GrDF, acteur du développement de la filière Biométhane

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1 GrDF, acteur du développement de la filière Biométhane Solutions de valorisation des déchets, réduction des émissions de gaz à effet de serre, production d énergie renouvelable au cœur des territoires : le gaz vert, le biométhane, cumule les atouts pour répondre aux grands enjeux énergétiques et environnementaux à relever dans les années à venir. La production de gaz vert permet, de plus, la création d emplois locaux non délocalisables pérennes. GrDF agit aux côtés des collectivités locales et des professionnels pour que cette nouvelle filière soit une des solutions concrètes à la problématique énergétique des territoires. GrDF 6 rue Condorcet Paris

2 Biogaz et biométhane : principes et bénéfices Qu est-ce que le biogaz et le biométhane? Le biogaz est un gaz issu de la fermentation anaérobie (en absence d oxygène) de matières organiques. Il est obtenu soit par captage dans les Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND, autrement dit des décharges, où il se forme de manière spontanée, soit par un procédé standardisé et contrôlé appelé méthanisation. Les déchets qui entrent en jeu dans la production de biogaz peuvent provenir de sources très variées. Il peut s agir de déchets : collectifs ou municipaux, c est à dire des biodéchets issus du tri sélectif des ordures ménagères, des déchets verts, déchets des cantines, etc. ; agricoles : effluents d élevage type lisiers, fumiers, voire des cultures énergétiques qui n entrent pas en concurrence avec la filière alimentaire ; ou industriels : déchets de l industrie agroalimentaire, déchets d abattoirs, de l industrie laitière, mais aussi boues de stations d épurations, etc.. La composition du biogaz obtenu varie en fonction de la nature du substrat, du type de procédé et dans le temps : on retrouve essentiellement du méthane (30 à 75 %), du CO 2 (20 à 40 %) avec des quantités variables d eau, d hydrogène sulfuré (H2S), et d autres composants plus ou moins indésirables suivant la valorisation envisagée. Le biométhane est du biogaz ayant subi une épuration poussée en vue d être injecté dans les réseaux de gaz naturel ou d en faire du carburant. Sa qualité est similaire à celle du gaz naturel. Biogaz ou biométhane : des valorisations différentes Brut ou après un léger prétraitement, le biogaz est valorisé localement pour produire de l électricité, de la chaleur, ou les deux en cogénération. Après traitement, il est appelé biométhane et peut être utilisé sous forme de carburant et/ou injecté dans le réseau de gaz naturel. Biogaz brut Valorisation in situ Traitement «léger» Épuration Biométhane électricité chaleur cogénération bio-méthane carburant Valorisation ex situ Injection en réseau de gaz naturel 2/15

3 Biogaz et biométhane, des bénéfices à tous les niveaux Le développement du biogaz est indispensable pour répondre aux exigences des Directives Européennes (23% d EnR dans la consommation d énergie finale et 10% dans les transports en 2020), ainsi qu aux objectifs fixés par le Grenelle de l Environnement. C est un moyen d agir sur le réchauffement climatique global et régional tout en valorisant des ressources locales et en faisant un pas de plus sur la voie de l indépendance énergétique. De plus : - La méthanisation agricole permet de régler en partie le problème des effluents d élevage et ses nombreux impacts (ex. prolifération des algues vertes en Bretagne). - Les projets biogaz sont particulièrement fédérateurs pour les acteurs d un territoire (agriculteurs, industriels, pouvoirs publics) et créent des synergies locales inédites. - L injection de biométhane permet de faire circuler dans les réseaux une énergie renouvelable et locale et, ce faisant, de valoriser des infrastructures de distribution de gaz qui sont la propriété des collectivités territoriales. Zoom sur le biométhane carburant Doté de la même composition que le gaz naturel, le biométhane peut être valorisé sous forme de carburant. Il est un véritable atout en termes de réduction de la pollution : - Pratiquement aucune émission de particules - Réduction de 80% des émissions de NOx par rapport au gazole - Jusqu à 95% de réduction des émissions de gaz à effet de serre par rapport au gazole - Diminution par deux du bruit environnant par rapport aux moteurs Diesel Le biométhane carburant constitue en cela un atout indéniable pour la mise en place des ZAPA (Zones d Actions Prioritaires pour l Air) pour lesquelles la pollution locale constitue l enjeu majeur. Le potentiel de production de biométhane carburant est équivalent à 30% de la consommation totale de carburant en France 1, réduisant ainsi significativement le déséquilibre de la demande des distillats en France ainsi que son impact sur la facture énergétique de la France. Avec un peu plus de 13 millions de véhicules GNV dans le monde et 1 million dans l Union Européenne, le carburant GNV progresse au rythme de 18% par an. Une solution mature, économiquement viable, qui dispose dès à présent d une offre industrielle auprès des constructeurs européens. L offre industrielle est composée d une large gamme de véhicules : de la voiture individuelle aux bus articulés pour le transport des voyageurs, en passant par les poids lourds porteurs pour le transport des marchandises, les véhicules de propreté urbaine ou les bennes à ordures ménagères. La disponibilité de cette offre permet d envisager une multitude de solutions pour promouvoir sur un territoire une mobilité durable, respectueuse de son impact environnemental et soucieuse du bien être de ses habitants. Sur les véhicules légers, <3,5 T, l adaptation d un kit GNV confère une autonomie supplémentaire de près de 300 Km qui s ajoute à l autonomie d origine du véhicule. Dans son scénario, l Association Négawatt qui milite pour un système énergétique vertueux lui laisse d ailleurs une large place pour le transport des marchandises en ville ou sur de longues distances, ainsi que pour les véhicules de flottes d entreprises et de collectivités. 1 Source : étude AFGNV-ADEME de ,1Mtep = 153TWh, véhicule de collectivité consommant 6MWh/an 3/15

