La méthanisation: Technique de valorisation des déchets organiques Florence MORIN – ADEME Franche-Comté 20 novembre 2015
La méthanisation: Technique de
valorisation des déchets
organiques
Florence MORIN – ADEME Franche-Comté
20 novembre 2015
• Quelles solutions de valorisation des déchets organiques?
Compostage en tas ou en bacs
Compostage en andains
Méthanisation
Principes de la méthanisation
Méthanisation = processus naturel biologique de dégradation de la matière organique en absence d'oxygène
C6H12O6 + 0,2 NH3 C5H7NO2 + 2,5 CH4 + 2,5 CO2 + 0,6 H2O
Conditions favorables :
• sans oxygène (conditions anaérobies)
• température de 38°C (mésophile) et 55°C (thermophile)
• pH neutre
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A- Les substrats
Digesteur
C -Digestat
B- Biogaz
Transformation biologique de la matière - Biogaz- Digestat
Comment choisir les procédés de méthanisation ?
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Gisement de substrats
% de matière sèche
% de matière organique
Prix d’achat
Recettes et charges
etc.
Etc.Etc.
Choix du
procédé
Quelques définitions
Digesteur : une enceinte fermée dans laquelle les matières organiques sont soumises à l'action des bactéries différentes en absence d’oxygène permettant la succession des différentes phases,
Digestat : résidu produit lors du processus de méthanisation, composé de matières organiques non biodégradablse, des matières minérales et d’eau,
Biogaz : un gaz produit par la méthanisation ou digestion anaérobie de la matière organique composé d’environ 60% de CH4, de CO2 et d’H2S
TSH : Temps de Séjour Hydraulique. Temps passé par des substrats dans le digesteur
Potentiel méthanogène : quantité de méthane produite par une tonne de substrat dans des conditions optimale (laboratoire). Exprimé en m3/tonne de MO ou de MB
kWh : Le kilowatt-heure est une unité de mesure d'énergie correspondant à l'énergie consommée par un appareil de 1 000 watts (1 kW) de puissance pendant une durée d'une heure
1 tonne de …. permet la production de x m3 de méthane:
CH4
14 m3 de méthane et 140 kWh PCI
70 m3 de méthane et 650 kWh PCI
80 m3 de méthane et 780 kWh PCI
CH4
CH4
Quel tonnage nécessaire pour un foyer ?
Environ 25 000 kWh
Soit 2 600 m3 de méthane
=
200 tonnes de lisier de bovin
30 tonnes de maïs
40 tonnes de déchets organiques
Épuration nécessaire
(injection d’air ou O2 dans
le ciel gazeux du digesteur)
60 % de CH4 en moyenne
H2S corrosif et toxique
• 1m3 de CH4 = 10 kWh 1m3 de biogaz = 6 kWh (soit environ 0,6 litre de fioul)
Réduction des émissions de GES au stockage (CH4)
Principes élémentairesB- Biogaz
•COGENERATION : Électricité et chaleur
•CHAUDIERE à gaz avec brûleur adapté : Chaleur
•INJECTION dans le réseau de gaz naturel
•CARBURANT : Existe pour quelques sites de grande taille seulement.
Principes élémentairesB- Biogaz
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-Valeur fertilisante est modifiée : Teneurs en N, P, K intégralement conservées. Teneur en azote ammoniacale plus importante qu’en entrée (obligation d’un pandillard)
-Valeur amendante est conservée
-Inodore et effet positif sur l’appétence
-Réduction des germes pathogènes
-Digestat plus fluide qui ne colle pas aux feuilles
Principes élémentaires
C -Digestat
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Principes élémentairesC -Digestat
DigestatDigestat
ÉpandageÉpandage
Séparation de phaseSéparation de phase
Fraction solideFraction solideFraction liquide Fraction liquide (filtrat)(filtrat)
compostagecompostage
Produit normaliséProduit normalisé
NFU 44051 ou NFU 44051 ou NFU 44 095NFU 44 095
Vision énergétique ADEME 2030-2050 : focus sur la méthanisation
Travail de l’ADEME sur sa vision énergétique
Substrats concernés : Biodéchets, effluents d’élevage, résidus de cultures, cultures
En 2030 : 6 Mtep d’énergie primaire soit 70000 GWh 50 % d’injection de biométhane, 30 % d’électricité et 20 % de chaleur.
