Le Biogaz : une énergie alternative

Le Biogaz : une énergie alternative

 
Il n'existe pas d'énergie renouvelable miracle qui viendrait remplacer nos vieilles énergies fossiles, il y a plusieurs énergies renouvelables que nous pouvons utiliser à bon escient et avec intelligence.
 
Pourquoi penser exploiter les gaz et huiles de schiste (énergie grise polluante), alors que nous avons une énergie propre en grande abondance. Aujourd'hui, la fabrication du Biogaz ne succite que très peu d'intérêts alors qu'elle est une solution d'avenir. Source d’énergie renouvelable, la méthanisation est aussi une formidable méthode de traitement des déchets.
 
 
Histoire :
 
Selon le monde scientifique, les premiers organismes apparaissent sur la terre, il y a environ 3 milliards d'années. Il s'agit des premières bactéries que l'on nomme les "archées". Ces bactéries vivent dans un monde sans oxygène mais savent le capter sur des molécules contenant du CO2. Une famille de ces bactéries que l'on appelle "méthanogènes" à la faculté de savoir transformer le C02 et l'hydrogène en Oxygène et en méthane. Ce sont ces bactéries qui sont présentes dans les intestins des mammifères, elles permettent la digestion des aliments.
En 1630, Van Lemon découvre que la fermentation des matières organiques produit du gaz inflammable.
Volta, au 18ème siècle, identifiera le méthane comme matière combustible.
Pasteur, au 19ème, prouvera qu'il s'agit bien d'une fermentation bactérienne.
Les premiers bassins de décantation (stations d'épuration) voient le jour, les  boues sont alors récupérées et utilisées comme fertilisant pour l'épandage agricole. On s'aperçoit bien vite que l'on peut contrôler la fermentation en utilisant des cuves hermétiques et que cette fermentation produit du biogaz.  
En 1913, une station d'épuration Allemande fabrique de l'électricité avec les gaz de digestion.
Et en 1920, toujours en Allemagne, nait la première production de biogaz.
 
 
 
Rappel des unités énergétiques :

(selon l'Agence Internationale de l'Energie) 1 tep = 42 GJ, 1 tep = 11630 Kwh ;
1 m3 de CH4(méthane) = 36 MJ, 1 t de CH4 = 50 GJ, 1 t de CH4 = 1,18 tep donc 1 t de CH4 = 13723 Kwh ;
Comparaisons (selon le Conseil Mondial de l'Energie):
1 tonne d'uranium = 10000 à 16000 tep
1 tonne de bois = 0,3215 tep
1 tonne de pétrole = 1 tep ; 1 tonne de pétrole brut correspond à peu près à 7,33 barils (moyenne mondiale)
 
 
Les sources de Biogaz :
 
– Les effluents d'élevages (lisier, fumier)
– Les décharges et la collecte sélective des déchets biodégradables
– Les effluents des industries agroalimentaires
– Les boues des stations d'épuration
 
 
Que peut-on faire avec le Biogaz :

de l'électricité, de la chaleur, de la cogénération, du carburant pour les moteurs.
Il est possible de faire fonctionner : des bruleurs, des chauffes-eau, des fours et cuisinières des chaudières, des moteurs diesels, des groupes électrogènes, des moteurs cogénération (production électrique).
 
Efficacité du Biogaz :

Nous obtenons un rendement de 85 à 90 % en fonction de la qualité du biogaz (soit 10 à 15 % de pertes)
Ce rendement sera ramené à 70 % pour la cogénération (c'est à dire : fabrication d'électricité).
En d'autres termes, un m3 de Biogaz peut produire en moyenne 7Kw/h d'énergie.  
6 Kw/h produits pour le biocarburant de décharges et 8 Kw/h pour celui en provenance des boues d'épuration.
Pour être plus précis, si nous utilisions les boues de stations d'épuration, nous pourrions obtenir de 15 à 25 m3 par tranche de 1000 habitants (soit 105 à 175 Kw/h pour 1000 habitants). Une manne que nous n'exploitons pas.
 
 
Le Base (substrats, matières en décoposition et boues) non utilisée est polluante :
 
La base non exploitée est composé de méthane (40 à 80 %), de dioxyde de carbone et de sulfure d'hydrogène.
Cette base, non utilisée, s'échappe dans l'atmosphère contribuant ainsi aux émissions de gaz à effet de serre.
A savoir : le méthane a un potentiel de réchauffement global, 21 fois supérieur à celui du co2. Il est donc important de ne pas le laisser s'échapper et par la même occasion de pouvoir profiter de sa puissance énergétique.
Exemple : (Source Solagro) 479.000 tonnes de méthane proviennent du gaz de décharge non capté. Ce méthane rejoint l'atmosphère. Près de 80 % de la production de bio-méthane perdue réchauffe la planète (il s'agit ici de production naturelle et non d'exploitation).
 
Aussi, les lisiers et fumiers non récoltés participent à la pollutions de nos sols, courts d'eau et nappes phréatiques (Il y a excédent de nitrates). Nous ajouterons que les élevages intensifs d'aujourd'hui accentuent véritablement le fléau.
 
 
 
 
Les avantages de ce biocarburant :
 
Il est inépuisable, renouvelable, il réduit les émissions de gaz à effet de serre, il diminue la charge en carbone des déchets végétaux, il réduit les risques de pollution biologique et organique, il abaisse le poids de la matière sèche après traitement et il est une source de revenu pour l'exploitant qui vend son énergie.
 
Comparaison de l'impact sur l'effet de serre entre le Biogaz (exploité) et le Gazole :
Pour un Mégajoule  
– avec le Biogaz, on libère 15 Grammes de co2
– avec le Gazole on libère 80 Grammes de co2
 
Comment fabrique t-on le Biogaz?
 
