Plan de l intervention. L origine du Plan Biogaz Agricole

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1 AILE, Agence Locale de l Energie créée en 1995 est issue d un partenariat entre: l ADEME Bretagne et les FDCuma du Grand Ouest (adhérentes de AILE) En Equipe de 10 personnes - Siège social : RENNES - Antenne : NANTES Activités Machinisme et économies Centré sur l exploitation Banc d essai tracteurs Economies d énergie dans les exploitations Biomasse Centré sur les collectivités et les projets collectifs Bois TTCR, cultures énergétiques Méthanisation Energie et territoire rural Centré sur le territoire sujet en développement Politiques énergétiques à l échelle du territoire Information et formation Le contexte de l Ouest en 2006 Pas d installations de Biogaz agricole dans l Ouest Pas de constructeurs dans l Ouest mais des compétences d ingénierie et de construction de matériel d élevage et de traitement du lisier reconnus depuis longtemps Mais un marché potentiel important : revalorisation des tarifs 1ère régions françaises d élevage (Bretagne et Pays de la Loire) 1

2 L origine du Plan Biogaz Agricole Le constat : Des sollicitations toujours plus fréquentes des services de l ADEME et des Conseils Régionaux depuis juillet 2006 Nécessité d avoir un référent technique identifié La méthanisation agricole : un nouveau métier pour l agriculteur Nécessité d un accompagnement tout au long du projet Une technique méconnue des pouvoirs publics qu il faut expliquer et pour laquelle il est important de partager les démarches entreprises Nécessité d un Plan Biogaz agricole Les priorités du Plan Biogaz Agricole Diffuser la technique Sensibiliser, informer les acteurs concernés (agriculteurs, organisations professsionelles, collectivités ). Structurer l offre d équipements Accompagner les entreprises locales dans la mise en place de partenariat avec des entreprises étrangères expérimentées dans le domaine. Faire émerger des projets cohérents Avec des éléments clés : disponibilité des substrats, existence de débouchés pour l énergie thermique, capacité à gérer le digestat. Plan de l intervention Contexte et enjeux de la valorisation des déchets organiques en Bretagne. La méthanisation : Principe : les substrats, les technologies, les valorisations du biogaz et du digestat. Montage d un projet : conditions à réunir, étapes à suivre. Etat des lieux en Bretagne. Intérêts et enjeux de la méthanisation. Points de vigilance. Formation Eaux et Rivières de Bretagne GUINGAMP 05/11/2010 2

3 Pour une bonne gestion des déchetsd Logique à développer Limiter leur production et leur nocivité Limiter la gestion par la collectivité : compostage individuel Identifier qui est responsable de leur gestion collectivités / agriculteurs / industriels En fonction de leurs caractéristiques, choix de filières (recyclage ou destruction) déchet organique : alimentation animale, retour au sol, valorisations déchet banal (non dangereux) : recyclage matière quand les filières existent - sinon élimination, en attente de filières à construire déchet spécial (dangereux) : traitement, destruction avec mesures particulières Modes de traitement des déchets organiques 3 filières principales : Épandage agricole direct Méthanisation Seuls modes de traitement qui permettent de traiter des biodéchets Déchets verts, fumiers Biodéchets, boues, lisiers, DO d'iaa individuel «à la ferme» «lent» ou «rustique» Semi-industriel Méthanisation industriel Gestion de proximité (coûts) Technologie du process, possibilité de traiter des déchets «difficiles» Qu est ce que la METHANISATION? Fermentation anaérobie dans digesteur / fermenteur / réacteur Biogaz CH4 Matières organiques Microorganismes (différentes familles vont dégrader les matières par étapes) Digestat =(boues digérées) compostage épandage = procédé biologique de transformation de la matière organique en biogaz, par l action de bactéries. 3

