notes de lecture avis ademe méthanisation

Notes de lecture de Marc Flender [email protected]

Notes de lecture : « Méthanisation – Avis de l’ADEME– Novembre 2016»

http://www.ademe.fr/avis-lademe-methanisation

Avertissement ;Cette note de lecture est un résumé de morceaux choisis. Elle ne prétend pas couvrir le livre de manière complète. N’hésitez pas à diffuser ces notes autour de vous.

Deux niveaux de lecture vous sont proposés :1. Pour aller vite : lecture des titres de chaque paragraphe = partie gauche de chaque

page2. Si vous avez le temps : lecture de l’ensemble de chaque page : gauche et droite

1 Description de la méthanisation

Méthanisation = «digestion anaérobie »

dégradation d’une matière organique (appelée substrat) par des micro-organismes en conditions contrôlées et en l’absence d’oxygène.

Deux produits sont issus de la méthanisation : digestat et biogaz

un digestat, : produit humide riche en matière organique partiellement stabilisée qui peut retourner au sol après éventuellement une phase de maturation par compostage

du biogaz : mélange gazeux saturé en eau à la sortie du digesteur, composéde méthane et de CO2

4 intérêts aux projets de méthanisation

la gestion des déchets organiques la production d’énergie renouvelable la substitution d’engrais minéraux par l’épandage du digestat

(amélioration de la fertilisation) la limitation des émissions de gaz à effet de serre notamment du

monde agricole en limitant les émissions de méthane.

La méthanisation permet le stockage du biogaz produit

Élément différenciant par rapport aux autres énergies renouvelables

permet de réguler les pointes de consommation journalière d’électricité

Elle génère des nuisances ...

flux de transport, bruits, odeurs et émissions atmosphériques dangerosité du stockage de biogaz,

31 mars 2017 1/8 version 1

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http://www.ademe.fr/avis-lademe-methanisation


...ainsi que des incertitudes techniques et financières

Les modèles économiques adaptés aux territoires français restent à consolider et diversifier,

l’offre de solutions doit être standardisée pour réduire les coûts et fiabiliser les installations

2 Etat des lieux et potentiel de développement

2.1 Des pays voisins riches d’enseignements

Allemagne : pays avec le plus fort développement

9 000 installations utilisation de cultures énergétiques principales (ex : maïs) valorisation du biogaz en électricité seule.

Suède développement du biométhane carburant

Italie Croissance très rapide : 20 TWh d’énergie primaire atteints en 2012

Royaume Uni et France : stratégies similaires de développement pour produire de l’injection ou de la cogénération

Développement progressif basé sur plusieurs substrats : effluents d’élevage, déchets

organiques et cultures valorisation énergétique basée sur la cogénération (chaleur et

électricité) et sur l’injection du biométhane dans le réseau de gaz naturel

Première conclusion : assurer une bonne visibilitéaux acteurs de la filière

Conclusion Basée sur l’analyse des stratégies des pays acteurs : porteurs de projet, constructeurs, banquiers contexte = ensemble des tarifs, subvention, réglementation, etc conclusion : le contexte doit être clair et ses changements

progressifs

2.2 En France, une filière en développement

en janvier 2016, ce sont plus de 450installations

80 installations en industries 88 installations sur stations d’épuration des eaux usées urbaines, 16 installations liées au traitement de déchets ménagers 236 installations à la ferme 31 installations centralisées (regroupant plusieurs agriculteurs)




Depuis 2015, + 70 installations àla ferme par an

Voir la carte des installations : http://carto.sinoe.org/carto/methanisation/flash/

Chiffres de production

environ 100 MWe de capacités électriques installées 700 GWh électrique, 700 GWh chaleur, 82 GWh d’injection de biométhane dans un réseau de gaz naturel

430 acteurs en 2016

Potentiel d’emplois important

Etude 2013 du Club Biogaz ATEE 15 000 d’emplois supplémentaires créés entre 2013 et 2020

Mais trop peu de nouvelles installations

Pas assez d’activité économique pour ces acteurs pas d’atteinte des objectifs fixés par l’Etat

2.3 Des objectifs ambitieux

Tri des déchets Objectif inscrit dans la Loi de Transition Energétique pour la Croissance Verte

objectif : généralisation du tri à la source des déchets organiques àl’horizon 2025



http://carto.sinoe.org/carto/methanisation/flash/


Plan Pluriannuel de l’énergie

Priorité donnée à la prod de chaleur

hiérarchie de la valorisation du biogaz en faveur respectivement de la production de chaleur, l’injection, puis la production d’électricité avecvalorisation de la chaleur.