En 2020 : SRCAE - En Franche-Comté: 6 ktep
• Cadre réglementaire:Loi «Grenelle 2» 2010-788 – Art. 204 du 12 juillet 2010
« A compter du 1er janvier 2012, les personnes qui produisent ou détiennent des quantités importantes de déchets composés majoritairement de biodéchets sonttenues de mettre en place un tri à la source et une valorisation biologique ou, lorsqu'elle n'est pas effectuée par un tiers, une collecte sélective de ces déchets pour en permettre la valorisation de la matière de manière à limiter les émissions de gaz à effet de serre et à favoriser le retour au sol. »
Art.L. 541-21-1 Code de l’environnement modifié par art 204 loi Grenelle II n° 2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l'environnement
• Cadre réglementaire:Circulaire du 10 janvier 2012
Depuis le 1er janvier 2012, les gros producteurs qui produisent ou détiennent des grandes quantités de biodéchets sont tenus de les faire collecter séparément et valoriser pour permettre le retour au sol de la matière organique.
La notion de retour au sol implique que les seuls procédés de valorisation autorisés sont:Le compostage domestique et de proximitéLe compostage industrielLa méthanisation
Cela exclut:- L’enfouissement, même si une récupération du biogaz est effectuée- L’incinération
• Qui est gros producteurs de déchets organiques?
Industries Agro-alimentaires: Viande, poisson, laiteries-fromageries, fruits-légumes, ...
Commerce et grande distribution: Commerces, grandes et moyennes surfaces, …
Restauration: Restauration collective, fast food, self services, restaurants traditionnels,…
Marchés: Marchés d’intérêt national, marchés locaux,...
Déchets verts: Entretien espaces verts, paysagistes, entretien routes,...
Industries Cosmétiques / Herboristeries: Production et préparation
• Qui est gros producteurs de déchets organiques?
Seuils en tonnes pour les biodéchets:
2012: 120 tonnes/an2013: 80 tonnes/an2014: 40 tonnes/an2015: 20 tonnes/an2016: 10 tonnes/an
Seuils en litres pour les huiles alimentaires:
2012: 1 500 litres/an2013: 600 litres/an2014: 300 litres/an2015: 150 litres/an2016: 60 litres/an
70 000 GWh d’énergie primaire
133 millions de tonnes de substrats
… en tonnages : … en % énergie produite:
Les gisements et les perspectives à horizon 2030
Répartition des unités de méthanisation en fonctionnement
Carte méthanisation à la fermeCarte méthanisation Centralisée/territoriale
http://carto.sinoe.org/carto/methanisation/flash/
120
1017
80
60 90
245
OMCentralisée Ferme STEP IAA ISDND
Don
t va
loris
é
Nombre d’unités de production de biogaz en fonctionnement en France (source : ADEME 2014)
Programme régional d’accompagnement lancé par l’ADEME et le Conseil régional: Animé par les agents des chambres d’agriculture depuis 2007
• Etudes d’opportunité • Suivi des études de faisabilité• Suivi des installations• Suivi des épandages
En Franche-Comté:
2 STEP: Besançon et Voujeaucourt
3 IAA: Coopérative des Monts de Joux (25) Laiterie sources du Lizon (25) Eurosérum (70)
10 à la ferme: GAEC DE L’AURORE (25) GAEC COURTOY (70) GAEC VIVIEROCHE (70) GAEC FERME BIO DE THEY (70) Frédéric MONNARD (70) GAEC DE LA SUARCINE (90) GAEC ANDRE (25) SARL METHADELAINE (70) Pierre César BLANCHOT (25) SCEA des LONGCHAMPS (90)
Etat des lieux en Franche-Comté:En fonctionnement
1 STEP: Besançon (nouvelle installation)
20 à la ferme ou collectifs: 40 kWé à 600 kWé environ SARL PONCEOT ENERGIE (25) GAEC du MONT DU CIEL (25) SARL CHATELAIN METHANISATION (25) DOLE BIOGAZ (39) SAS ENERGIE du MONT LAGE (25) GAEC GAUTHIER (70) GAEC des NAUX (70) SARL METHANCHOTTES (70) Collectif sur le territoire de CHARCENNE (70) Collectif sur le territoire de Vesoul (70) Guillaume BOUILLET (39) Collectif sur le territoire lédonien (39) GAEC de PARGE (70) GAEC ALIX (25) GAEC RAISOn (70) EARL MELET (70) GAEC TARDY (70)…..
Etat des lieux en Franche-Comté:En cours de construction …. ou réflexion….
Soutien technique et financier de l’ADEME et la Région Franche-Comté:
• Etudes de faisabilité: 70%• Investissements: Au cas par cas entre 0 et 30%
En 2016: Mobilisation FEADER et FEDER en complément des aides ADEME:
FEADER: De 0 à 300 kWé ou 90 Nm3/hFEDER: Au-delà de 300 kWé ou 90 Nm3/hSélection par Appel à projets
En Franche-Comté:
Politique territoriale de développement des projets collectifs ou individuels, des projets intégrés à leur territoire