Étude-action pour le développement de la méthanisation ...€¦ · 25% à 30% de mobilisation...

Étude-action pour le développement de la

méthanisation territoriale Pays du Bocage ornais

SOLAGRO Jérémie PRIAROLLO Claire CARBONNEL [email protected] [email protected]

2

Une étude/action

Phase 1 et 2 Inventaires Cartographie croisée Scénarios

Phase 3 Dimensionnement

Phase 4 Analyse comparative Communication Identification des MOA

COSUIV 1

COPIL 1

COPIL 2 COSUIV 2

COSUIV 3 COPIL 3

22 avril 2016

28 juin 2016

2

7 septembre 2016

18 novembre 2016

3

Unités de méthanisation existantes et en projet

Messei Projet agricole collectif, 284 Nm3 CH4/h (GRT) Ressources totales : 68 500 t MB/an dont 13 900 tMB/an de matières non agricoles (marc de pommes, boues, rebus fabrication alimentaire, issues de céréales) Collecteur : Terralys Vient de passer l’enquête publique Projets individuels avec ressources agricoles (> 150 kWe) : Magny le Désert, 195kWe, en service Ceaucé, 195kWe, en service La Chapelle d’Andaine, 250kWe, construction Sept-Forges, 250kWe, PC délivré Champsecret, 180 kWe, PC délivré St Bomer les Forges, 220kWe, PC instruction

3

4

Projet Methan’agri à Messei

•  Collectif d’agriculteurs •  25 exploitations •  Injection sur le réseau GRTgaz •  ~280 Nm3/h de biométhane •  Ressources agricoles collectées dans un rayon de

7km en moyenne •  Stade du projet : enquête publique 9/05 au 10/06/16

4

5

Projet du SIRTOM de Flers Condé

•  Projet de méthanisation de la Fraction fermentescibles des OM

•  L’installation prévoit : •  un Tri Mécano Biologique (TMB) •  une unité de méthanisation •  une plateforme de compostage

•  En entrée du TMB : FFOM 18 000 à 22 000 t/an •  10 000 t de déchets verts collectés par an, une partie

sera directement composté et une partie méthanisée avant compostage

•  En entrée du méthaniseur : 9 000 à 11 000 t/an

5

Les enjeux d’un projet méthanisation

6

7

Les enjeux d’une démarche méthanisation territoriale

Biogaz

Digestat

Biodéchets collectivités

Lisier Fumier

Production d’énergie

renouvelable

Retour au sol d’un fertilisant

organique

Valorisation énergétique et organique de

déchets

Optimisation de la gestion des

engrais de ferme

CIVE*, paille

Déchets agroindustriels

* CIVE : Culture Intermédiaire à Vocation Energétique 7

8

La méthanisation : principe

Substrat

Matière organique

Matière inerte

Méthanisation Biogaz = CH4+CO2+ H2S

Matière organique peu dégradable

Matière inerte Digestat

Eau Eau

40% à 80% de la matière organique dégradée

8

9

Débouchés pour le digestat

Déchets agroindustriels et municipaux

Digestat en excédent Digestat solide Digestat liquide

Céréaliers

Menues pailles, CIVE

Eleveurs

Agro-industries et collectivités

Lisier Fumier

9

10

Compositions de digestat brut

Année 2009 2010 2009 2007 2015 Analyses (% ou kg/t) GAEC Oudet GAEC Forget GAEC Beets Saugealles BioVilleneuvois

Matière sèche 6,7 9,1 6,9 13,7 3,8 pH 7,9 8,1 7,9 7,4 7,7 Matière organique 4,8 6,4 5,1 10,3 2,6 Azote total 5,6 5,3 3,9 2,9 4,0 Azote NH4 2,6 3,1 2,4 1,2 2,3 P2O5 1,9 1,5 1,8 1,3 2,5 K2O 4,7 5,0 4,3 4,2 2,0 CaO 3,1 2,2 2,3 2,9 MgO 0,6 0,8 1,0 0,4 0,8

Part N NH4/ N tot 46% 58% 64% 42% 57%

Analyses (% ou kg/t) Moyenne Matière sèche 7,9 pH 7,8 Matière organique 5,8 Azote total 4,4 Azote NH4 2,3 P2O5 2,0 K2O 4,1 CaO 2,6 MgO 0,8

Part N NH4/ N tot 53%

Source : Analyses de digestat obtenues auprès des exploitants

10

11

Illustration sur le GAEC Beets

Jan Fév Mars Avr Mai Juin Juil Aoû Sep Oct Nov Déc

Colza <15 30 m3

Triticale <15 20 m3

Orge d'hiver <15 20 m3

Blé tendre <15 20 m3 30 m3

Graminées biogaz <15 30 m3 25 m3 >15

Maïs ensilage <15 20 m3 30 m3 >15

Maïs grain <15 20 m3 30 m3 >15

Sorgho <15 30 t 30 m3 >15

Prairies > 6 mois 30 t

30 m3 digestat brut Epandage autorisé30 m3 digestat liquide Epandage sous conditions30 t digestat solide <15 Epandage interdit jusqu'au 15 sept.