4 Exemple d'un véhicule spécialement équipé GNV : Caractéristiques Renault Kangoo 1,6 16v 105cv 5 places Cylindrée 1598 Nombre de cylindres 4 Nombres de soupapes 16 Puissance Kw/Cv 78 / 105 Puissance administrative 7 cv Norme dépollution Euro V Couple maxi Nm (m.kg) 148 Type d injection ess/gnv Multipoint séquentiel / multipoint séquentielle CO2 g/km (essence/gnv) 190g en version essence / 152 g en version GNV Consommation cycle Mixte / urbain / extra urbain 8,2 / 11,1 / 6,6 ( en Lt/100km ) Vitesse maxi en Km/h km/h (s) 13,95 Capacité réservoir ess / gnv 35 Lt essence / GNV 100 Lt ( 2 X 37Lt 1 X 26 Lt ) Intégration des réservoirs Sous le châssis Autonomie GNV environ 350 km / Total 750 Km Tarif A partir de Des projets ancrés dans l économie des territoires La production de biométhane met les territoires sur la voie de l autonomie énergétique et les rend acteurs de leur approvisionnement en énergie. Les modes de valorisation du biométhane sont choisis en fonction des contextes locaux : proximité des réseaux de transport ou de distribution du gaz naturel, besoins énergétiques locaux (résidentiels, collectifs, tertiaires, industriels), présence de station de distribution de gaz naturel pour les véhicules En ce sens, le biométhane contribue de façon optimale au mix énergétique des territoires. 4/15

5 Mettre en place des projets de biométhane permet donc de : - réduire les émissions de gaz à effets de serre et améliorer la qualité de l air. A cet égard, la valorisation carburant du biométhane est la plus vertueuse car elle présente le plus important potentiel de réduction des émissions de gaz à effet de serre. - augmenter la production d énergie décentralisée renouvelable : le biométhane complète les ressources du gaz naturel d une partie renouvelable produite au cœur des territoires. Il est utilisable exactement pour les mêmes usages. - structurer la gestion des ressources locales au travers de : o l organisation de la collecte des déchets et l incitation à la collecte sélective ; o la planification à long terme de la gestion des déchets, des transports et de l énergie ; o la création de valeur en favorisant les synergies entre les acteurs économiques locaux : collectivités, industriels, agriculteurs. - renforcer la durabilité de l agriculture locale : la production de biométhane place l agriculteur en acteur énergétique du territoire. Cela permet de contribuer au maintien et à l entretien du foncier agricole. - créer de l emploi local non délocalisable 2 : la production de biogaz se situe par nécessité à proximité du gisement des matières organiques. - contribuer aux engagements de la collectivité et des industriels : Agenda 21, Plans climat territoriaux, Schéma Régionaux Climat Air Energie (SRCAE). En 2011, un cadre réglementaire et économique pour l injection de biométhane L injection dans les réseaux est autorisée en France par la Loi du 3 janvier 2003 sous réserve qu elle soit techniquement possible et que la sécurité - y compris sanitaire - soit assurée. L évaluation des risques sanitaires par l ANSES (Agence Nationale de Sécurité Sanitaire, ex AFSSET), sous saisine du MEEDDM, a conclu fin 2008 à la possibilité d injecter les biométhanes de toutes origines, sauf ceux issus de déchets industriels (hors agro-alimentaires) et de boues d épuration. Depuis 2006, la valorisation du biogaz est encouragée par un tarif de rachat de l électricité produite grâce à ce biogaz. En 2011, la filière biogaz a pris un nouvel élan avec d une part la réévaluation à la hausse des tarifs d achat de l électricité produite à partir du biogaz, et d autre part la mise en place du tarif d achat du biométhane injecté dans les réseaux de gaz naturel. Les 22 et 24 novembre 2011, le MEEDDTL a en effet publié l ensemble du cadre réglementaire relatif à l injection. Ce cadre réglementaire se compose de 8 textes dont les grands principes peuvent être ainsi résumés : Sous réserve que la production de biométhane soit en adéquation avec les consommations sur le réseau, le producteur bénéficie d une garantie de vente du biométhane pour une durée de 15 ans, à un tarif fixé par arrêté. Le biométhane est acheté au producteur par un fournisseur de gaz naturel. Un acheteur de dernier recours est désigné pour acheter le biométhane si aucun fournisseur ne se porte candidat spontanément. 2 L ATEE estime que sur les projets de valorisation électrique, la méthanisation représente en termes d emplois, par MW installé, 12,5 hommes par an pour le développement du projet et 10 emplois permanents. 5/15