2.4 Un potentiel de développement conséquent à l’horizon 2030

Objectif : 30 000 GWh en 2030

gisement mobilisable principalement agricole estimé à plus de 70 000 GWh d’énergie primaire représenteront 14 % de la consommation de gaz

Priorité aux déchets déchets organiques effluents d’élevage, L’utilisation des terres agricole pour la production de biogaz pose

ainsi des questions sociétales et d’acceptabilité

Recours autorisé aux cultures principales, avec unplafonnement

utiles pour équilibrer le fonctionnement du digesteur. Décret n° 2016-929 du 7 juillet 2016 le décret limite le recours aux cultures principales à une

proportion maximale de 15 % du tonnage brut total des intrants par année civile

2.5 Une technologie mature

technologie « Infiniment mélangé mésophile »

méthanisation en milieu liquide avec un substrat en agitation continue à 38°C.

Bien développés chez nos voisins convient très bien à un substrat homogène avec un faible taux de

matière sèche lisiers, les ensilages de cultures et les déchets organiques marge possible d’optimisation (notamment lors de la préparation des intrants, et l’amélioration de la gestion des digesteurs)




Technologie par voie solide : à explorer en France

méthanisation de substrat dont le taux de matière sèche est supérieur à 20%

fumier, résidus de culture peu développés chez nos voisins

2.6 De nombreuses valorisations énergétiques possibles

valorisation directe du biogaz en chaleur

très bon rendement Le besoin doit être régulier toute l’année et pérenne

La valorisation en cogénération

bon rendement si la chaleur est suffisamment valorisée (process industriel)

la production seule d’électricité a une efficacité énergétique assez faible (de 30 à 40%)

L’injection de biométhane

possibilité de garanties d’origine biométhane carburant, pour le secteur du transport méthanisation pourra alimenter directement des stations BioGNV

sans passer par le réseau (pratique courante en Suède)

Préconisations de l’ADEME

injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel ou l’utilisation du biogaz en usage direct sous forme de chaleur

2.7 Des installations rentables dans leur majorité (en prenant en compte les nouveaux tarifs électriques de 2015/2016)

Viabilité des projetsgrâce au tarif de rachat

Les conditions d’achat de l’énergie (électricité et biométhane) sont les principaux leviers économiques permettant l’émergence de la filière méthanisation

Le bilan économique d’un panel de 80 installations est aujourd’hui positif, notamment grâce à la hausse du tarif d’achat intervenue en 2015.

Modèle le plus performant : à la ferme

La petite méthanisation à la ferme et le modèle centralisé industriel présentent des résultats économiques satisfaisants

Modèle le moins performant : grand collectif

Investissements importants (bâtiment et matériel supplémentaires) la fragilité et le coût d’un plan d’approvisionnement sur un

territoire très large, charges d’emplois supérieures, les coûts de gestion des digestats

2.8 Des difficultés à surmonter




Investissements lourds

De 300 000 € à 15 000 000 € Difficulté, notamment du monde agricole, de mobiliser les

capitaux permettant d’investir

Nombreux problèmes rencontrés

casse de parties de l’installation inadéquation de l’installation aux substrats traités difficulté de maîtrise du gisement (en quantité, qualité et prix)

D’où un risque financier jugé important par les financeurs

Et le besoin d’aides publiques

subvention ou avance remboursable justifiée lorsque la rentabilité n’est pas suffisante soutiens à l’investissement pour faciliter l’accompagnement

financier des installations par les banque

3 Recommandations pour le développement de projets deméthanisation

3.1 Une adaptation nécessaire au contexte de territoire

Adapter le modèle de méthanisation auterritoire

choisir une taille, organisation, technologie et valorisation énergétique selon les spécificités locales.

