Intervention ayant eu lieu au DK le 24 novembre 2011

Transcription

1 Dans le cadre du projet européen Bio-Methane Regions, les partenaires ont eu la chance d assister à des présentations sur la situation au Danemark et en Suède. Les présentations ci-dessous ont été pour partie traduites et donne la vision qu ont les opérateurs énergétiques et des territoires sur le biogaz et le biométhane. Bonne lecture!

2 From North Sea Gas to Fredericia Gas Asger Myken Dong energy est un opérateur Danois présent sur trois segments de l énergie au Danemark : la production, la distribution et la vente de gaz. Cette présentation reprend le positionnement stratégique de DONG Energy par rapport au biogaz et les projets qu ils mènent.

3 DONG Enregy se positionne comme opérateur de traitement du biogaz Depuis septembre 2011, Dong energy assure la production et la distribution d un biométhane à travers le réseau de gaz naturel à partir d une unité de production de biogaz issu de station d épuration à l unité de FREDERICIA Le biogaz est issu de la digestion des boues permettant la production d un biogaz à plus de 60% de méthane qui est acheté par Dong energy qu il va traité pour l injection Le biométhane est composé de 98% de CH4 et 2% de CO2

4 Station d épuration site de FREDERICIA Implantation des équipements d épuration du biogaz torchère réacteurs

5 Traitement du biogaz Technlologie retenue lavage à l eau plus traitement additionnel des gaz déchets fournisseur Greenlane AB capacité de traitement: 300 Nm3/h de biogaz

6 Détail de l épurateur Illustration authorised by Greenlane AB

7 Détail de l épuration

8 Pas d ajout de propane les inconvénients de l ajout de propane: coût élevé (les coûts de traitement augmentent approximativement de 25%) compromet l aspect renouvelable du biomethane produit réduit le volume du réseau disponible pour le biomethane une moyenne des PCI est appliquée au consommateur sur une consommation mensuelle

9 Les projets menés par Production de biogaz projet Inbicon: sur C5 mélasse et paille projet REnescience : sur déchets liquides issus de déchets des collectivités Traitement et épuration Distribution et vente Produits financiers : dont un prix d achat du biométhane

10 Autres projets globaux Maabjerg Energy Concept Consortium comprenantvestforsyning, Struer Forsyning, Nomi og DONG Energy (including subsidiaries Renescience og Inbicon). production annuelle attendue: million litres of bioethanol 44 million m3 de biogaz réseau de chaleur de eq hab production d électricité matières traitées: tonnes pailles tonnes of biomass (principalement du lisier) projet en cours d analyse pour décision d investisement Biogaz + 2.G. Bioethanol + cogénération = production de Chaleur électricité, gaz pour véhicule et engrais Nutritions

11 Sur le site de Frédéricia, dans les bassins de traitement, il est prévu de faire une culture d algues de méthaniser les algues de récupérer le biogaz pour l épurer et produire du biométhane qui sera injecté et récupérer le CO2 pour nourrir les alges

12 Activité biogaz et transport DONG Energy possède 50% des parts de Fordonsgas Sverige AB, le leader suèdois producteur de biomethane pour véhicules DONG Energy participe à des projet de démonstration sur des véhicules lourds soutenu par le Danish Transport Authority. Les participants sont l ecological Council, Volvo, Scania, The Danish Biogas Association 4 camions sont en démonstration: 2 GNV and 2 dual fuel DONG Energy participe à un projet mené par la commune de FREDERICIA sur le développement du biogaz véhicule pour des bus et d autres véhicules.

13 Establishing a European Green Gas Market -Steps toward a low carbon economy -Les étapes vers une économie bas carbone Knud Boesgaard Sørensen KBS@Energinet.dk Présentation qui présente la stratégie Danoise vers une économie bas carbone et qui positionne le biogaz et les infrastructures gaz comme piliers de la stratégie pour demain

14 Energinet.dk est une entreprise publique qui s occupe de la gestion des réseaux électriques et de gaz

15 Ils travaillent à améliorer l impact carbone des activités énergétiques vers un système sans énergies fossiles en 2050; Dans ce cadre le DK prévoit 50% d approvisionnement par l éolien, les smarts grids vont permettre de gérer l énergie de manière plus efficace, le gaz a un potentiel important pour les transport, le LNG est une option bas carbone gases pour les bateaux, l interconnexion production électrique par le vent et le réseau de gaz sera à développer, et les gaz renouvelables seront un complément au gaz naturel

