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LA BIOMÉTHANISATION en Région wallonne Editorial Aujourd'hui, le développement

LA BIOMÉTHANISATION en Région wallonne Editorial Aujourd'hui, le développement des énergies renouvelables connaît une belle croissance, tant au travers de la production d'électricité que de la production de chaleur à partir de sources d'énergie renouvelables. La croissance est surtout portée par la biomasse et par l'éolien. A côté de ces deux types de production, d'autres filières font également leur chemin. La biométhanisation en fait partie et ne manque pas d'attrait. En effet, si la biométhanisation a le mérite d'être une filière de production d'énergie à partir de sources d'énergie renouvelables, sa contribution au développement durable dépasse largement cette unique plus-value. En premier lieu, elle constitue une source de diversification pour le monde agricole. Elle s'avère bien adaptée aux techniques agricoles actuelles et améliore la valeur agronomique des effluents. Elle touche aussi l'industrie agro-alimentaire où le potentiel d'exploitation de telles unités est élevé aussi bien économiquement, grâce aux possibilités d'auto-consommation de l'énergie produite, que techniquement grâce à la constance de la composition et du flux des matières premières entrant dans le digesteur. Enfin, elle peut jouer un rôle dans le cadre de la protection de l'environnement via la production d'un digestat désodorisé, hygiénisé, dont la composition en éléments fertilisants mais aussi en éléments potentiellement polluants est connue par le biais d'analyses sur les matières entrantes et sortantes. Tous ces avantages ne pouvaient qu'encourager le Gouvernement wallon à soutenir la filière de la biométhanisation. C'est pourquoi, à mon initiative, le Gouvernement a étendu la durée d'octroi du certificat vert (mécanisme de soutien à la production d'électricité verte) de 10 à 15 ans pour les unités agricoles de biométhanisation. Le renforcement de ce soutien associé à la mise en service de nouveaux projets attestent que la Région wallonne est désormais entrée dans une phase de concrétisation et d'investissements dans une filière pleine d'avenir. Le vice-Président, Ministre du Logement, des Transports et du Développement territorial, en charge de l'Energie. La biométhanisation, ou fermentation méthanique, est un procédé de transformation de la matière organique par un ensemble de micro-organismes, en l'absence d'oxygène (anaérobie). Ce phénomène s'accompagne de la production de "biogaz", mélange gazeux combustible, et d'un résidu appelé "digestat". Définition et principe de la biométhanisation Biométhanisation Schéma du procédé de biométhanisation Phases de la digestion anaérobie BIOMASSE : fumier, lisier, purin, déchets organiques des ménages et de l’industrie agro-alimentaire, plantes énergétiques, boues de stations d’épuration... T Matières organiques fraîches T Etape 1 HYDROLYSE ET ACIDOGENÈSE : transformation de la matière organique complète en composés plus simples T Matières organiques solubilisées T Etape 2 ACÉTOGENÈSE : les produits de l’acidogenèse sont convertis en acétate T Acétates et hydrogène T Etape 3 MÉTHANOGENÈSE : gazéification du substrat et production de méthane et de gaz carbonique à partir de l’acide acétique T BIOGAZ : CH4+ CO2 & Substrat digéré : DIGESTAT Effluents d’élevage Plantes énergétiques Déchets ménagers Déchets agro-alimentaires Boues de station d’épuration Tontes de pelouse Injection Pré-digesteur Digesteur Biogaz Hygiénisateur Post-digesteur Valorisation ou élimination du digestat Moteur Eau chaude à 90°C Electricité auto-consommée ou revendue au réseau Chaleur 3 ¨ Le biogaz constitué en majorité de méthane peut être valorisé, selon les besoins de l’exploitation, de différentes manières : • combustion directe en chaudière et production de chaleur • production d’électricité • cogénération d’électricité et de chaleur • production de carburant ¨ Dans le cas de la cogénération, le biogaz est utilisé comme combustible dans un moteur qui va entraîner un alternateur et donc produire de l’électricité qui peut être autoconsommée ou revendue au réseau. La chaleur dégagée par le moteur est alors récupérée et valorisée sous forme d’eau chaude à ± 90°C ¨ Au niveau agricole, cette chaleur peut être valorisée pour couvrir les besoins énergétiques : • d’infrastructures horticoles ou agricoles : serre, porcherie, poulailler… • du séchage de lisier, de fientes, de céréales, de bois… • d’habitations privées ou collectives • d’applications industrielles telles la pasteurisation, la production de froid… ¨ Production d’énergie thermique et électrique à partir de déchets ou sous-produits fermentescibles ¨ Diminution d’émissions des gaz à effet de serre : CO2 et CH4 ¨ Solution économique de traitement de déchets organiques avec possibilité de valorisation agricole ¨ Diversification et valorisation agricole : augmentation des rentrées financières ¨ Amélioration de la valeur agronomique : • diminution des nuisances olfactives • diminution des problèmes d’appétence • hygiénisation au niveau du digesteur et de l’hygiénisateur • digestat utilisé comme amendement : azote minéralisé plus assimilable par les plantes • modification de la viscosité : amélioration de l’épandage • maintien des éléments nutritifs ¨ Capacité supplémentaire de stockage des effluents d’élevage liquides ¨ Economie d’engrais ¨ Augmentation de la traçabilité et du contrôle des compositions des matières entrantes et sortantes ¨ Meilleurs contrôle et respect des normes d’épandage Avantages de la biométhanisation Valorisation du biogaz ¨ Le lisier traité dans une installation de biométhanisation par rapport à un lisier non traité : • est plus riche en azote minéral sous forme ammonium et son effet sur la végétation est plus rapide • est plus fluide et pénètre plus vite le sol où les éléments nutritifs pourront être absorbés par les plantes ¨ Ce lisier est davantage comparable à une fumure minérale : • Effet positif sur l’appétence lors du pâturage et lors du processus d’ensilage • Le lisier "digestat" est moins agressif à l’égard de la végétation ce qui permet un épandage sur une végétation à un stade plus avancé • Influence sur la composition floristique du couvert en prairie ¨ diminution des mauvaises graminées et une augmentation des moyennes et bonnes graminées • Pour une fertilisation azotée égale, la disparition des légumineuses est nettement moindre que pour un lisier classique ou une fumure minérale équivalente Valorisation agronomique du digestat 4 Potentiel méthanogène de différents substrats Substrat % MS % MO/MS Potentiel méthanogène (m3 biogaz à 60% CH4/t Mo) Fumier de bovin 25 -40 70 200 – 400 Lisier de bovin 5 – 12 75 – 85 200 – 350 Lisier de porcin 3 – 8 70 – 80 250 – 500 Fientes de volaille 10 – 30 70 – 80 350 – 600 Tonte de pelouse 20 – 25 90 550 Paille 70 90 350 - 450 Surice : une vitrine énergétique wallonne Soucieuse d'un développement durable au sens large - maintenir l'intégrité de l'environnement, améliorer l'équité sociale et accroître l'efficacité économique - la Région wallonne n'a pas ménagé ses efforts pour favoriser l'émergence de ce type de projet dans ses nombreux villages à vocation agricole. L'important soutien de la Région wallonne et de la Commission Européenne accordé au projet de "La Surizée" a pour objectif d'en faire une "vitrine énergétique wallonne" dont tout porteur de projet peut largement s'inspirer… sans pour autant commettre l'erreur de se contenter d'un simple "copier-coller" ! L'installation en quelques mots ¨ Un injecteur de matières avec système d'homogénéisation par mélange en permanence ¨ Un digesteur isolé et chauffé à 38 °C, d'un volume de 1.500 m3 (Ø = 19m - H = 5m) ¨ Une cuve de stockage du digestat non chauffé de 1.500 m3 ¨ Un ballon de stockage du biogaz de 260 m3 ¨ Un séparateur : par filtration, la matière solide (30 à 50 % de matière sèche) est séparée du reste du digestat L'aspect environnemental L'économie d'énergie fossile réalisée grâce à cette installation représente l'équivalent de 90.000 litres de mazout par an soit une production annuelle évitée de 225 tonnes de CO2 dans l'atmosphère. Les résultats attendus de l'opération Puissance électrique ......................104 kWél - possibilité de monter à 240 kWél Puissance thermique......................155 kWth - possibilité de monter à 280 kWth Consommation en gaz....................50 m3/heure Régime de température..................92 °C - 70 °C Puissance primaire biogaz..............271 kWbiogaz Rendement électrique ....................37,2 % Rendement thermique....................51 % Durée de fonctionnement équivalent pleine puissance...........6.218 heures/an Consommation en intrants agricoles.......................2.400 t de fumiers, 500 t de purin, 800 t de mélange herbe/maïs Production d'électricité brute.........634.000 kWhél/an Consommation des auxiliaires électriques .....................................63.000 kWél/an Auto-consommation.......................28.000 kWél/an Vente d'électricité sur le réseau.....543.000 kWél/an Production thermique fournie aux villageois .................................378.000 kWth/an Consommation chauffage digesteur........................................328.000 kWth/an Substitution en énergie primaire....146.000 litres équivalent mazout Emission de CO2 évitée...................368.000 kg CO2/an Nombre de certificats verts ............807 CV/an (taux = 141 %) Coût d'investissement partie biométhanisation.................558.000 € HTVA Coût d'investissement unité de cogénération ....................175.000 € HTVA Coût du réseau de chaleur 440 m (hors placement) .................44.000 € HTVA Frais de placement - installation.....111.000 € HTVA Frais d'études - architecte - frais dossier administratifs...........61.000 € HTVA Investissement total.......................949.000 € HTVA Ce projet, vu son caractère pilote pour la Wallonie a été cofinancé par la Commission européenne et la Région wallonne dans le cadre du programme Objectif II. L'installation de Surice 5 En 1999, l'exploitation Lenges, située à Rechts dans la province de Liège et gérée par Monsieur Lenges et ses deux fils, investit dans une unité de production et de valorisation de biogaz par cogénération. Cette installation est à l'époque alimentée par les effluents d'élevage générés par l'exploitation. La chaleur produite est destinée au chauffage des 42.000 m3 de la nouvelle porcherie et l'électricité est commercialisée sur le réseau. A uploads/Industriel/ biomethanisation-06 1 .pdf