4 Types d'installations envisageables UNITES SPECIFIQUES ( tonnes minimum en général) Ordures ménagères ou biodéchets triés de collectivités (Lille) Boues de collectivités (Saint-Brieuc, Quimper) déchets organiques et effluents de sites industriels IAA (abbatoirs, laiteries...) : GAD (29), UNICOPA (29), LACTALIS (35) UNITES CENTRALISEES en CO-DIGESTION (50 à t) Association de plusieurs matières organiques (lisier de porcs, boues de collectivités et d'iaa, déchets graisseux...) Taille industrielle Biogasyl (85), projet Geotexia (22) METHANISATION à la FERME en CO-DIGESTION (à( partir de t) Installation appartenant à 1 agriculteur Traite des déjections animales en association avec autres matières organiques (déchets IAA, collectivités, biomasse) Chaleur valorisée à proximité de l'exploitation électricité vendue GAZEA (22), EARL de Guernequay (56) METHANISATION à la FERME simplifiée e : techniques non présentes en Europe stade recherche / développement pour l'adapter au contexte breton et français ais Conditions de mise en œuvre Température : psychrophile (10-20 C), mésophile (30-40 C), thermophile (50-65 C) Gammes de concentration non inhibitrices pour ph, NH 3, AGV, C/N, S Homogénéisation : agitation séquentielle. Temps de séjour : croissance lente des microorganismes, nécessité d adaptation aux substrats. => Différentes technologies Les procédés de méthanisation Fermentation humide % MS Fermentation sèche > 30 % MS - fonctionnement continu - convient pour les substrats liquides et pâteux - bon échange d énergie et de matière -maîtrise de la biologie facilité - fonctionnement continu ou disc - approprié pour des substrats empilables - pas de mélange mécanique - «petits volumes de réactions» - forte charge organique 4

5 LES COMPOSANTES D'UNE INSTALLATION DE METHANISATION À LA FERME 4 Bâtiments agricoles Habitations Bâtiments publics Entreprises Chaleur cogénération Électricité Vente électricité Déjections animales Stockage chaleur Chauffage digesteur Biogaz Déchets agro alimentaires ou de collectivités 1 Pré fosse 2 Digesteur 3 Post digesteur Co substrats (maïs, tonte, ) Trémie d incorporation Stockage Epandage Différentes formes de digesteurs dits «infiniment mélangé», métha liquide Inp Digesteur enterré avec brassage latéral Digesteur hors sol avec brassage central Digesteur hors sol avec membrane souple Différentes formes de digesteurs discontinus, méthanisation sèche Digesteur type box ou garage (source BEKON) (Source EDEN) 5

6 Substrats Que peut-on digérer? Tous les produits digestibles : déjections animales, biomasse végétale (résidus cultures, cultures dérobées), tonte de pelouse, boues de station, graisses, déchets de restauration Un digesteur fonctionne comme le rumen d une vache. Il faut donc le nourrir avec les mêmes précautions. Potentiel méthanogène de différents substrats Compilation de différentes sources Bilan matière : biogaz et digestat Biogaz Principalement CH 4 et CO 2 Matière Organique Initiale Transformation Digestat avec Fraction organique résiduelle (humus) Tous les éléments fertilisants (azote principalement ammoniacale) Dégradation de composés volatils (odeurs) 6

7 Equivalences énergétiques Valorisations du biogaz Chaudière à gaz Traitements Biocarburant Biogaz brut Cogénération Electricité Chaleur Biométhane Tri génération Groupe frigorifique Réseau de gaz Devenir du digestat Maintien du potentiel humique Matière organique fraîche MO après méthanisation OU phase thermophile du compostage Compost mûr (après maturation) Devenir à long terme dans les sols MO biodégradable Gaz (CO2, Biogaz CH4) (CH4 + CO2) Gaz carbonique MO résistante MO résistante MO humifiée MO dans le sol 7

8 Devenir de l azote aux différentes étapes Méthanisation Séparation de phases Produit brut Produit digéré N organique Produit solide : action similaire à amendement de fond NH4 Produit liquide : action similaire à engrais liquide L azote organique (protéines) est transformé en ammoniac (minéralisation) au cours de la méthanisation L ammoniac (soluble) se trouve principalement dans la fraction liquide en cas de séparation de phase Logique «produit» Logique «déchet» Normalisation - Amendement organique - Engrais organique - Support de culture Homologation, APV/API Engrais du commerce, compost de déchets verts, Compost d ordures ménégères, compost de déjections animales Règlement Sanitaire départemental (RSD) Effluents d élevage et d IAA non soumis à la loi sur les ICPE Réglementation sur les ICPE Boues et effluents des IAA et des élevages Réglementation sur les boues Boues des stations d épuration urbaines et des IAA soumises à la loi sur les ICPE Graisses et matières de vidanges de fosses sceptiques non traitées Effluents et boues non conformes à la réglementation ou dont le retour au sol est interdit Commercialisation / vente Epandage permis (plan d épandage non obligatoire) Plan d épandage obligatoire Épandage interdit Le producteur n est responsable du produit que jusqu à sa mise sur le marché Le producteur est responsable du produit et des incidences sur le milieu jusqu à la destination finale Critères res d apprd appréciation optimisation de la production de biogaz valorisation maximale de l'énergie (électricité et chaleur) installation coproduits tarifs écoulement du digestat minimisation des interventions (exploitation / maintenance) fiabilité et garanties (équipements; performances) 8

