Le biométhane : définition et procédé d’extraction

Fonctionnement d’une usine de méthanisation

La méthanisation est un procédé naturel, survenant spontanément dans de nombreuses zones naturelles, telles que les sols submergés non cultivés (marais, tourbières) et cultivés (rizières), les sols temporairement engorgés et les sédiments d’eaux douces et marins. Nous vous invitons à découvrir l’origine et les grands principes de la méthanisation dans l’article que nous dédions à ce sujet. Le procédé, en pleine expansion, peut être reproduit de façon contrôlée, au cœur d’une unité de méthanisation. Le biogaz naturel ainsi obtenu, désigne une forme de méthane issue d’un procédé de décomposition biologique, se déroulant en plusieurs étapes :

  • Les matières organiques sont déposées dans des cuves hermétiques appelées « digesteurs » ou « méthaniseurs » et installées au sein d’une centrale biogaz.
  • Les déchets sont « digérés » grâce à l’action de micro-organismes fonctionnant en milieu anaérobie, c’est-à-dire dépourvu d’oxygène.
  • Le processus de dégradation naturelle qui s’y produit transforme la matière organique en méthane (CH4), dioxyde de carbone (CO2), sulfure d’hydrogène (H2S), vapeur d’eau (H2O) et composés résiduels.
  • La méthanisation est donc le processus microbiologique au cours duquel des réactions de dégradation des composés organiques, nécessaires à la croissance des micro-organismes, aboutissent finalement à la production de biogaz.

Les résidus solides, composés d’éléments organiques non dégradés et de minéraux de la méthanisation, sont appelés digestat et constituent un fertilisant agricole naturel.

Le biogaz, quant à lui, peut être transformé :

  • en électricité au sein d’une unité de cogénération, produisant simultanément de la chaleur,
  • en biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel,
  • ou en carburant (BioGNV) alimentant les véhicules roulant au gaz.

Nous détaillons par ailleurs les nombreux usages du biogaz dans cet article.

Le biogaz en cogénération : la production d’électricité et de chaleur

Le biogaz produit par les unités de méthanisation peut être valorisé sous forme d’électricité dans des unités de cogénération produisant simultanément de la chaleur.

La chaleur ainsi produite peut être réutilisée pour un besoin local, tel que le chauffage d’une porcherie ou d’une industrie voisine, réduisant significativement les coûts d’exploitation pour l’utilisateur.

D’après l’ADEME, la cogénération permet de valoriser 35% de l’énergie primaire du biogaz sous forme d’électricité, et même 85%, si l’on tient compte de la récupération de la chaleur produite par l’unité de cogénération.

Le biogaz peut également être transformé en biométhane, substituable au gaz naturel.

Du biogaz au biométhane : la production d’un gaz substituable au gaz naturel

Le biogaz issu des unités de méthanisation peut être transformé en biométhane après épuration, pour devenir une solution de remplacement verte au gaz naturel.

Le procédé d’épuration débarrasse le biogaz de tout sulfure d’hydrogène, gaz carbonique et eau, jusqu’à atteindre une qualité identique à celle du gaz naturel. Sa teneur en méthane est alors supérieure à 95%.

Le biométhane ainsi obtenu peut être injecté dans le réseau national de distribution de gaz ou être utilisé comme carburant (bioGNV – Gaz Naturel Véhicule) se substituant à l’essence et au gazole.

Quels usages pour le biométhane ?

La valorisation du biométhane dans les réseaux gaziers

Le biogaz une fois épuré et transformé en biométhane, est injecté sur les réseaux de gaz naturel. Son utilisation est similaire à celle du gaz naturel. La différence est que le gaz naturel est une énergie fossile, résultant de la fermentation de matières organiques durant des millions d’années.

Une fois injectée dans le réseau de transport ou de distribution de gaz, cette source d’énergie 100% renouvelable peut être utilisée pour fournir du chauffage, la cuisson, la production de l'eau chaude sanitaire, approvisionner des usages industriels...

Le biométhane, carburant d’avenir pour rouler plus vert

Le biométhane peut être utilisé comme carburant pour les véhicules fonctionnant au Gaz Naturel Véhicules (GNV). Solution alternative à l’essence et au gazole, le biométhane présente l’intérêt de ne quasiment pas rejeter de particules fines dans l’atmosphère, tout en ne produisant qu’un niveau très faible d'oxydes d'azote. Le biogaz possède un bilan carbone neutre. La quantité de dioxyde de carbone (CO2) dégagée lors de sa combustion est identique à celle captée pour générer la matière organique dont il est issu, notamment par photosynthèse.  Le Gaz Naturel Véhicule, utilisé comme carburant, présente ainsi un bilan carbone inférieur de 80% aux carburants classiques lors de sa production.

Le biométhane, carburant renouvelable à souhait, car issu de la valorisation des déchets, peut alimenter une grande variété de véhicules : autobus, bennes à ordures, véhicules utilitaires, camions…

Le biogaz en France : qui peut en bénéficier ?

En France le biogaz présente de multiples avantages pour les collectivités et les industriels

Les collectivités locales ou encore les industriels bénéficient de nombreux avantages lorsqu’ils s’équipent d’une centrale biogaz. Le biogaz apporte alors une plus grande autonomie aux différents acteurs du territoires. Comment ?

  • En valorisant les déchets : la production de biogaz et de biométhane s’inscrit dans un cercle vertueux, dans lequel les déchets se transforment en ressources, pour fournir une énergie locale et renouvelable aux acteurs locaux tout en diversifiant les débouchés pour les cultures. La valorisation des déchets organiques participe à l’indépendance énergétique du territoire et de son tissu économique, mais aussi à la réduction des dépenses énergétiques. De plus, les déchets organiques sont traités à des prix compétitifs et fournissent des emplois locaux et non délocalisables. Autant d’arguments venant soutenir ces projets d’économie circulaire territoriale.
  • En réduisant les émissions de CO² : la collecte et la valorisation des déchets organiques participe à la production d’une énergie propre et renouvelable, ainsi qu’à la préservation des ressources naturelles. Le biométhane produit très peu de CO² car ce dernier est capté par les matières organiques lors du processus de méthanisation.
  • En améliorant la qualité des sols et des nappes phréatiques : la matière organique résiduelle récoltée à l’issue du processus de méthanisation, le digestat, constitue un engrais naturel très efficace. En effet, ses apports azotés sont facilement assimilables par les plantes. Il peut ainsi se substituer aux engrais chimiques et participer à la préservation du milieu naturel.

La méthanisation au service du monde agricole

Séduits par ces avantages, de nombreux agriculteurs se lancent dans des projets de production de biogaz. Ils bénéficient ainsi de différents avantages financiers et écologiques :

  • une meilleure autonomie énergétique,
  • un revenu complémentaire grâce à la vente d’énergie,
  • une meilleure qualité de fertilisants,
  • la réduction des coûts d’exploitation et d’engrais,
  • la réduction des nuisances olfactives,
  • la protection des sols de l’exploitation, mais aussi des nappes phréatiques du territoire.

 

 

Agriculteurs, industriels, collectivités locales ou investisseurs, Evergaz vous propose des solutions sur mesure pour accompagner votre projet de méthanisation.  N’hésitez pas à nous contacter pour nous faire part de vos projets.