On fait séjourner les substrats et boues dans un digesteur, durant plusieurs jours, afin que les bactéries puissent se multiplier et digérer la matière organique. Le temps de séjour sera fonction du substrat, mais aussi de la température dans le méthaniseur. A 35°C, il faudra compter un mois de fermentation. A 55°C, moins de 20 jours suffiront.
Cependant, des digesteurs spéciaux pour les boues et eaux usées existent et le temps peut être réduit à quelques heures au lieu de quelques semaines.
 
 
 
Production envisageable à l'horizon 2020 pour la France (source Solagro et Cler):

Nous produisons aujourd'hui 0,3 Mtep : c'est bien peu !
En 2020, nous pourrons atteindre les 2,4Mtep. Soit 2,1 Mtep de plus qu'à l'heure actuelle.
Ces 2,1 Mtep devrait se décomposer ainsi :
Gaz de décharge : 600 Ktep
Biogaz agricole : 1,4 Mtep
Autres : 0,1 Mtep
Atteindra t-on ces objectifs ?
 
Gisement mondiale selon l'ADEME :

Le biogaz représente une possibilité de production de 1800 Mtep/an, ce qui équivaut actuellement à la consommation annuelle de gaz fossile. Mais cette énergie étant trop dispersée pour être exploitée, on évalue le réel potentiel sur une fourchette de 100 à 300 Mtep/an
 
Coût de fabrication du Biogaz :
 
Il varie en fonction de la taille de l'unité de production. Plus l'installation est grande, plus le coût diminue.
(Source Solagro) Une exploitation atteindrait une rentabilité satisfaisante à partir d'une production de 2Mw électrique.
Après la modification du tarif d'achat (doublé) par un arrêté du 21 mai 2011, la production du biogaz deviendrait rentable plus rapidement. On y ressent une volonté d'atteindre, de manière artificiel, l'objectif 2020.
 
Tarif d'achat pour la production électrique à partir du biogaz :
 
L'arrêté paru le 21 mai 2011 fixe les nouveaux tarifs d'achat d'électricité issue du biogaz : les petites installations sont privilégiées, elles bénéficient d'un tarif maximal de près de 20 c€/kWh (primes comprises) contre 15,2 c€/kWh autrefois.
 
le tarif de référence :
– installations agricoles < 150Kw = 13,37c€/Kwh
– installations agricoles < 2Mw = 11,19c€/Kwh
– biogaz de déchets ménagers < 150Kw = 9,745c€/Kwh
– biogaz de déchets ménagers < 2Mw = 8,121c€/Kwh
 
les primes :
– efficacité énergétique si valorisation énergétique > 70% du biogaz produit = bonus de 4c€/Kwh
– traitement des affluents d'élevage = prime variant de 0 pour une installation > 1Mw à  
2,6c€/Kwh pour une installation < 150kw/h
Pour obtenir cette prime de 2,6c€/Kwh, la valorisation énergétique doit atteindre 60% de biogaz produit.
 
Le contrat d'achat est conclu pour une durée de quinze ans.
 
Le gouvernement ''espère faire naître'' une centaine de projets de méthanisation par an. La France ne compte aujourd'hui qu'une centaine d'installations en service.
 
Rentabilité d'une cogénératrice pour production d'électricité  :

Les tarifs d'achats révisés par le dernier traité rend l'opération rentable.
Mais ces tarifs sont artificiels et non indexés sur le prix du courant d'EDF qui invoque une meilleure rentabilité dû au nucléaire en oubliant d'ajouter le coût de démantèlement des centrales. Cette situation, obstacle au développement des énergies renouvelables, fait apparaitre des tarifs fabriqués pour que les objectifs 2020 puissent être atteint.
 
Le Biogaz est une solution. Cependant, il faut rester prudent, ne pas fabriquer de la biomasse à grande échelle pour obtenir du Biogaz en quantité. Nous sortirions du cycle naturel. Il est impératif d'entrer dans une période de transition qui nous permettra de freiner nos besoins en énergie qui reste à ce jour exponentiels et anarchiques. La terre, le soleil, le vent et l'eau nous permettront à terme de couvrir la part nécessaire pour que la vie humaine puisse continuer son chemin en conscience et sagesse.
 
Conclusion :

Le biogaz, ne couvrira pas à lui seul nos besoins en énergie. Il est à savoir que nous consommons dans le monde et chaque année 30 milliards de barils de pétrole, soit 4Gtep. Nous utilisons aussi 1800Mtep par an de gaz fossile. Donc, il apparait comme impossible de faire du biogaz une énergie qui remplacera les matières fossiles. En effet, même si nous arrivons à produire 300Mtep par an, nous serons bien loin du compte. Mais, ne faut-il pas se poser la question en d'autres termes. Notre consommation d'énergie est trop forte, il y a de nombreuses choses à repenser dans notre façon de vivre, de consommer, de produire et d'acheminer l'énergie.
Une production plus locale éviterait les pertes en ligne qui sont aujourd'hui faramineuses. Pour 1Kwh consommé, nous en produisons 3 et en perdons donc 2 sur le quadrillage ERDF. Produire de l'énergie en local pour couvrir les besoins d'un village permettrait d'éviter ces pertes.
Le biogaz est une solution. Cependant, il faut rester prudent, ne pas fabriquer de la biomasse à grande échelle pour obtenir du biogaz en quantité. Nous sortirions du cycle naturel. Il est impératif d'entrer dans une période de transition qui nous permettra de freiner nos besoins en énergie, qui reste à ce jour exponentiels et anarchiques.
La terre, le soleil, le vent et l'eau nous permettront à terme de couvrir la part nécessaire pour que la vie humaine puisse continuer son chemin en conscience et sagesse.

E.G.

 

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