6 Des garanties d origine permettront de tracer le biométhane une fois injecté dans le réseau. Ces garanties d origine peuvent être valorisées par l acheteur de biométhane (fournisseur de gaz naturel) au travers d offre de gaz vert. Le surcoût d achat du biométhane est compensé par le biais d une contribution des consommateurs de gaz naturel. Seul le biométhane issu de déchets d origine agricoles, de déchets ménagers ou de déchets issus de l industrie agroalimentaire peut être injecté (avis de l Anses 2008). Une nouvelle saisine de l ANSES est en cours pour le biométhane issu de boues de stations d épuration (qui représente un potentiel d injection important dans la mesure où les stations d épurations se trouvent à proximité des zones de consommations). Des tarifs d achat du biométhane fixés après une réelle concertation entre les pouvoirs publics et la filière biogaz. Leur niveau a été fixé de telle sorte : - qu ils couvrent l intégralité des coûts de production, d épuration, d injection, de raccordement au réseau de gaz naturel, - qu ils assurent sur cette base, et pour des projets de taille raisonnable, un niveau de rentabilité permettant l émergence de la filière, - et qu ils soient équilibrés par rapport aux tarifs d achat de l électricité, limitant ainsi les risques d éventuels effets d aubaine entre les valorisations cogénération et injection. Ils s échelonnent ainsi entre 45 et 95 /MWh pour les Installations de Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND ou décharges) et entre 69 et 125 /MWh pour les installations de méthanisation. Pour ces dernières, le tarif est composé d un tarif de référence et d une prime «intrants» pour refléter la diversité des installations. Un dispositif réglementaire bientôt complété pour la double valorisation Le cas des installations comportant une double valorisation (production d électricité et de chaleur par cogénération et injection de biométhane), sera prévu dans des textes à paraître très bientôt. La démarche industrielle de GrDF La prestation d injection La concertation avec la filière qui a lieu depuis 2008 a permis de définir les limites de responsabilité entre producteurs et opérateurs de réseaux : Le producteur réalise les étapes de production et d épuration du biogaz pour en faire du biométhane conforme aux prescriptions techniques du gaz naturel. L opérateur de réseau porte quant à lui la responsabilité du contrôle de la qualité du biométhane, de sa régulation en pression, du comptage des quantités injectées, et, en règle générale, de l odorisation. GrDF sera, pour chaque projet, propriétaire des installations d injection et assurera au producteur un service d injection. Commentaire [Z1]: Sera-ce toujours le cas? 6/15

