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Du biogaz dans les tuyaux

Emmanuel Adler, responsable du pôle eaux & déchets à l'Ecole des Ingénieurs de la Ville de Paris (EIVP) nous propose un avis d'expert sur les atouts et contraintes de l'injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel.

Publié le 18/09/2012

Depuis la découverte du pouvoir calorifique du biogaz à Bordeaux en 1884 par l'agronome français Ulysse Gayon1, qui observa "la présence de gaz carburés forméniques dans la fermentation du fumier » et démontra son pouvoir énergétique, le biogaz intéresse le secteur de l'énergie et des déchets, tout particulièrement lors de tensions sur le prix du pétrole, comme dans les années 1940-19502. Mais si la valorisation par cogénération est relativement aisée, l'injection de biométhane dans le réseau, comme la production de carburant sur flottes captives (1 litre de gazole équivaut à 2 Nm3 de biogaz), est soumise à de multiples contraintes.

Ainsi, il importe en termes de qualité du biométhane, de respecter les prescriptions techniques de GrDF, la compatibilité avec les caractéristiques du gaz présent dans le réseau, la capacité de ce réseau accepteur, les fluctuations du débit de gaz circulant au point d'injection (débit d'étiage)…

Le biométhane, une ressource en devenir en France

En France, les Pouvoirs Publics, après avoir bonifié le prix du kWh issu de la combustion du biogaz en mai 2011 pour les installations valorisant, avec efficacité, la chaleur produite par la cogénération (ce qui constitue souvent un facteur limitant), ont enfin arrêté les nombreuses règles du jeu pour l'injection du biométhane dans le réseau de gaz naturel3, autorisant ainsi la voie à une valorisation plus vertueuse, car se substituant au gaz naturel, ressource fossile analogue au pétrole, et non contrainte par la valorisation calorifique fatale.

Avec un tarif compris entre 45 et 125 € par MWh (fonction de la taille de l'installation, du type d'unité de production et de la nature des déchets valorisés), les ambitions officielles tablent sur une production de biogaz injecté dans les réseaux égale en 2020 au tiers de la production annuelle de gaz naturel en France, soit l'équivalent de la consommation de près de 200.000 foyers.

Mais pour cela, encore faudrait-il que les trop peu nombreux projets de biogaz s'orientent vers l'injection, solution par ailleurs plus contraignante que la traditionnelle cogénération, compte tenu des exigences en termes de purification gazeuse et de capacité d'acceptation du réseau de gaz naturel.

En effet, la France se caractérise par de rares contrats d'injection signés avec GrDF (Gaz réseau Distrib. France), comme à Lille Métropole en juillet 2011, et en avril 2012 avec le SYDEME à Forbach (57) (Synd. Mixte de Transport et de Traitement des Déchets Ménagers) et avec les frères Quaak, exploitants agricoles près de Provins en Seine et Marne (77).

En outre et en dépit du fait que les boues et quelques autres résidus industriels ne bénéficient toujours pas en septembre 2012 du quitus administratif validant les critères d'innocuité sanitaire - ce qui ne devrait tarder - peuvent également être cités comme avancés les projets d'injection de boues de la Communauté Urbaine de Strasbourg (station de la Wantzenau)  ou de Grenoble Alpes Métropole (station de Fontanil).

Enfin, signe d'une évolution, l'Ineris, s'appuyant sur l'utilisation d'outils d'évaluation des risques adaptés à la filière de la méthanisation, a créé un groupe de travail européen sur la sécurité du biogaz dans le cadre du projet européen INteg-Risk (Early Recognition, Monitoring and Integrated Management of Emerging, New Technology Related Risks)

Mais, même si aujourd'hui, avec un portefeuille de 280 projets d'injection de biométhane à l'étude d'après GrDF, filiale de GDF SUEZ qui regroupe l'ensemble des activités de distribution de gaz naturel en France, la route est plus que longue pour se comparer à nos dynamiques voisins.

Le biométhane, une ressource exploitée plein pot à l'étranger

Si l'Hexagone, pénalisé par le poids du nucléaire, peine à faire éclore les projets, de nombreux pays, et en premier lieu l'Allemagne qui est la plus avancée, disposent d'un parc non négligeable de centrales d'injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel, comme l'illustre le tableau ci-après qui identifie près de 180 installations.


Mais il convient de souligner que, pour chaque pays, un dispositif financier spécifique permet la mise en place de contrats entre producteurs de biométhane et opérateurs réseau, les Pays-Bas ayant par exemple opté pour un système de certificat vert et de non de tarif réglementé.

En termes de perspectives, avec un coût d'environ 60€/m linéaire (en campagne) et une distance maximale «économique» de 6 km environ, le potentiel de développement d'unités d'injection de biométhane est important, sachant cependant que le couplage fort intéressant avec les réseaux de chaleur est pénalisé par leur très faible nombre en France4 en comparaison aux pays voisins (Europe de l'est, Danemark et Suède).

Dans l'avenir, l'équilibre entre la part de biogaz transformée en électricité et celle directement valorisée sous forme de gaz calorifique sera fonction de nombreux paramètres techniques et financiers, mais également sociétaux, car il ne fait guère de doute aux yeux du grand public bien informé que l'injection du biogaz épurée constitue une solution plus performante que la cogénération qui pose de façon cruelle la question du devenir de la chaleur fatale.

