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Le procédé VABHYOGAZ

Le biométhane - Enjeux et
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(Par ENEA)

Valorisation chimique du
CO2
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- 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
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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)

 

 

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Les gisements de biogaz/biométhane

A ce jour, Le biogaz est le résultat de la méthanisation ou digestion anaérobie de déchets fermentescibles.
Le chiffre d'affaire de la valorisation énergétique du biogaz a été de 600 M€ en 2016.

Le marché français du biogaz devrait plus que doubler sur les cinq prochaines années pour atteindre 920 millions d’euros en 2020, contre 390 M€ en 2015, estime une étude réalisée par Xerfi.

 

Les principales sources de biogaz

Au-delà des nouveaux mécanismes de soutien publics attendus par les acteurs du marché, c’est avant tout « la structuration de la filière qui s’impose comme une nécessité.
Les intrants, sources les plus courantes de biogaz (contenant le biométhane), proviennent des stockages de matière organique volontaires ou involontaires qui trouvent leur origine dans : 

Les effluents d'élevage (Lisiers, fumiers)

  • Les lisiers (composés des déjections liquides et solides des animaux)
  • Les fumiers (mélange du lisier avec la litière des animaux : paille, foin...).
    Ils représentent la majeure partie des effluents.

Les effluents d’élevages sont issus des activités d’élevages, notamment bovins et porcins, et sont localisés au niveau des bâtiments d’élevage.

Les cultures énergétiques
Ce sont des cultures cultivées essentiellement à des fins de production d’énergie. Elles peuvent servir d’intrants dans les unités de méthanisation qui utiliseront le pouvoir énergétique de ces plantes.

Les cultures intermédiaires à vocation énergétique (CIVE) & les cultures intermédiaires pièges à nitrates (CIPAN)

  • Une culture intermédiaire à vocation énergétique (CIVE) est une culture implantée et récoltée entre deux cultures principales dans une rotation des cultures.
    Les CIVE peuvent être récoltées pour être utilisées en tant qu’intrant dans une unité de méthanisation agricole.
  • Une culture intermédiaire piège à nitrates (CIPAN) est une culture temporaire de plantes à croissance rapide destinées à protéger les parcelles entre deux cultures principales.
    Ces couverts sont obligatoires dans certaines régions ou zones à cause de la pollution des nitrates.
    En les utilisant pour leur croissance, les plantes du couvert piègent les nitrates restant à l’issue de la culture principale précédente.

Les déchets de cultures
Déchets du milieu agricole provenant des cultures (exemple : canne de maïs).

Les boues et co-produits des industries agro-alimentaires
Les industries agro-alimentaires génèrent toutes sortes de coproduits au cours des processus technologiques qu’elles utilisent afin d’élaborer leurs produits finis (produits laitiers, viandes, produits du grain, fruits et légumes, etc.).
Dès lors que le produit est valorisé il s’appellera « coproduit».
Les boues d’origines agro-industrielles proviennent des abattoirs, laiteries, fromageries, biscuiteries, brasseries, conserveries, etc.

Les sous-produits animaux (SPA)
Le règlement européen (CE) n°1069/2009 classe les sous-produits animaux en trois catégories.
Il définit la manière dont les matières de chaque catégorie doivent ou peuvent être éliminées ou valorisées pour certains usages dans le souci de maintenir un niveau élevé d’hygiène.

Les déchets ménagers
Il s’agit des déchets issus des ménages et des déchets assimilés.
Les déchets produits par les services municipaux, déchets de l’assainissement collectif, déchets de nettoyage des rues, de marché ne relèvent pas de ce périmètre.

Les déchets verts (DV)
Un déchet vert désigne un déchet végétal résultant de l’entretien et du renouvellement des espaces verts publics et privés (parcs et jardins, terrains de sports, etc.), des collectivités territoriales, des organismes publics et parapublics, des sociétés privées et des particuliers.

Autres déchets (Boues de STEP, etc.)
Les boues traitées dans les stations d’épuration des eaux usées urbaines sont issues de l’activité humaine.
Leur valorisation pour la production de biométhane est autorisée depuis 2014.

 

Les perspectives de croissance de la filière biogaz

Dans le cadre de la Transition Energétique, le gouvernement a fixé des objectifs biométhane ambitieux à court et moyen termes (1,7 TWh en 2018 et 8,0 TWh en 2023).
Cette croissance devrait continuer après 2023 avec des perspectives entre 12 et 30 TWh d’injection annuelle d’ici 2030.