7 Le poste d injection de Forbach (Elster) : Le coût du service d injection de GrDF GrDF a réalisé une étude de conception d une installation d injection «packagée» et «standardisée», avant de lancer, sur cette base, un appel d offre européen visant à faire bénéficier à la filière, de l expérience des pays voisins, et des meilleurs coûts. Cet appel d offre a permis de réduire de 30% les coûts de l installation d injection par rapport aux coûts qui ont été pris en compte dans le calcul des tarifs d achat du biométhane. Le coût de la prestation d injection varie entre 67 et 74 k par année, selon que l odorisation est ou non réalisée par GrDF ou par le producteur. Elle comprend l intégralité des coûts d investissement, de renouvellement des matériels, d exploitation et de maintenance de l installation d injection, ainsi qu une partie des coûts d adaptation du système informatique sont intégrés au prix du service d injection. Le mode de calcul de cette prestation a été validé par la Commission de Régulation de l Energie et a été élaboré de telle sorte que l impact du biométhane soit neutre vis-à-vis du tarif d acheminement du gaz naturel. De nouveaux chapitres au catalogue des prestations de GrDF Depuis le 1 er janvier 2012, les prestations d injection biométhane sont désormais dans le catalogue des prestations de GrDF accessible sur : - les différentes études de faisabilité, détaillées ou de dimensionnement - le raccordement des installations de production de biométhane (facturé sur devis) - le service d injection - la réalisation de contrôles ponctuels pour le suivi de certains paramètres pour lesquels il n est pas possible de réaliser des analyses en continu. 7/15

8 Le cadre contractuel du biométhane GrDF et le producteur de biométhane seront liés par : - un contrat de raccordement pour les travaux de raccordement entre l installation et le réseau - un contrat d injection qui décrit les rôles et responsabilités de chacun pendant toute la période d injection de biométhane dans le réseau Ces contrats ont été élaborés en concertation avec les acteurs de la filière et ont été validés par la Commission de Régulation de l Energie. GrDF s organise pour répondre aux demandes des porteurs de projets Une co-construction indispensable pour assurer la réussite de cette nouvelle filière GrDF se mobilise pour le développement du biométhane depuis plusieurs années en lien étroit avec l ensemble des parties prenantes (producteurs, bureaux d études, associations, pouvoirs publics ) dans une démarche de co-construction. Dans le cadre de son partenariat avec l ADEME, GrDF a décidé de poursuivre le travail initié par les pouvoirs publics en mettant en place un groupe de travail sur les conditions techniques d injection. Ce groupe, qui compte parmi ses participants les pouvoirs publics, des producteurs de biométhane, des bureaux d études, des associations, des transporteurs, traite de tous les aspects «pratiques» rencontrés concrètement maintenant que les projets se conçoivent, se construisent et injectent. L ensemble des travaux conduits depuis presque 2 ans a permis la réalisation d un site internet sur l injection, publié sous la bannière GrDF et ADEME, qui a pour ambition de servir de guide aux porteurs de projets, bureaux d études, et les aider à mener à bien les projets d injection de biométhane dans les réseaux de gaz naturel. Le site Le site est en ligne depuis le 16 janvier /15

9 Depuis cette date, près de 500 demandes d habilitation ont été enregistrées et le site a enregistré plus de visites. Profil des visiteurs du site 9/15

10 Une communication spécifique dédiée au biométhane à GrDF Un film d animation YouTube, mot clé Biométhane Une plaquette Deux maquettes pédagogiques pour les salons Des règles techniques et spécifications claires Les prescriptions techniques ainsi que des cahiers des charges fonctionnels (poste d injection, odorisation) (article 17 de la loi Grenelle 1) ont été publiés sur le site internet dès Des interlocuteurs pour répondre aux questions et réaliser les études GrDF a mis en place d un réseau d interlocuteurs régionaux pour répondre aux questions et sollicitations des collectivités locales et des porteurs de projets sur l injection du biométhane. Ils réalisent en outre les études de faisabilité d injection en fonction des caractéristiques propres au projet (débit, pression, lieu de production) et de celles du réseau local. 10/15

11 Etat des lieux des demandes d injection et projections sur la période tarifaire Point sur les demandes d injection En septembre 2012, plus de 350 projets étaient référencés par GrDF, dont 270 étaient «actifs», le solde ayant été clôturé (autre valorisation, abandon par les porteurs de projets, impossibilité technique, injection sur un réseau de transport ). 70% de ces projets ont des intrants agricoles ou issus des industries agro-alimentaires. 80 % des projets présentent des débits > 100 m 3 /h et la moyenne se situe à 240 m 3 /h (soit environ 20 GWh injectés par an). Projections sur la période Après la première injection de biométhane dans le réseau de distribution de Lille Sequedin le 8 juillet 2012 (date officielle), 1 autre projet s'est concrétisé en 2012, le projet porté par le SYDEME à Forbach ; En 2013, une dizaine de projets devraient voir le jour, puis entre 15 et 20 chaque année. Les projections de points d injection sur le réseau GrDF pour 2020 sont les suivantes : - Près de 150 points d injection sur le réseau de GrDF - Un volume de biométhane injecté approchant 3 TWh soit la consommation de logements Le biométhane constitue un réel enjeu en termes d image pour GrDF et le succès de cette nouvelle filière passe par la réussite des premiers projets et par la poursuite d une très forte concertation avec l ensemble des acteurs. 11/15

