LA METHANISATION, SA PLACE DANS LA GESTION DES DECHETS MUNICIPAUX

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1 LA METHANISATION, SA PLACE DANS LA GESTION DES DECHETS MUNICIPAUX Vendredi 24 mars 2006 Commission du Plan de l Ain France-Noëlle LEFAUCHEUX -1sur 10 - ADEME Rhône-Alpes

2 Plan de l exposé Définitions D hier à aujourd hui - Historique et contexte - Développement actuel Domaines d utilisation - Méthanisation Biodéchets -Tri-méthanisation OM résiduelles - Pré - traitement anaérobie des OM résiduelles Conclusion

3 La Méthanisation Principes Technique de traitement des déchets organiques par fermentation anaérobie (absence d air) avec production de biogaz Gaz combustible : méthane (45-65%), gaz carbonique (20-35%), hydrogène sulfuré = ENERGIE RENOUVELABLE digestat refus

4 Composition moyenne de la poubelle (source ORGANOM) 324 kg/hab/an Collectes sélectives : 56 kg/hab/an verre : 31 kg/hab/an journaux : 15 kg/hab/an emballages : 10 kg/hab/an Ordures ménagères résiduelles : 268 kg/hab/an

5 Composition moyenne des ordures ménagères résiduelles Estimation faite à partir du MODECOM en kg/hab/an papiers - cartons : 64 kg verre : 11 kg plastiques : 30 kg métaux : 12 kg matières fermentescibles : 93 kg textiles : 10 kg divers : 48 kg

6 Unité de Méthanisation Fractions recyclables collectées Fractions organiques collectées Déchets résiduels Préparation des déchets Biogaz Digesteur ou Méthaniseur Unité valorisation énergétique Biogaz Valorisation énergétique : Electricité Chaleur Carburant Digestat Résidus solides Traitement du Digestat Valorisation organique valorisation stockage valorisation Refus stockage Effluents liquides

7 Historique Utilisation ancienne pour les boues de station d épuration Puis entre 1973 et 1985 crise du pétrole, pour les Déjections animales, les Effluents industriels organiques En 1988, première unité de Déchets ménagers Usine de méthanisation des déchets municipaux (Amiens) Diffusion de la technique en Europe Fin 2003, en Europe, plus de cent unités de méthanisation de déchets ménagers et assimilés (essentiellement déchets organiques)

8 Segmentation et évolution du parc de méthaniseurs en France (2000)

9 Production de biogaz (hors stockage) par secteur dans les pays étudiés 65% France : 940'000 MWh 10% 25% Déchets solides Agricole centralisé Agricole "à la ferme" Effluents ind Boues step 62% Pays Bas : 917'000 MWh 3% 2% 33% Déchets solides Agricole centralisé Agricole "à la ferme" Effluents ind Boues step Suisse : 606'600 MWh Danemark : 692'000 MWh 86% 6% 3% 5% Déchets solides Agricole centralisé Agricole "à la ferme" Effluents ind Boues step 34% 4% 7% 0% 55% Déchets solides Agricole centralisé Agricole "à la ferme" Effluents ind Boues step 62% Allemagne: 3'614'000 MWh 38% Autres déchets Boues step (*) Sources : France : données 2000 Systèmes solaires n Pays Bas : données 2001 Netherlands /Survey of Energy Resources sur le site de «World Energy Council» Suisse : données 2001 Statistiques suisses des énergies renouvelables (OF statistiques-berne) Danemark : données 2001 The Danish Energy Agency Allemagne : données 2001 Basisdaten Bioenergy Deutschland- Biomass info-zentrum - Septembre 2002 Source : MERLIN / EREP

10 Aujourd hui, en France, un regain d intérêt pour la méthanisation Conjonctions d éléments : Politique énergies renouvelables Retour au sol de la matière organique Constat d une pénurie d exutoire Réticence vis-à-vis des incinérateurs et des centres de stockages Recherche de nouvelles solutions dont la méthanisation

11 Développement particulier de la méthanisation en France? 10 projets pour tonnes annuelles Des projets de capacités importantes par rapport aux unités européennes. A coté de la méthanisation de biodéchets, méthanisation sur OM résiduelles avec un objectif de valorisation organique Nouvelle utilisation, traitement anaérobie avant incinération ou stockage avec un objectif de stabilisation et de diminution des quantités

12 La méthanisation, Pourquoi Faire? Produire de l énergie! commun à tous les projets Produire du compost? Traiter la matière organique avant incinération ou stockage? Stabiliser la matière organique avant stockage?