Avis d'expert proposé par Emmanuel Adler, responsable du pôle eaux & déchets à l'Ecole des Ingénieurs de la Ville de Paris (EIVP)

1 En 1883, Ulysse Gayon (1845-1929), Directeur de la Station Agronomique de Bordeaux, disciple de Louis Pasteur (qui a étudié le vin et la bière), publie ses travaux originaux sur le fumier, constatant ''la présence de gaz carburés forméniques dans la fermentation du fumier'' et démontra son pouvoir énergétique en ''utilisant pour des expériences de chauffage et d'éclairage le gaz provenant d'une bonbonne de 100 litres pleine de fumier et d'eau''. (p528-530; CR des Séances de l'Académie des Sciences, tome 90 – 1884).
2 Emmanuel Adler, La conquête du biométhane, revue TSM 03/2009
3 Arrêtés du 23 novembre 2011 fixant :<br />(1) la nature des intrants* dans la production de biométhane pour l'injection dans les réseaux de gaz naturel, <br />(2) les conditions d'achat du biométhane injecté dans les réseaux de gaz naturel (GN), <br />(3) les modalités de désignation de l'acheteur de biométhane de dernier recours, <br />(4) la part du montant des valorisations financières des garanties d'origine venant en réduction des charges de service public portant sur l'achat de biométhane injecté dans les réseaux de GN donnant droit à compensation. <br />*boues d'épuration et résidus papetiers sont exclus.<br /><br />Décrets du 21 novembre 2011 relatif :<br />(1) aux conditions de vente du biométhane aux fournisseurs de GN, <br />(2) à la compensation des charges de service public portant sur l'achat de biométhane injecté dans les réseaux
https://www.actu-environnement.com/ae/reglementation/droit_environnement.php4?words=novembre+2011+biom%E9thane

4 La France possède un peu plus de 450 réseaux de chaleur ne comptant que pour 6% de la chaleur livrée en France, ce qui traduit une part de marché réduite comparée à l'électricité (42%), le pétrole (33%) ou le gaz (13%) – source : association européenne Euroheat & Power, 2012

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5 Commentaires

ANKOU

Le 20/09/2012 à 6h49

Pourquoi vouloir absolument injecter se gaz dans le réseau que ne veut pas GRDF ? Ce gaz (d'après GRDF) corrode les tuyaux.
L'utiliser pour faire tourner des turbines qui fabriqueraient de l’électricité n'est pas faisable ? Cela permettrait de faire des installations tout-en-un et loin d'habitations et fournirait de l’électricité aux villes et villages.
Peut-être est-ce trop simple ?
Qu'il n'y a pas assez d'industrielles qui y prennent part et par la même font des bénéfices ?

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Albatros

Le 20/09/2012 à 10h32

Rendez-vous compte, ils font des bénéfices!
ANKOU, si votre employeur (ou si vous-même si vous êtes indépendant) ne faisait pas de bénéfices, vous ne seriez pas payé...

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Energie+

Le 22/09/2012 à 3h36

Très bon article. On ne rappelle en effet jamais assez que le biogaz utilisé directement est plus efficient que transformé en électricité. Quand il n'y a pas de réseau proche il pourrait dans certains cas servir au transport. Celà souligne aussi la dispertion des 36.000 communes de France et habitats lourd de conséqunces sur de nombreux plans. L'Italie a réduit son nombre de communes à 10.000 ce qui a un impact aussi à terme sur l'urbanisme avec le regroupement d'habitats et de services et évite la multiplication des frais et pertes de réseaux d'eau, électricité, téléphone, égoûts etc.

A noter que pour les égoûts le Japon a choisi la production d'hydrogène et la gazéification des déchets solides

Dans les cas isolés importants la combinaison de production d'électricité et l'utilisation de la chaleur pour le stockage thermochimique, qui est quasiment sans perte de rendement, durable et que l'on utilise aussi avec le solaire (programme ESSI), permet le transport de cette chaleur (comme en Inde on le fait dans la phase réversible pour le maintien du froid lors du transport de lait). Autrement dit une entreprise peut venir avec des produits de stockage (zéolites etc) pour fournir de la chaleur ailleurs et vice et versa avec le froid (utilisation des 2 phases endothermiques/exothermiques)

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ANKOU

Le 22/09/2012 à 8h13

@ Albatros :
Ce n'est pas le bénéfice qui fait le salaire, le salaire fait partie du prix de revient !
Les bénéfices c'est qui reste "après la vente" tout déduit. Dois-je vous le rappeler ?! Peut-être l'apprendre ?
Vouloir donner des leçons est « bien gentil », mais lorsqu'il est à côté de la plaque...
de plus faire des bénéfices n'est pas à montrer du doigt, ce sont ceux aberrants qui le sont (les fameux à 2 chiffres) et c'est ce que trop font... sur notre dos en nous tondant et appauvrissant !
Bon dimanche à tous.

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Albatros

Le 25/09/2012 à 7h49

Merci pour la leçon. Je reste persuadé qu'une boutique qui ne ferait pas de bénéfices ne verserait plus longtemps de salaires. Mes excuses au donneur de leçons. Et merci à lui d'exister pour nous donner des leçons.
L'ai-je bien apprise, ma leçon?

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