Le biométhane est aujourd’hui principalement produit à partir des déchets ménagers et des boues de STEP. Néanmoins, encore minoritaires, les déchets issus du monde agricole devraient représenter le principal relai de croissance d’ici 2030.

Le biométhane, issu de la méthanisation, est la première technologie de production de gaz renouvelable, dès à présent mature. À moyen et long terme, de nouveaux procédés de production de biométhane vont se développer :

  • la gazéification de la biomasse sèche et des CSR (Combustibles Solides de Récupération) ;
  • le Power-to-gas, c’est-à-dire la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau à partir d’EnR électriques et sa valorisation, soit par injection directe dans le réseau, soit après conversion en méthane de synthèse par méthanation ;
  • la valorisation des microalgues.
    Concentrée autour des secteurs chimie-raffinage-pétrochimie, alimentation animale et services de l’environnement, la filière biométhane issu des microlagues possède un potentiel dès 2020 estimé entre 1 et 9 TWh/an.

Forte du patrimoine forestier et agricole français, la filière biométhane de gazéification possède un potentiel de plus de 100 TWh/an à horizon 2020 et de plus de 250 TWh/an à horizon 2050.

La pyrogazéification est un procédé thermochimique permettant d’obtenir le syngaz (un gaz de synthèse) à partir de biomasse ou de déchets préparés (CSR).
Le syngaz produit est ensuite traité en vue de la production d’électricité, de chaleur ou de méthane de synthèse injectable dans le réseau.
Le gaz ainsi obtenu est appelé « biométhane de deuxième génération », si ce dernier est généré à partir d’intrants renouvelables et « méthane de récupération » lorsqu’il est généré à partir de la fraction non renouvelable des CSR (déchets).

Très différents des procédés de méthanisation, les procédés de pyrogazéification peuvent apporter des réponses innovantes, performantes et complémentaires de la méthanisation.
Ils permettent d’optimiser la valorisation énergétique de nombreuses biomasses et déchets aujourd’hui non valorisables sous forme de matière ou difficiles à traiter. En plus des nombreux atouts techniques et environnementaux des procédés de pyrolyse et gazéification, la filière «injection dans les réseaux » permet de :

  • Contribuer, aux côtés du biométhane issu de méthanisation, à l’atteinte de l’objectif de 10% de gaz renouvelable consommé en 2030, fixé par la Loi sur la Transition Energétique.
  • Développer une filière nouvelle permettant de traiter des typologies de biomasses non alimentaires, plus difficilement valorisables par méthanisation (résidus agricoles non fermentescibles, biomasse ligno-cellulosique...).
  • Proposer une alternative à la production d’électricité et de chaleur, avec des rendements a priori plus intéressants, en se libérant de toute contrainte saisonnière d’évacuation de la chaleur, et en adaptant les installations aux volumes des intrants disponibles dans les territoires.
  • Contribuer à l’optimisation de la politique territoriale de gestion des déchets avec la valorisation énergétique de CSR (production de méthane de synthèse partiellement renouvelable), mais avec un rendement énergétique plus intéressant, et des rejets atmosphériques nettement moindres que l’incinération.
  • Aider au développement de l’économie circulaire : produire dans les territoires une énergie renouvelable (ou de récupération, s’il s’agit de CSR) non intermittente, à un prix maîtrisable améliorant l’indépendance énergétique de la France.

Cette filière, dont les premiers projets sont attendus à partir de 2020, complétera donc à l’avenir efficacement les quantités de gaz renouvelable attendues de la production par méthanisation.
En effet, l’étude approfondie menée par GRDF en 2013, conclut à un potentiel technique de production de biométhane via gazéification variant de 150 à 250 TWh/an sur la période 2030 - 2050 (selon le scénario envisagé).

Même si ces chiffres restent à confirmer par des études complémentaires, et que la technologie d’épuration du gaz de synthèse nécessite encore des validations techniques, ces estimations démontrent néanmoins tout l’intérêt de la filière injection pyrogazéification au regard des objectifs du Grenelle de l’Environnement, au même titre que le biométhane produit par méthanisation.

 

http://www.grtgaz.com/

http://france-biomethane.fr/

http://petrole-et-gaz.fr/

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

 

 

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