Du Biogaz à l’injection de Biométhane dans le réseau

28 février 2017

Qu’est-ce que le biogaz ?

Le biogaz est issu d’une réaction biologique de dégradation anaérobie des matières organiques : la méthanisation, reproductible dans des conditions industrielles contrôlées.

Le biogaz est un gaz combustible de composition chimique variable produit de manière renouvelable.

Le Biogaz épuré (CO2, H2S, H2O) devient du Biométhane (CH4) disposant des mêmes caractéristiques que le gaz naturel et pouvant être injecté dans le réseau de distribution publique.

production

La méthanisationAprès la collecte, stockage des substrats sur le site de traitement

puis méthanisation au sein du digesteur après brassage et chauffage des substrats

Ou

Après le captage en ISDND (installation de stockage de déchets non dangereux, ou décharge)

La méthanisation2 technologies prédominent aujourd’hui en méthanisation : la

méthanisation par voie sèche dite « discontinue » et la méthanisation par voie humide dite « infiniment mélangée ».

Critère de comparaison Voie humide Voie sèche

Matière entrante Maximum 20% de Matière Sèche 20 à 40% de Matière Sèche

Stabilité du processPlus facile d’intervention en cas de

dysfonctionnement biologiqueGestion en parallèle de plusieurs

digesteurs

Besoin en chaleur 20 à 30 % de la chaleur produiteMoindres sur les installations bien

isolées

Besoin en électricitéPompes, brasseurs et

incorporateursFaibles

Digestat Pompable Manipulable au chargeur

Besoin en main d’œuvre Automatisation possibleImportant pour les chargements

déchargements

Production de Biogaz Production linéaireProduction séquencée dans le

temps

Des sites aux allures variées

Voie humide Voie sèche

Différents types de projets de méthanisation

Les projets agricoles « à la ferme » :

Les porteurs de projets sont des agriculteurs seuls ou regroupés dans une entité juridique (GAEC par exemple). Ils traitent des quantités de 3 000 à 10 000 tonnes par an, pour une production de biogaz entre 60 et 100 Nm3/h (soit entre 30 et 50 Nm3/h de biométhane)

Les projets collectifs et territoriaux

Ils regroupent plusieurs acteurs dont l’activité génère des déchets méthanisables : agriculteurs, collectivités, industries agro-alimentaires… On peut distinguer :

les petits collectifs qui traitent de 10 à 20 000 tonnes de déchets par an, pour une production de biogaz d’environ 150 Nm3/h (et donc de biométhane d’environ 100 Nm3/h)

les « grands collectifs » dont la capacité de traitement va jusqu’à 100 000 tonnes de déchets par an pour une production de biogaz d’environ 600 Nm3/h (et donc de biométhane d’environ 300 Nm3/h).

Entre ces 2 modèles petits et grands collectifs, il existe une multitude de configurations possibles entre la nature et les proportions des intrants méthanisés. On parle de co-digestion.

Différents types de projets de méthanisation, l’intérêt des mélanges

production

Les lisiers et fumiers, peu chargés en matières organiques sont les substrats les moins méthanogènes, ils ne sont que rarement méthanisés seuls. Par contre, ils apportent les bactéries nécessaires au processus biologique et des matières structurantes.

Les résidus de cultures, déchets agroalimentaires et les graisses sont très méthanogènes, ils dopent les performances des digesteurs et équilibrent les apports dans l’année.

Attention aux graisses : Apportées en trop grande quantité, elles peuvent causer quelques embarras gastriques aux bactéries ! Ces matières complémentaires sont souvent apportées par des tiers, ce qui suppose une contractualisation avec leurs fournisseurs. La pérennité de la ressource sur le long terme est un des facteurs clés de réussite des projets

Que faire du biogaz?

Une partie de l’énergie produite est utilisée pour le fonctionnement de l’installation (maintien en température des digesteurs), le reste est valorisable :

En combustion dans des chaudières En combustion dans des unités de cogénération, système qui

produit simultanément de l’électricité qui sera injectée dans le réseau électrique et de la chaleur

En injection après épuration dans un réseau de distribution ou de transport de gaz naturel,

En carburant après épuration.

La livraison de biogaz brut à un consommateur est aussi possible via des canalisations dédiées.

production

traitements

Comment valoriser ce biogaz ?

Le biogaz peut être consommé directement sur place pour produire de la chaleur, de l’électricité ou les deux (cogénération) ou être injecté dans un réseau de distribution de gaz.production

traitements

Biogaz brut

Traitement puis épuration

Chaleur ElectricitéCogénération (électricité +

chaleur)Biométhane

Traitement léger

Valorisation gazeuse :

Valorisation directe par combustion :

Comment valoriser ce biogaz ?

production

traitements

Biogaz brut

Traitement puis épuration

Chaleur ElectricitéCogénération (électricité +

chaleur)Biométhane

Traitement léger

Valorisation gazeuse :

Valorisation directe par combustion :

Le réseau permet tous les usages du gaz : chaleur, cuisson,

carburant, à proximité ou non du lieu de production.