12 Aujourd hui, l injection de biométhane dans le réseau de distribution de gaz naturel de GrDF est une réalité A Lille Sequedin Et à Forbach Le projet du SYDEME (Syndicat Mixte de Transport et de Traitement des Déchets Ménagers) à Forbach Grâce à la mise en place de la collecte sélective des déchets ménagers, le SYDEME produit déjà du gaz vert. Ce biogaz, épuré jusqu à la qualité du gaz naturel est en partie injecté dans le réseau de gaz naturel. Il offre alors toutes les possibilités d'utilisation du gaz naturel, chauffage, eau chaude sanitaire, cuisson. De plus, une station de distribution de biométhane carburant est mise à disposition du public et de la flotte du site pour les bus de l Intercommunalité. C est dans le cadre de l Expo Biogaz en avril 2012 que Laurence Hézard, Directeur Général de GrDF, avait signé le contrat d injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel de ce projet. 12/15

13 Et demain, quelles perspectives pour le biométhane Des perspectives de développement à moyen et long terme, une énergie disponible dont on prépare l avenir Les perspectives de développement du biométhane sont prometteuses. Il présente un potentiel considérable grâce à des filières de production technologiques performantes et complémentaires à différents horizons d implémentation. Aujourd hui, le biométhane qui sera injecté dans les réseaux de distribution et de transport est un biogaz épuré, issu de la fermentation anaérobie (en absence d oxygène) de matières organiques (captage de gaz de décharges ou méthanisation de déchets collectifs ou municipaux, agricoles ou d industries agroalimentaires). Cette filière de production de biométhane est d ores et déjà une filière mature. A l horizon 2017, une nouvelle filière industrielle sera à même de produire du biométhane : la gazéification de la biomasse sèche. Alors que la méthanisation emploie aujourd hui une biomasse humide et non ligneuse, constituée de déchets fermentescibles, la gazéification est un procédé qui consiste à chauffer à très haute température ( C) de la biomasse ligneuse (bois, paille) et très sèche, jusqu à obtenir un gaz de synthèse : le syngaz. Après une étape de méthanation (procédé industriel de fabrication de méthane à partir d'hydrogène et de monoxyde de carbone) puis de mise aux spécifications du gaz naturel, le syngaz est transformé en biométhane. La gazéification est une solution en phase de développement, et différents projets pilotes en sont encore au stade de la démonstration. Cette nouvelle filière, la gazéification de la biomasse sèche et ligneuse, permettra un élargissement du potentiel de production de biométhane à des biomasses jusqu ici non-exploitables via le processus de méthanisation. Au-delà de 2020, la production de biométhane à partir de micro-algues, c est-à-dire sans dépendance à une ressource primaire, visera à développer une solution intégrée innovante de production de biométhane, de recyclage de CO 2 issu de fumées de combustion et de dépollution des effluents gazeux et aqueux. La méthanisation et la gazéification sont des techniques qui offrent toutes deux une très bonne efficacité énergétique globale de rendement de conversion (entre 50 et 90%). Par exemple, en usage carburant, le rendement du biométhane carburant est nettement meilleur que celui des biocarburants liquides tels que le bioéthanol ou le gazole Fischer-Tropsch :1 t de bois = 600 m3 de biométhane = 6000 km parcourus en voiture individuelle. 13/15

14 Le biométhane, trois technologies de production complémentaires La production de biométhane présente un fort potentiel d innovation industrielle pour la France, tout en assurant la préservation des ressources naturelles du fait de rendements de production élevés. GrDF, conseiller en solutions énergétiques couplant le gaz naturel et les énergies renouvelables Principal opérateur du réseau de distribution de gaz naturel en France, avec salariés, GrDF est chargé de la gestion du réseau de distribution de gaz naturel de plus de communes en France et exploite le plus long réseau d Europe : km de canalisations. Aménagement, rénovation urbaine, réhabilitation, construction d équipements publics et de logements sociaux GrDF conseille les collectivités locales sur les meilleures solutions gaz naturel/énergies renouvelables et les accompagne dans leurs projets pour un territoire durable. Avec le gaz naturel, les collectivités locales bénéficient de solutions innovantes, performantes et complémentaires aux EnR, pour le chauffage et la climatisation des bâtiments, la production d'électricité, les process industriels. GrDF valorise cette filière et l accompagne, de sa naissance à son développement, dans le respect de ses obligations de sécurité d exploitation et de service public. 14/15

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