16 Les technologies Trois filières principales : méthanisation, gaséification et catalyse plus de nouvelles technologiques bactéries électrophile, l hydrogénisations de la biomasse

17 A horizon 2025 le secteur éolien produira à certains moment plus que la consommation L enjeu est donc de pouvoir valoriser cette énergie non consommée

18 Les capacités de stockage disponibles au DK sont saisonnieres avec les réseaux de chaleur mais réduites, les plus grosses capacités concernent les stockages de gaz naturel et le stockage de l hydrogène

19 la combinaison est possible entre la production électrique renouvelable et la production de biogaz L électricité non consommée permettra la synthèse de CH4 (méthane) injecté dans le réseau de gaz naturel puis stocké

20 Représentation des systèmes énergétiques : le gaz un des piliers Réseau électrique Réseau de gaz biogaz Stockage du gaz

21 Les scénarios pour 2050, le scénario éolien celui retenu

22 Evolution prévue des sources d énergies : La production de gaz naturel s arrêtera en 2040, le biogaz remplacera majoritairement complété par la gazéification et l électrolyse. Cela supposera un effort considérable au niveau de la filière biogaz, à l image de ce qui a été fait en Allemagne

23 Représentation des systèmes de production électrique en 1980 et maintenant En rouge et vert des cogénérations en bleu de l éolien La décentralisation est visible

24 Le secteur du gaz va se développer aussi avec les projets biogaz, la gazéification et l électrolyse

25 En 2050, la production sera probablement décentralisée avec différents gaz renouvelables, différents réseaux, une utilisation complète de la biomasse disponible, la Co2 sera aussi une ressource

26 Les danois plaident pour un marché du biogaz avec des certificats à l échelle européenne dans le cadre d un marché virtuel

27 Les acteurs du marché gazier au DK et le positionnement du biométhane dans ce marché, avec des garanties d origines

28 Swedish experience with Biogas/Bio-Methane for the transportation sector Roland Nilsson E.ON Gas E.ON est un des acteur majeur du monde de l énergie en Europe Sa filiale Eon Gaz travaille principalement en Suède sur le seul réseau de distribution de gaz naturel

29 Les champs d activités : réseaux transport et gaz liquéfié

30 Le biogaz et le biométhane sont identifiés dans la stratégie comme un gaz renouvelable

31 Par rapport au secteur du transport E-on réalise et exploite des stations d avitaillements

32 Concernant le méthane, c est un gaz qui nécessite un espace de stockage plus important que le diesel à quantité d énergie équivalente. D où la nécessité de le compresser

33 Schéma d une voiture au gaz naturel

34 Avec la carte E-on on peut désormais bénéficier d une offre Biogaz 50% ou 100% dans les stations service

35 Le marché aujourd hui pour E-On gaz 35 stations services 18 dépôts de bus Soit 400 GWh remplaçant 40 Ml de diesel, Une moyenne de 40% approvisionné en biogaz Les objectifs : 2020 : x 5 soit 2000 GWh avec 75 à 100% de biogaz

36 La situation en Suède : 120 stations services 50 dépôts pour véhicules lourds voitures roulant au biogaz 950 bus et 350 camions

37 En Suède, la production de biogaz couvre 10% des consommation de gaz naturel pour 1,5 TWh Le potentiel est estimé à 15 TWh Et le biogaz issu de gazéification de bois représenterait 59 TWh

38 Les projets en cours L objectif est de produire 2 M de litres de carburant A partir d une unité de méthanisation

39 Liste des sites de production de biogaz en Suède E-on a 15 projets dans le sud d environ 400 GWh Et travaille à l implantation de 2 unités de gazéification respectivement de 30 GWh et 1,5 TWh

40 Un projet de réseau au biogaz et non au biométhane

41 Le réseau de gaz limité en Suède a orienté la politique biogaz vers le transport mais aussi vers le LNG gaz liquéfié transporté par bateau camion