3.2 Renforcer la pérennité des installations en sécurisant le plan d’approvisionnement

Sécuriser l’ approvisionnement

La ration d’intrant doit être planifiée et sécurisée dès le montage du projet de méthanisation

attention aux concurrences d’usage pour un même substrat, notamment s’il bénéficie déjà d’une filière de valorisation

Impliquer les fournisseurs

favoriser l’implication des détenteurs des déchets au sein d’un même projet de méthanisation grâce à une participation au capital par exemple

Adapter la taille de l’installation

en fonction du gisement réellement disponible au lieu de projeter une installation surdimensionnée "au cas où"




Prendre en compte les impacts

Impacts environnementaux : distance de transport notamment impacts économiques : évolution du prix des matières qui pourrait

déstabiliser les filières de valorisation existantes et augmenter le coût de production

3.3 Standardiser et diffuser les installations de méthanisation

Industrialiser la filière méthanisation agricole

pour augmenter le nombre de projets et favoriser une diminution des coûts d’investissement nécessite d’encourager la recherche d’une standardisation.

Deux modèles avec du potentiel de développement

installations regroupant plusieurs exploitations agricoles (moins de 10) et de taille moyenne (15 000 tonnes de substrat)

ou petites installations de moins de 85 kWe à la ferme

4 Perspectives : les avancées présentes et à venir

4.1 Les nouveaux procédés de méthanisation et les prises de risques

nouveaux procédés en développement

voie solide, changement de matériaux , changement de construction, changement de process, réduction de taille, préparation des intrants, épuration du biogaz la transformation du digestat voir http://www.ademe.fr/suivi-technique-economique-

environnemental-social-dinstallations-innovantes-petite-methanisation-a-ferme

La micro-méthanisation se développe

Les installations de micro-méthanisation (à l’échelle domestique) sontégalement en cours d’amélioration : elles sont aux étapes d’expérimentation et de recherche industrielle

risque à prendre par le constructeur et non par le porteur de projet

Éventualité de moindre performance ou difficultés de mise au point si innovations

impact : non remboursement des annuités bancaires solution : demander des compensations au constructeur si les

recettes s’avéraient inférieures aux prévisions.

Impliquer l ‘ADEME et BPI

De nombreux outils de financement de l’innovation existent à l’ADEME et ailleurs (BPI, Commission Européenne, etc.) qui permettent d’accompagner le constructeur et la filière


http://www.ademe.fr/suivi-technique-economique-environnemental-social-dinstallations-innovantes-petite-methanisation-a-ferme





4.2 L’injection portée

Nouveau modèle d’organisation

Plusieurs méthaniseurs d’un même territoire produisent du biométhane.

Ce dernier est comprimé, puis transporté pour être injecté en un même point sur le réseau de gaz naturel

Intérêt réduire le transport de substrats ou de digestats maximiser la valorisation énergétique :choix du point d’injection

en fonction de la capacité du réseau et des utilisateurs en amont). possibilité d’injecter du biométhane à des projets qui, sinon,

opteraient pour la cogénération

Frein : tarif de rachat trop bas

Pas de frein technique

4.3 Services rendus aux réseaux énergétiques locaux

Régulation énergétique par stockage….

stockage de réserves de biogaz sur de courtes périodes

Ou par absorption d’excédents électriques PV et éolien

couplage d’une unité d’épuration de biogaz qui fournit du CO2 avec de l’hydrogène issu d’un procédé d’électrolyse

permet de réaliser la réaction de méthanation (production de méthane de synthèse, par voie catalytique ou biologique).

4.4 Nouvelles voies de valorisation du biogaz

production combinée de méthane et d’hydrogène

à partir du substrat biologique (voie biologique ou catalytique) permet de produire de l’hydrogène industriel ou d’hydrogène pour

la mobilité (développement des véhicules électriques hydrogène pour répondre aux besoins du territoire

5 Quelques ressources complémentaires

Sites Internet http://atee.fr/biogaz http://www.enr.fr/le-biogaz


http://www.enr.fr/le-biogaz

http://atee.fr/biogaz


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