Les textes réglementaires concernant l’injection

Novembre 2011 : 4 décrets et 4 arrêtés qui définissent l’essentiel du dispositif réglementaire de l’injection

– Les intrants autorisés– Les tarifs d’achat – Les garanties d’origine– L’acheteur de biométhane & acheteur de dernier recours

Février 2013 : La double valorisation– Les conditions de contractualisation entre producteurs de

biométhane et fournisseurs de gaz naturel– Les conditions d’achat de l’électricité et du biométhane

produits à partir de biogaz

Juin 2014 : autorisation d’injection du biométhane issu de boues et tarif associé

Choisir la valorisation « injection », c’est Produire du biogaz exclusivement à partir …

De la méthanisation de bio-déchets ou de déchets ménagers ; de déchets de l’industrie agro-alimentaire, des agro-industries,

et de la restauration collective ; de déchets organiques agricoles (effluents d’élevage ou déchets

végétaux) et de produits agricoles ; de matières organiques résultant du traitement des eaux usées

(boues, graisses, liquides).

Du captage en ISDND (Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux ou décharges)

L’épurer jusqu’à la qualité du gaz naturel, on l’appelle alors biométhane

Valider avec l’opérateur du réseau impacté par le projet que le débit d’injection visé sera compatible avec les consommations de la zone d’injection

Une fois injecté, le biométhane est consommé comme du gaz naturel.

biogaz

traitements

épuration

biométhane

L’épuration du biogaz jusqu’au biométhane

Plusieurs techniques existent :

biogaz

traitements

épuration

biométhane

ISDND77%9% 14%

L’injection de biométhane dans les réseaux : l’économie circulaire

14

Cartographie des sites janvier 2017

1 CVO Lille-Séquedin2 TVME Symevad Hénin-Beaumont3 Méthavalor Morsbach4 [GRTgaz] Ecocéa Chagny5 [TIGF] Biovilleneuvois Villeneuve-sur-Lot6 Biogaz Pévèle Wannehain7 Biogaz Meaux Chauconin8 Méthavos Sarreguemines9 Bio’Seine Méry-sur-Seine10 [Réseau GDS] Méthachrist Woellenheim11 Les Longchamps Andelnans12 Panais Energie Thennelières13 Sioule Biogaz St Pourçain-sur-Sioule14 Gâtinais Biogaz Château-Renard15 Agribiométhane Mortagne-sur-Sèvre16 Bioénergie de la Brie Chaumes-en-Brie17 Champ Fleury Liffré18 Létang Biogaz Sourdun19 O’ Terres Energie Ussy-sur-Marne20 Ferme de Chantemerle Epaux-Bezu21 Pré du loup énergie St Josse-sur-mer22 [Réseau GDS] Biogénère Strasbourg23 Aquapole Fontanil-Cornillon (Grenoble)24 Agrifyl (Chaumont)25 STEP Tour(s)+ (La Riche)26 Centrale Biogaz du Vermandois (Eppeville)27 STEP SILA (Cran Chevrier)

GRDF

ELD

GRTGAZ/TIGF

Déchets urbains

Effluents agricoles

Boues de STEP

Industriel territorial

3

1

1619

15

6

912

13

11

17

2

22

4

5

7

14

10

23

820

18

21

24

25

26

Début 2017, 23 sites injectent au périmètre GRDF soit près de 300 GWh/an = la consommation de plus de 25 000 foyers ou près de 1 350 bus BioGNV27 sites injectent tous réseaux confondus = plus de 400 GWh/an Perspectives : 100 sites en 2018* / Ambitions LTE : 10% de gaz vert dans la consommation finale en 2030

27

15

Carte des projets Biométhane – Région PACA

Projet en émergence Etude de faisabilité Etude détaillée Dimensionnement en cours Travaux en cours

= Décision d’injection dans le réseau

MES 202080 Nm3/h

Aptunion Apt

MES 2019200 Nm3/h

STEP de la Pioline

MES 2020350 Nm3/h

STEP de Sormiou

MES /250 Nm3/h

DLVA Manosque

MES /100 Nm3/h

CCMD Château-Arnoux

MES /200 Nm3/h

STEP de TPM

MES 2019130 Nm3/h

STEP de Fréjus

MES 2020160 Nm3/h

STEP de Cagnes

MES /150 Nm3/h

Territoriale du Pays d’Arles

MES /200 Nm3/h

ISDND Martigues

MES /40 Nm3/h

OM – Pays de Fayence

MES /120 Nm3/h

OM – Le Broc