42 Différentes modalités stockage et de transport du biogaz du fait de la non présence de réseau

43 Un projet de station d avitaillement combinée de Gaz naturel liquéfié ou Gaz naturel Liquéfié compressé

44 Publicité faite dans le cadre de rallyes avec une voiture roulant au biogaz. D après l orateur de bonnes performances pour ce véhicule

45 En Suède les perspectives pour le biogaz dans les transports Une demande croissante et économique L union européenne qui encourage le dispositif Permettrai à l agriculture d avoir de nouvelles possibilités de développement Une plus-value environnementale à toute les échelles Les technologies sont disponibles Il n y a pas ou peu de taxe dans la pluparts des pays Les infrastructures existent et sont en place Le potentiel est important : déchets, lisiers cultures et demain le bois

46 The flexible Biogas Grid Lars Byberg Bioenergi Vest A/S Lars Byberg CEO, Bioenergi Vest A/S Ved Fjorden 6 DK Ringkøbing Denmark Lars@bioenergivest.com Cette présentation concerne le cheminement d un territoire pour valoriser sa ressource locale et réduire son impact carbone, vers la réalisation d un réseau de biogaz de plusieurs dizaines de kilomètres.

47 Le territoire, une région du Danemark hab, une 50 aine de réseaux de chaleur km ha cultivé et 1000 exploitations agricoles

48 Les élus ont décidé d avoir un territoire 100 % énergie renouvelable d ici 2020

49 Par rapport à une référence 2007 estimée à 20% l effort se situe à deux niveaux - des économies d énergie : dans les bâtiments et les transports - la production d énergie renouvelable : éolien bioénergie et autres sources

50 L ensemble des filières énergétiques et des ressources du territoire ont été identifiées lisiers fumiers culture énergétiques : maïs, céréales, pomme de terre, taillis paille boues fibres et biomasse aquatique

51 Chaque filière a été passée au crible de l impact effet de serre

52 Chaque technologie a été évaluée au regards : - du type d énergie produite chaleur, électricité ou carburant - du développement - du type de matière première disponible - du rendement énergétique - du type d installation centralisée ou décentralisée Et c est le biogaz qui est paru pertinent pour le territoire Au Danemark la technologie de méthanisation est thermophile à 52 C

53 Création de Bioenergy Vest En 2009, une équipe a été créé pour mettre en œuvre la politique et définir un modèle économique pertinent à l échelle du territoire Les représentants étaient des agriculteurs, des opérateur de réseaux de chaleur, la collectivité des industriels et des représentants de la filière biogaz

54 Objectifs : l équilibre énergétique Réduire le transport des lisiers (95% d eau) Utilisation de la chaleur issue de la cogénération (sinon perte de 40% d énergie) Conclusion Un réseau de biogaz avec des unités de méthanisation décentralisées qui alimenteraient des consommateurs (réseaux de chaleur) - transport du biogaz plus facile - les nutriments restent sur les exploitation et ne sont pas exportés - plusieurs unités de production de biogaz sécurisent la demande - nouvelles possibilités pour la consommation de biogaz le long du réseau : pour le transport ou le stockage

55 Une étude du potentiel a été réalisée Le biogaz peut substituer 20% de l énergie consommée sur le territoire Son potentiel 60 M de m3 de méthane / an (issu de lisier 50% et 50% de culture énergétique) 5% de la surface agricole du territoire serait dédiée aux cultures énergétiques Elles peuvent être stockées ce qui permettra une certaine souplesse avec plus de production en hiver

56 La demande : 100 M de m3 de méthane, 60 pour les réseaux de chaleur et 40 pour l industrie L offre : 100 M de m3 de méthane - 2 unités de méthanisation centralisée - des unités à la ferme : 25 de 500 UGB, 44 de 1500 UGB et 6 de 2500 UGB ET 200 km de réseau

57 Présentation des zones d implantation

58 La première étape concerne 35 km de réseau 5 unités de méthanisation à la ferme de 1500 UGB et 5 Mde m3 de CH4 produit qui ira alimenter un réseau de chaleur investissement 10 Millions d euros 40% de financement public Mise en service au printemps 2013 Rôle de Bioenergy VEST : orchestre la mise en œuvre du projet - les installations, les contrats, les services et infrastructures - amène les acteurs à travailler ensemble - développe la chaîne de valeur de l amont à l aval