9 J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D Principales étapes métha territoriale ETAPES Année n-1 Année Année n+1 Année n+2 Année n+3 LANCEMENT PROJET Sensibilisation des acteurs locaux Lancement d'un groupe de travail PHASE ETUDES Pré-étude - Etude de faisabilité Création d'une structure juridique commune aux acteurs Lettre intention cosubstrats - valo chaleur Recherche de partenaires privés (AMO, développeur) PHASE INGENIERIE Réalisation du dossier d'ingénierie Ingénierie détaillée Recherche cosubstrats Recherche aides publiques Expertise dossier Instruction dossier par financeurs Expertise de l'état récap des dépenses réalisées Contrats entre partenaires Création de la société de projet Réalisation des contrats (AMO, construction, exploitation) Réalisation du pacte d'actionnaires Démarches administratives Réunions préparatoires avec administration Demande d'autorisation d'exploiter (dépôt - autorisation) Demande Permis Construire (dépôt - accord) Recherche financeurs privés Consultation de différentes banques Prise de participation - Offre de prêts Raccordement au réseau et contrat achat électricité Etude de faisabilité - PTF - convention raccordement Travaux de raccordement : demande - raccordem fini Certificats et accords Contrat d'achat : demande / réponse PHASE CONSTRUCTION - MISE EN SERVICE Appel d'offres : lancement / réception offres Choix des entreprises - commandes travaux Réalisation contrats cosubstrats - vente chaleur Début des travaux / fin travaux Mise en service installation Les unités s et projets en Bretagne BRETAGNE 6 Unités agricoles en fonctionnement 4 Agro-industries 3 Collectivités ENJEUX : intérêts environnementaux PRODUCTION D ENERGIE RENOUVELABLE Biogaz énergie thermique (chaleur) cogénération = chaleur + électricité gaz dans réseau ou gaz carburant = remplacement des énergies fossiles REDUCTION des émissions de GES (Gaz à Effet de Serre) Diminution des émissions de N 2 O et CH 4 ( division par 7 par rapport à situation d élevage «classique» sans méthanisation de référence) Substitution d engrais par du digestat économies d énergie liées à la fabrication et au transport de ces engrais 9

10 ENJEUX : intérêts environnementaux AMELIORATION de la GESTION AGRONOMIQUE pour meilleure protection de la ressource en eau Hygiénisation / homogénéisation des effluents Augmentation de l humidité et de la fluidité épandage facilité Minéralisation azote et phosphore = plus disponibles favorise substitution engrais minéral par matière organique REDUCTION des NUISANCES OLFACTIVES pour le voisinage Epandage d effluents désodorisés ENJEUX : intérêts environnementaux LIEN avec RESORPTION et MISE AUX NORMES RESORPTION des EXCEDENTS Faciliter ou conforter des plan d épandage maîtrise des odeurs gestion agronomique du digestat améliorée par rapport aux déjections brutes Favoriser la substitution d engrais minéraux Améliorer le fonctionnement de traitements classiques + récupérer de l énergie (séchage ) MISE AUX NORMES Se servir d installations de «stockage» pour produire de l énergie Anticiper la réglementation sur la maîtrise des dégagements de gaz ENJEUX : intérêts sociétaux Offre de TRAITEMENT de déchets organiques Méthanisation = solution de traitement et valorisation locale de déchets organiques (ex de déchets difficiles à traiter : tontes de gazon, déchets graisseux) DYNAMISME de TERRITOIRE Co-digestion : lien entre agriculteurs / collectivités agriculteurs / industriels industriels / collectivités 10

11 ENJEUX : intérêts économiques DIVERSIFICATION d ACTIVITE pour le porteur de projet Vente d électricité à EDF (ou autre) Prestataire de traitement de matières organiques (type déchet) Chaleur auto-consommée ou vendue pour des bâtiments proches ou autres services consommant de la chaleur (séchage de boues, de fourrage...) MAINTIEN ou CREATION d emplois Création d une nouvelle filière porteuse d emplois (approvisionnement en matériels, conception, construction, suivi/conseils) : - reconversion d entreprises - création de nouvelles entreprises 11

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