La méthanisation: Technique de valorisation des déchets...

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La méthanisation: Technique de valorisation des déchets organiques Florence MORIN – ADEME Franche-Comté 20 novembre 2015

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La méthanisation: Technique de

valorisation des déchets

organiques

Florence MORIN – ADEME Franche-Comté

20 novembre 2015

Fonctionnement d’une unité de méthanisation

• 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

Méthanisation en voie liquide

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

Potentiel méthanogène des substrats:

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

Etat des lieux de la filière

méthanisation

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

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Typologie des approvisionnements des unités de méthanisation (ferme et centralisée)

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Types d’usages de la chaleur des projets de méthanisation à la ferme et centralisés

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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)

Combien coûte la filière de traitement par méthanisation?

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

Merci de votre attention,