 m3/h

3 500

3 500

3 500

3 700

3 500 - 3 700

 

Coûts de fonctionnement
[
cent.€/m3 biométhane]
 

pour 100 m3/h

15,4

15,2

15,8

16,4

11,9 - 17,4

pour 250 m3/h

11,4

11,2

13,2

11,1

8,5 - 12,8

pour 500 m3/h

10,1

9,9

12,3

10,2

7,2 - 11,1

 

Retour

 


Copyright © Innovalor depuis 1999
SIRET 510 692 726 00019 - Code APE 4791A
Tous droits réservés - Marque déposée ®
|
Webmaster | Mentions légales

 

Quelquefois, les plus petits ressorts font mouvoir les plus grandes machines.
(Jean-Paul Marat)

 

 

 

Pour nous écrire