>15 Epandage interdit après le 15 sept.

Ø  Nécessité de stockage pour utiliser au mieux les propriétés du digestat

11

12

Systèmes d’épandage de matières liquides

Buse pale)e Rampe à buse

Rampe à pendillard

Injecteurs

L’épandage du digestat peut être réalisé selon des techniques similaires à l’épandage d’effluents d’élevage (lisiers et fumiers) ou d’amendements organiques (compost).

Limiter la volatilisation de NH3

2 €/m3

3 €/m3

12

13

Systèmes d’épandage de matières liquides

Epandage sans tonne

Quadr@Fer<

13

14

Epandage de matières solides

Epandeur à fumier Hérissons horizontaux

Hérissons ver<caux Hérisson + table d’épandage ou porte guillo<ne

Assurer une répar++on homogène

14

15

Synthèse

•  Un pilotage plus précis et plus efficace de la fertilisation •  Maintien du potentiel humique •  Amélioration de l’effet azote •  Un pH plus basique •  Produit plus fluide et plus homogène

•  Un produit final désodorisé •  Dégradation de la matière organique la plus fermentescible

•  Un impact sur les pathogènes et les adventices •  Température 37°C homogène, pendant plusieurs jours •  Élimination de germes pathogènes (Salmonelles par ex.) •  Réduction des graines d’adventices (Géranium, brome, vulpin,

rumex, ambroisie) 15

Proposition de scénarios de projets de méthanisation

16

17

Bellou-en-Houlme

Ceaucé

Magny-le-Désert (siège)

Mantilly

Domfront (siège)

Lonlay-l'Abbaye

Tinchebray (siège)

Flers (siège)

Athis-de-l'Orne (siège)

10,00

Échelle : 1:293 300

kilomètres

0

Ressources organiquesMWh / an

16 0008 000

1 600

DéjectionsCultures (CIVE & résidus)IAAFFOMBiodéchets (GMS & RHF)Boues STEPDéchets verts

Carte 2 : Ressources organiques par communes, en énergie

Source : Recensement agricole 2010, GRDF, collectivités

Réalisation : Solagro, Juin 20161315_carto v2.wor

Cartographie de la ressource méthanisable (Energie)

MWh/an

Nm3 CH4/h

kWe éq.

1 600 - 80

8 000 100 400

16 000 200 800

17

18

Cartographie du potentiel de valorisation du biogaz

Bellou-en-Houlme

Ceaucé


Mantilly

Domfront (siège)

Lonlay-l'Abbaye

Tinchebray (siège)

Flers (siège)


10,00

Échelle : 1:293 300

kilomètres

0

Communes desservies en gazPrésence (17)Absence (115)

Consommation de chaleur

Importante

Moyenne

Faible

Carte 4 : Débouchés énergétiques



18

La Ferté Macé

Flers

19

Bellou-en-Houlme

Ceaucé


Mantilly

Domfront (siège)

Lonlay-l'Abbaye

Tinchebray (siège)

Flers (siège)


10,00

Échelle : 1:293 300

kilomètres

0

Ressources organiquesMWh / an

12 700 à 15 900 (2)9 600 à 12 700 (4)6 500 à 9 600 (10)3 400 à 6 500 (15)

300 à 3 400 (101)

Communes desservies en gazPrésence (17)Absence (115)

Consommation de chaleur

Importante

Moyenne

Faible

Carte 5 : Ressources organiques et débouchés énergétiques



Croisement des cartographies ressources et débouchés

Messei

Scénario 1 Projet collectif 31 000 t MB/an Injection 115 Nm3/h

Scénario 2 Petit collectif ou individuel 8 000 t MB/an Cogénération 105kWe

Scénario 3 Projet collectif 17 000 t MB/an Cogénération 250 kWe

Scénario 4 Projet collectif 18 000 t MB/an Injection 65 Nm3/h

Equivalent (100%) : < 800 kW < 630 kW < 480 kW < 325 kW 15 à 170 kW

19

La Ferté Macé

Flers

Scénario 1bis Projet collectif 20 000 t MB/an Injection 75 Nm3/h

20

Hypothèses retenues

Ressources Commentaires

Fumiers, CIVE et menues paille

25% à 30% de mobilisation

Lisiers 12,5% de mobilisation pour limiter les coûts de transport (Sc 3 : 25%)

