Le biogaz

Le biogaz produit par la dégradation des matières organiques contient surtout du méthane, source d’énergie et du dioxyde de carbone. Ses principaux usages sont la cogénération pour la production d’électricité et l’injection de biométhane dans les réseaux de gaz naturel.

Caractéristiques du biogaz

Le biogaz contient 50 à 65% de méthane. C’est là que se trouve l’énergie qui sera ensuite valorisée. Mais le biogaz contient également du CO2, de l’eau et des éléments traces qui peuvent être toxiques et corrosifs comme l’hydrogène sulfuré H2S (caractéristique de l’odeur de l’oeuf pourri), ou les siloxanes.

Le stockage

Le biogaz est stocké à faible pression (2 à 3 mbar en général) dans  un réservoir appelé gazomètre : il est généralement fixé sur le digesteur et/ou le post-digesteur dans le cas des digesteurs verticaux.

Les gazomètres sont constitués d’une membrane (dite simple peau) ou d’une double membrane, ces dernières étant plus résistantes dans le temps. Des torchères puis des soupapes de sécurité permettent d’évacuer le biogaz excédentaire en cas de trop forte pression.

Produire de l’électricité

Dans cette partie :

Le module de cogénération est constitué d’un moteur adapté pour brûler du biogaz, qui entraîne une génératrice de courant. La chaleur est récupérée sur le système de refroidissement du bloc moteur et des fumées de combustion et alimente un circuit d’eau chaude. L’électricité produite peut être injectée sur le réseau, et revendue à un acheteur d’énergie

Le dimensionnement du moteur prend en compte le débit prévisionnel de biogaz à valoriser. Les rendements annoncés par les motoristes sont des rendements théoriques obtenus dans des conditions normées de température et de pression.

Les rendements réels sont inférieurs de 2 à 5 % par rapport aux rendements théoriques. La consommation électrique des auxiliaires du moteur doit être déduite de l’électricité vendue, cela représente de 3 à 5 % de l’électricité totale produite. Une maintenance préventive est fortement conseillée. L’usure prématurée et la casse des moteurs représentent la grosse majorité des incidents constatés par les assureurs et les pertes de recettes pour les unités.

La valorisation de la chaleur de 10 à 15 % de la chaleur produite sert à chauffer le digesteur.
La valorisation de la chaleur résiduelle permettra d’améliorer le bilan énergétique de l’unité, d’apporter un revenu complémentaire et donc d’optimiser la rentabilité de l’installation. Par ailleurs, les aides de l’ADEME et potentiellement des autres financeurs sont conditionnées à l’atteinte d’une efficacité énergétique globale en général supérieure à 50 %, ce qui impose de valoriser efficacement la chaleur.

En moyenne, un moteur tourne environ 8 000 heures par an (91 % du temps) : il faut donc trouver des débouchés pour la chaleur toute l’année.

La valorisation de la chaleur

De 10 à 15 % de la chaleur produite sert à chauffer le digesteur. La valorisation de la chaleur résiduelle permettra d’améliorer le bilan énergétique de l’unité, d’apporter un revenu complémentaire et donc d’optimiser la rentabilité de l’installation. Par ailleurs, les aides de l’ADEME et potentiellement des autres financeurs sont conditionnées à l’atteinte d’une efficacité énergétique globale en général supérieure à 50 %, ce qui impose de valoriser efficacement la chaleur. En moyenne, un moteur tourne environ 8 000 heures par an (91 % du temps) : il faut donc trouver des débouchés pour la chaleur toute l’année.

Pour cela, il est possible de combiner plusieurs usages :

  • Chauffage de maisons d’habitations, gîtes…,
  • Chauffage de bâtiments d’élevages, production d’eau chaude,
  • Chauffage de serres maraîchères ou horticoles, production de micro-algues (spiruline),
  • Chauffage de bâtiments industriels ou d’établissements publics (EPHAD…),
  • Séchage de fourrages, de bois…
Ressources disponibles
Guide ADEME sur la valorisation de la chaleur5,94 MB

Les démarches liées au raccordement

Il est conseillé de se faire accompagner par un prestataire pour gérer les démarches auprès d’Enedis liées au raccordement (constructeur ou un bureau d’études). Pendant la phase d’études, vous pouvez demander une étude de faisabilité à Enedis (payante). Ensuite les démarches commencent dès l’obtention du récépissé ICPE (ou autorisation). La demande de raccordement est à envoyer en même temps que votre demande de contrat d’achat.

Ressources disponibles
Livret d’accueil des grands producteurs d’Enedis2,19 MB

Les démarches liées à la vente de l’électricité

Votre interlocuteur pour la vente de l’électricité est l’opérateur d’obligation d’achat. Le tarif concerne les unités de moins de 500 kWé. Il est fixé par arrêté pour une durée maximale de 20 ans, plafonné à 140 000 heures (soit environ 17 à 18 ans de production).
Il se compose d’un tarif de base (de 15 à 17,5 c€/kWh) et d’une prime pour l’utilisation d’effluents d’élevage qui peut aller jusqu’à 5 c€/kWh au-delà de 60 % d’effluents. Ce tarif est ensuite revalorisé au 1er janvier de chaque année (coefficient L). À partir du 1er janvier 2018, le tarif de base décroit de 0,5 % chaque trimestre.

