Valorisation du biogaz est une définition du dictionnaire environnement et développement durable

Publicité Valorisation du biogaz

La voie classique d'utilisation du biogaz est la production d'électricité avec utilisation d'une chaudière au biogaz suivie d'une turbine à vapeur.
La Valorisation du biogaz est une voie techniquement fiable et les contraintes liées à l'épuration du biogaz ne sont pas très lourdes.
Pour la production de carburant, les spécifications de pureté du gaz sont plus sévères que pour l'application précédente. Le biogaz utilisable comme carburant doit contenir un minimum de 96% de méthane.
Il faut en outre

• que le point de rosée soit inférieur à -20°C (ce qui correspond à une teneur en eau inférieure à 15 mg/m3),
• que la teneur en H2S soit inférieure à 100 mg/m3,
• que la teneur en hydrocarbures liquides soit inférieure à 1 %, avec une taille de poussières limitée à 40 microns.

Un des principaux problèmes de la valorisation électrique est le tarif très bas de rachat de l'électricité :

Tarifs d'achat du KWh par EDF (Sources : DGEMP - Dideme - Août 2002) :

• · Combustion de matières fossiles végétales (biomasse) : Durée des contrats : 15 ans ; Fourchette de tarifs pour les nouvelles installations (métropole) : 4,9 c€/kWh + prime à l'efficacité énergétique comprise entre 0 et 1,2 c€/kWh.
• · Méthanisation : Durée des contrats : 15 ans ; Fourchette de tarifs pour les nouvelles installations (métropole) : 4,6 c€/kWh + prime à l'efficacité énergétique comprise entre 0 et 1,2 c€/kWh.
• · Biogaz de décharge : Durée des contrats : 15 ans ; Fourchette de tarifs pour les nouvelles installations (métropole) : 4,5 à 5,72 c€/kWh selon la puissance + prime à l'efficacité énergétique comprise entre 0 et 0,3 c€/kWh.
• · Déchets ménagers sauf biogaz : Durée des contrats : 15 ans ; Fourchette de tarifs pour les nouvelles installations (métropole) : 4,5 à 5 c€/kWh + prime à l'efficacité énergétique comprise entre 0 et 0,3 c€/kWh.
• · Cogénération : Durée des contrats : 12 ans ; Fourchette de tarifs pour les nouvelles installations (métropole) : 6,1 à 9,15 c€/kWh environ en fonction du prix du gaz, de la durée de fonctionnement et de la puissance.

Valorisation du biogaz : bilan chiffré

On considère 100 m3 ou 72 kg CH4 (soit la production d'environ une tonne de déchets municipaux) :

• · Dans le cas d'une émission directe dans l'atmosphère les 72 kg de CH4 sont émis dans l'atmosphère. Or le CH4 a un impact 21 fois plus fort que le CO2 sur l'effet de serre. On a donc l'équivalent de 1.512 kg éq. CO2 relâché dans l'atmosphère.
• · Dans le cas d'une combustion en torchère, de par la réaction chimique de combustion mis en jeu, il y a émission de 198 kg éq. CO2, soit une réduction de 1.314 kg éq. CO2 par rapport à une émission directe du CH4.
• · Dans le cas d'une valorisation, l'utilisation des 100 m3 de CH4 permet de dégager une énergie équivalente à 1 MWh. Or, produire 1 MWh avec du pétrole émet 86 kg de Carbone soit 315 kg éq. CO2. En comparaison on obtient 205 kg éq. avec le gaz naturel et 473 kg éq. avec le charbon.

La substitution de pétrole par du biogaz permet l'économie de 315 kg éq. CO2 pour 100 m3 de méthane (3,15 kg éq. CO2/m3 CH4), soit 21 % du PRG.
En réalité, la biomasse qui fermente se serait dégradée en CO2 quel que soit son devenir.

Seuils de rentabilité et investissements

• · Valorisation thermique :
  Peut être rentable à partir d'un débit de 100 m3/h. L'investissement pour une chaudière consommant 500 m3/h de biogaz, située à proximité immédiate de la source, s'élève à environ 130 k€, études et essais compris, et ses frais d'exploitation à environ 35 k€/an.
  Son fonctionnement économisant de l'ordre de 0,22 M€/an de combustibles commerciaux, le temps de retour est particulièrement rapide (moins d'un an).
  Ce bilan économique succinct se dégrade avec l'augmentation de la distance entre la source de biogaz et son utilisation.
• · Valorisation électrique :
  Peut être rentable à partir d'un débit de 400 m3/h. Les économies d'échelle font que la rentabilité s'améliore avec la puissance installée.
  Le coût d'investissement tombe ainsi de 1,5 à 1 k€/kWe installé lorsque la puissance passe de 150 à 1.000 kWe.
• · Valorisation en cogénération :
  Permet de faire des économies de combustible conventionnel. Le producteur peut également de bénéficier d'une prime à l'efficacité énergétique qui s'élève au mieux à 1,2 euro par kWh en plus du tarif d'achat.
  Par ailleurs, pour financer les projets, des subventions existent pour la réalisation d'unités de méthanisation.
• · Production de carburant :
  Avec une chaîne de traitement d'une capacité de 50 m3/h, capable d'alimenter 8 bus ou 32 voitures, l'investissement s'élève à un peu plus de 450 k€ et les frais d'exploitation à 56 k€/an, ce qui aboutit à un prix de revient du biogaz carburant de 0.32 €/m3, compétitif avec celui du gazole et qui permet d'amortir l'investissement en 10 ans.
  A 15 m3/h, le prix de revient grimpe à plus de 0.75 €/m3 et l'opération ne peut pas être rentabilisée ; mais à 100 m3/h, le prix de revient s'établit à 0,15 le m3 et le temps de retour chute à 6 ans.
• · Injection dans le réseau :
  Peut être rentable à partir d'un débit de 1.000 m3/h. Injecter le biogaz dans le réseau ne peut donc se faire que sur des sites où la production de biogaz est suffisamment importante.
  Les coûts d'investissement sont dissuasifs, souvent de l'ordre de 30 à 50 ans.