Biodéchets -  Pas de biodéchets car le projet du SIRTOM méthanisera les biodéchets sur le territoire de Flers Agglo et La Ferté Macé

-  Pour les projets agricoles : le tonnage de biodéchets est faible et ne justifie pas la création d’une filière de prétraitement par hygiénisation en amont de la méthanisation

Déchets verts Déchets verts : capté par le projet du SIRTOM (Sc 1, 1bis et 4)

Boues d’épuration Pas de boues d’épuration car filière épandage pérenne (sauf Sc 4)

Déchets IAA Pas de déchets d’IAA, filières existantes pérennes

Issues de silos Très peu d’issues de silos disponibles, non inclus aux scénarios

Compléments potentiels

-  Graisses (représente 40 t/an sur Flers Agglo) -  Matières de vidange (contient des inertes, risque colmatages et

inhibitions) -  Tontes (bords de routes)

Ressources retenues à Fumiers, Lisiers, CIVE, Menues paille, déchets verts et boues 20

21

Scénario 1, collectif injection Flers-Tinchebray

Projet collectif, injection 115 Nm3 CH4/h Rayon de collecte : 7km / 3km pour les lisiers Landisacq situé à 7km de Tinchebray et Flers

Communes : Athis de l’Orne, Caligny, La Carneille, Cerisy, Chanu, Flers, Frênes, La Lande Patry, Landisacq, St Cornier des Landes, St Paul, Tinchebray Ressources retenues dans le scénario

Sur ces communes : 254 exploitations agricoles

21

Intrants Tonnage (t/an) % (t MB) Fumiers 21 200 68%

Lisiers 5 600 18%

CIVE 4 200 14%

Menues paille 90 0,3%

TOTAL 31 090

22

Scénario 1bis, collectif injection Flers

Projet collectif, injection 75 Nm3 CH4/h Rayon de collecte : 5km / 3km pour les lisiers

Communes : Athis de l’Orne, Berjou, Caligny, La Carneille, Cerisy, Flers, La Lande Patry, La Lande St Siméon, St Paul, St Pierre du Regard Ressources retenues dans le scénario :

Sur ces communes : 170 exploitations agricoles

22


Lisiers 3 760 19%

CIVE 2 450 12%


TOTAL 20 160

23

Réseau GRDF

23

Tinchebray

Flers

24

Scénario 2, portage individuel agricole Nord est du Pays du Bocage

Projet agricole, portage individuel, cogénération 105kWe Rayon de 5km autour de l’exploitation 3km pour les lisiers

Valorisation de la chaleur Chauffage de bâtiments : agricoles ou tertiaires Séchage de produits agricoles : fourrage, bois

Ressources retenues dans le scénario (mobilisé 25% pour toutes) Communes : Giel-Courteilles, La Fresnaye-au-Sauvage, Ménil-Goudouin, Ménil-Jean, Putanges-Pont-Ecrepin (58 exploitations)

24

Intrants Tonnage (t/an)

% (tonnage)

Fumiers 4 700 59%

Lisiers 2 500 32%

CIVE 700 9%

TOTAL 7 900

25

Synthèse technique

Sc. 1 Sc. 1bis Sc. 2

Ressources (t MB/an) 31 090 21 160 7 900

ICPE Autorisation Enregistrement Déclaration

Puissance / débit 115 Nm3CH4/h 75 Nm3CH4/h 105 kWe

Technologie Voie liquide Voie liquide Voie liquide

Valorisation biogaz injection injection cogénération

25

26

Synthèse économique




Investissement (k€) 5 295 k€ 3 925 k€ 1 439 k€

Charges (k€) 706 k€ 492 k€ 117 k€

Recettes (k€) 1 166 k€ 799 k€ 217 k€

EBE (k€) 460 k€ 308 k€ 100 k€

26

27

Détail des charges et recettes

27

•  Charges •  Exploitation

•  Conduite unité de méthanisation •  Assistance technique •  Assurances (équipements, pertes d’exploitation) •  Suivi plan d’épandage

•  Consommables (Electricité, eau) •  Entretien

•  Maintenance équipements (P2) •  Gros entretien (P3)

•  Logistique •  Collecte intrants •  Collecte lisier avec retour digestat liquide •  Collecte fumier avec retour digestat solide •  Retour liquide vers fournisseurs fumiers

•  Intrants (achat/coût production matières, ensilage matières)

•  Recettes •  Vente d’énergie (biométhane, électricité, chaleur) •  Redevances de traitement matières

28

Synthèse financière




TRB (ans) – hors subvention 11 ans 12 ans 13 ans

TRI (%) – hors sub. 4,5% 3% 4,5%

TRB (ans) – 30% sub. 8 ans 9 ans 10 ans

TRI (%) – 30% sub. 8,7% 7% 7,9%

28

TRB : Temps de retour brut = Investissement/EBE TRI : Taux de rendement interne

Taux de subvention pour TRB = 8 ans 30% ~40% ~40%

Note : hors optimisation possible sur les investissements (réutilisation de stockages existants)