Ressources disponibles
Site EDF Obligation d’achat pour la vente de l’électricité

Les tarifs d’achat de l’électricité produite à partir du biogaz

Identification ADEME :

Tout projet de méthanisation doit suivre la procédure d’identification auprès de l’ADEME, que ce soit en cogénération (arrêté du 19 mai 2011) ou en injection (arrêté du 23 mai 2011) : identification-biogaz.ademe.fr

Les arrêtés fixant les conditions d’achat de l’électricité produite à partir du biogaz :

Depuis le 27 février 2013, la double valorisation est possible. On peut donc sur un même site avoir une production d’électricité et une production de biométhane.

Produire du biométhane

Dans cette partie :

Pour injecter du biométhane dans le réseau, plusieurs critères sont à respecter. Il est aussi nécessaire de vérifier la capacité du réseau à accueillir le débit souhaité.

Les différentes étapes d’épuration 

Pour pouvoir être injecté dans le réseau, le biométhane devra respecter les qualités requises, qui dépendent des régions où l’on se trouve (gaz de type H ou B). Afin de respecter ces critères, le biogaz passe par plusieurs étapes d’épuration :

  • Désulfuration,
  • Déshumidification,
  • Décarbonation

Plusieurs procédés d’épuration existent pour atteindre 97 % minimum de taux de méthane. Pour être injecté, le biogaz est acheminé jusqu’à un « poste d’injection » dans lequel ont lieu quatre étapes :

  • L’odorisation qui permet de donner au biométhane l’odeur caractéristique du gaz naturel et ainsi assurer la sécurité des usagers.
  • Le contrôle de la qualité du biométhane permettant de vérifier la conformité de ses caractéristiques physico-chimiques aux prescriptions techniques en vigueur.
  • La régulation de la pression qui permet au biométhane d’être prioritaire à l’injection dans le réseau.
  • Le comptage permettant de connaître les volumes de biométhane injectés (ou non) dans le réseau.

L’épuration du biogaz consiste à séparer les éléments inertes ou indésirables tels que le CO2, le H2S, l’eau, les siloxanes, pour obtenir un gaz concentré en énergie, le biométhane, de qualité similaire à celle du gaz naturel (plus de 97% de méthane dans la plupart des régions françaises) pour pouvoir ensuite l’injecter dans les réseaux.

Le poste d’injection est la propriété de l’opérateur de réseau (GRDF, GRTgaz, Teréga, entreprises locales de distribution) et l’exploitant verse une location annuelle. Si le biogaz est réputé conforme, il est alors mélangé au gaz naturel.

Les démarches pour injecter

Il est nécessaire de démarrer les études en amont des autorisations administratives (ICPE…). L’étude détaillée marque l’entrée dans le registre des capacités, ce qui permet de « réserver » le droit d’injecter dans le réseau.

Dans ce registre, les projets sont inscrits en fonction de leur ordre d’arrivée avec l’attribution d’un numéro qui permettra de prioriser, le cas échéant, les allocations de capacité d’injection. Une fois les autorisations ICPE et l’étude de dimensionnement réalisées, le producteur signe 2 contrats avec le gestionnaire de réseau :

  • Contrat de raccordement : il décrit les conditions de réalisation de la canalisation reliant le poste d’injection et le réseau.
  • Contrat d’injection : il décrit les relations entre le distributeur et le porteur de projet pendant toute la durée de l’injection.

La vente de biométhane

Identification ADEME :

Tout projet de méthanisation doit suivre la procédure d’identification auprès de l’ADEME, que ce soit en cogénération (arrêté du 19 mai 2011) ou en injection (arrêté du 23 mai 2011) : site internet identification-biogaz.ademe.fr

Tarif d’achat du biométhane :

Le tarif d’achat du biométhane est fixé par l’arrêté du 23 novembre 2011, pour une durée de 15 ans. Il dépend de la taille de l’installation et de ses intrants. L’acheteur doit être un fournisseur de gaz naturel, titulaire d’une autorisation de fourniture. Lorsque le producteur ne trouve pas d’acheteur, il peut recourir à un des acheteurs de biométhane dits « de dernier recours » désignés par arrêté. L’acheteur de dernier recours est désigné par l’arrêté du 4 juin 2012.

Ressources disponibles
Brochure technique: Produire du biométhane3,08 MB
Site GRDF
Site GRTgaz

Le BIOGNV

Valorisé en carburant, le biométhane ouvre la voie à une mobilité durable plus respectueuse de l’environnement.

Dans le cadre du projet Biogas Action, AURA-EE a publié un guide pour tout comprendre sur les garanties d’origine et la valorisation du biométhane produit localement sur son territoire.

Ressources disponibles
Guide AURA-EE: Produire du biométhane et savoir le valoriser en BIOGNV sur son territoire2,44 MB

Avec le soutien de :

ADEME
Notre partenaire: Région Bretagne
Notre partenaire: Région Pays de Loire