59 Bioenergy Vest est détenue à 50% par la collectivité, 25% agriculteurs et 25% «chambre de commerce» Elle a créé des sociétés pour chaque type d activité - le service - les réseaux de gaz - la vente - Le leasing des unités de méthanisation Plus une branche innovation / technologies

60 Le modèle retenu : Les agriculteurs produisent du biogaz avec leur matière L installation a été payée par BEV Le gaz est acheté par BEV et revendu aux réseaux de chaleur BeV assure l entretien de l installation Pour chaque unité de méthanisation une structure est créée par les agriculteurs pour gérer l installation au quotidien, payer la location de l équipement et être rémunéré sur les ventes de biogaz Chaque unité de méthanisation est en lien avec les branches leasing vente et service

61 Ce projet pourrait aller plus loin dans le cadre d un marché du biogaz avec garanties d origine Rien n empêche à terme ce réseau de biogaz de fournir d autres producteurs, de produire du biométhane, d injecter dans un réseau de gaz naturel

62 Foto: BIOGAS " The sole responsibility for the content of this document lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Union. Neither the EACI nor the European Commission are responsible for any use that may be made of the information contained therein."

63 Biogas Upgrading and High Temperature Electrolysis John Bøgild Hansen Haldor Topsøe group Nymoellevej 55 DK Kgs. Lyngby Denmark Cette présentation concerne l épuration du biogaz et son électrolyse à haute température

64 Secteur d activité de Haldor Topsøe group * L'industrie des engrais * L'industrie du raffinage * Le secteur de l'environnement et l'énergie * Le secteur des produit chimique lourde et pétrochimique - gaz de synthèse - ammoniac - hydrogène - monoxyde de carbone - SNG - méthanol - DME - Essence - TIGAS

65 Principe de SOEC 800 C EMF ca. 1.1 V *SOEC = Solid Oxide Electrolyser Cells Traduit en français par «électrolyseurs haute température - EHT» *SOFC = Solid Oxide Fuel Cell ou pile à combustible La SOEC ( EHT) et SOFC : Réaction strictement inverse Conditions semblables (T, Pression, gaz )

66 La SOEC est plus efficace que les électrolyseurs actuels La thermodynamique de l'électrolyse du CO2 est similaire à l'électrolyse de H2O

67 L électrolyse d une mélange de vapeur et de CO2 permet de produire du syngaz (mélange d hydrogène et de monoxyde de carbone). Ce dernier étant à la base de la fabrication de différents combustibles.

68 La vision Energinet.dk pour le carburant Danemark Scénario de 2050 L électrolyse, la gazéification et la méthanisation seront à la base de la production des combustibles de demain.

69 Stockage d énergie Les différents types de stockage d énergies. Les pompes a chaleur et les véhicules électrique permettent de stocker l énergie pendant quelques jours à maximum quelques semaines. Les systèmes à base de gaz permettent de monter à plusieurs mois. La zone orange et la bande bleue foncée montre le potentiel de stockage énergétique respectivement sous forme de méthane et sous forme d hydrogène.

70 Purification du Biogaz CH 4 + CO 2 + 3H 2 O + El 2CH 4 +H 2 O + 2O 2 Si toutes les unités de biogaz danoise étaient épurées = 10 % d énergie 1 tonne CO2 économisée par habitant

71 Faisabilité du projet parrainé par Planification de la démonstration Vérification expérimentale de la purification du biogaz * traduction des mots clé du schéma : Grid = réseau Heat = chaleur Manure= fumier/lisier Natural gas grid = réseau gaz naturel Biogas reactor = digesteur Underground gas storage = stockage sous terrain de gaz

72 Conversion du biogaz en SNG via SOEC (EHT) et la biométhanisation du CO 2 dans le biogaz Spécification typique du SNG * Traduction des mots clé du schéma : Oxygen = oxygène Biogas = biogaz Steam = vapeur Methanator = digesteur Water = eau SNG (substitute natural gas) = gaz naturel substitué Condensate = condensat

73 La technologie SNG la biométhanisation génère beaucoup de chaleur