29

Scénario 3, collectif cogénération Bocage sud ouest

Projet collectif, cogénération 250kWe Rayon de collecte : 3km pour les lisiers / autres : 5km Communes du scénario (117 exploitations) : Domfront, La haute Chapelle, Lucé et Torchamp Scénario duplicable sur d’autres communes Valorisation de la chaleur

Chauffage de bâtiments : agricoles ou tertiaires Séchage de produits agricoles : fourrage, bois

Ressources retenues dans le scénario :

29


Lisiers 3 180 19%

CIVE 1 080 6%


Déchets verts 330 2%

TOTAL 16 970

30

Scénario 4, collectif injection La Ferté Macé / Magny le Désert

Projet collectif, injection 65 Nm3 CH4/h Rayon de collecte : 3km pour les lisiers / autres : 5km Communes du scénario (92 exploitations) : La Ferté Macé, Joué du Bois, Magny le Désert, St Patrice du Désert Ressources retenues dans le scénario :

30


Lisiers 3 300 13%

CIVE 2 570 10%


Boues d’épuration 700 3%

TOTAL 18 270

31

Réseau GRDF

31

32

Synthèse technique

Sc. 3 Sc. 4

Ressources (t MB/an) 16 970 18 290

ICPE Enregistrement Autorisation

Puissance / débit 250 kWe 65 Nm3CH4/h

Technologie Voie liquide Voie liquide

Valorisation biogaz cogénération injection

32

33

Synthèse économique

Sc. 3 Sc. 4



Investissement (k€) 2 729 k€ 3 669 k€

Charges (k€) 286 k€ 500 k€

Recettes (k€) 464 k€ 787 k€

EBE (k€) 178 k€ 286 k€

33

34

Détail des charges et recettes

34

•  Charges •  Exploitation

•  Conduite unité de méthanisation •  Assistance technique •  Assurances (équipements, pertes d’exploitation) •  Suivi plan d’épandage

•  Consommables (Electricité, eau) •  Entretien

•  Maintenance équipements (P2) •  Gros entretien (P3)

•  Logistique •  Collecte intrants •  Collecte lisier avec retour digestat liquide •  Collecte fumier avec retour digestat solide •  Retour liquide vers fournisseurs fumiers

•  Intrants (achat/coût production matières, ensilage matières)

•  Recettes •  Vente d’énergie (biométhane, électricité, chaleur) •  Redevances de traitement matières

35

Synthèse financière

Sc. 3 Sc. 4



TRB (ans) – hors subvention 15 ans 13 ans

TRI (%) – hors sub. 3,3% 2,3%

TRB (ans) – 30% sub. 11 ans 10 ans

TRI (%) – 30% sub. 6,6% 6,3%

35

TRB : Temps de retour brut = Investissement/EBE TRI : Taux de rendement interne

Taux de subvention pour TRB = 8 ans ~50% ~40%

Note : hors optimisation possible sur les investissements (réutilisation de stockages existants)

Analyse économique d’un projet de méthanisation, en voie liquide, avec

injection de biométhane sur le réseau

AgriBioMéthane

36

37

Un exemple : Agribiométhane

•  Agribiométhane – Mortagne sur sèvre – Vendée •  4 exploitations agricoles

•  2 exploitations laitière •  1 exploitation porcine •  1 élevage avicole + exploitation laitière

•  Total : 640 ha

•  Mise en service : début 2014

•  Valorisation biogaz: injection sur le réseau de distribution •  Réseau à 500 m du site d’implantation

•  Economie •  Investissements : 3,4 M€ •  Subventions : 25% (Ademe et Région)

37

38

Un exemple : Agribiométhane

lisiers et fumiers : 14 900 t/an

Sous produits et déchets de l’industrie agroalimentaire : 6050 t/an

Digestat liquide: 17 000 t

Digestat solide : 1500 t Évacués : site de compostage

Biogaz : 1 000 000 m3 épurés puis injectés sur le réseau

38

39

Analyse économique

avec 25% de subven.ons 80 Nm3 CH4/h

Inves+ssement (k€) 3 400

Charges d'exploita+on es+mées 350

ReceCes es+mées 704

EBE 354

Annuités 230

Résultat annuel 125

TRB 7,2

39

40

Et maintenant…

•  Animation d’un groupe projet

•  Structures d’accompagnement

•  Déroulement d’un projet de méthanisation

40

Étude-action pour le développement de la méthanisation ...€¦ · 25% à 30% de mobilisation...

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