13 - Dimension «Valorisation énergétique» - Objectifs Production de CH4 à partir de biomasse 500 à 800 kwh / tonne Valorisation des refus à haut PCI (?) 100 à 200 kg / tonne OMR Réduction de la consommation d énergies fossiles

14 Dimension «Valorisation énergétique» - Quels débouchés pour le méthane? Solutions éprouvées industriellement Production d énergie thermique Production d électricité Solutions moins éprouvées industriellement Carburant : Lille, Suède Injection dans le réseau : Tilburg (Hollande)

15 Tarif de rachat de l électricité produite à partir du biogaz Tarif de rachat de l'électricité à partir de biogaz agricole : en ct Euro/kWh 25 Allemagne Autriche Italie Luxembourg Suisse Belgique Pays Bas Espagne France 5 0 tarif base co-dig cult energ prime énerg tarif base co-dig déchets certif verts mini maxi < 36 kva tarif base prime energ

16 - - Dimension «Valorisation organique» à 400 kg par tonne traitée Apport agronomique Retour au sol A compléter par un traitement aérobie

17 - Dimension «Traitement» - Objectifs Réduction de la charge organique Hygiénisation et diminution des odeurs Réduction des volumes Aide à l exploitation UIOM et stockage

18 Méthanisation Biodéchets 3 domaines d utilisation pour les déchets ménagers déchets organiques collectés sélectivement digestat destiné à la valorisation organique biogaz Tri- méthanisation OM résiduelles OM résiduelles envisageant la production de digestat destiné à la valorisation organique biogaz Traitement anaérobie ou stabilisation OM résiduelles : avec des collectes sélectives plus ou moins poussées résidus stabilisés destinés au stockage refus à fort PCI pour une valorisation énergétique biogaz

19 Méthanisation biodéchets Bilan matière Fractions recyclables collectées Biogaz : 15% Pertes 38% Déchets résiduels 1 tonne Fractions organiques collectées Installation méthanisation Effluents liquides STEP : 10% Refus CSD ou UIOM 1% - 7% Ecoulement de compost f(débouchés): 300 à 400 kg/tonne (30 à 40 %)

20 Produire de l énergie et du compost : Méthanisation Biodéchets, En Europe du nord, (majoritairement) Utilisation la plus répandue en nombre d unités Développement à partir de 1990 Collecte sélective fortement développée Capacité de la petite échelle (Suisse) à la grande échelle (Suède) Co - digestion développée, En France : Un parc en construction t/an à t/an Co-digestion recherchée

21 Méthanisation Biodéchets - Enjeux - Incidence sur les ordures résiduelles fortement fonction du taux de participation de l ordre de 25 à 35 kg/hab/an Débouchés organiques environ 350 kg compost /tonne méthanisée Débouchés énergie 500 et 800 kwh/t Potentiel méthanogène des déchets Diversification des débouchés

22 Méthanisation OM résiduelles Fractions recyclables collectées Déchets résiduels Préparation des déchets Biogaz Digesteur ou Méthaniseur Unité valorisation énergétique Débouchés Électricité Chaleur Carburant Refus lourds Refus légers Inertes Combustibles Digestat Traitement du Digestat Refus d affinage Débouchés? Incinération avec valorisation énergétique Centre de Stockage (avec valorisation biogaz)

23 Méthanisation OMR Exemple de bilan matière Fractions recyclables collectées 1 tonne Biogaz : 7% Installation méthanisation Pertes : 7% Effluents liquides STEP : 10% Déchets résiduels Refus : 55 % (10 à 20 % à haut PCI)? compost 210 kg/tonne (21%)

24 Tri- méthanisation OM résiduelles - Enjeux - Faible influence sur les ordures résiduelles? taux de refus important, mais captage important de la matière organique Débouchés organiques pour l écoulement du digestat/compost point de fragilité de la filière Débouchés énergie Exutoire pour les refus 40% à 70% par tonne entrante

25 Produire de l énergie et du compost : Tri Méthanisation OM résiduelles En Europe du sud, (Espagne majoritairement) Un parc plus jeune- peu de retours d expériences De grande capacité Un besoin important en matière organique En France, Amiens 1988 Varennes Jarcy 2002 Une demande variable selon les contextes et liés à la qualité du compost Nécessité d optimiser le procédé (tri amont)

26 Méthanisation OM résiduelles - POINTS DE VIGILANCE - Mise au point plus délicate car déchets en «mélange» de nature hétérogène -> nécessité de bien adapter les étapes amonts pour ne pas perturber la digestion Partage de responsabilité -> adapter le montage juridique Nécessité d un exutoire suffisant pour les refus Nécessité de débouchés adéquats correspondant à la qualité de l amendement Prévoir l adaptation de l opération aux évolutions (qualité des entrants, demandes des utilisateurs d amendement)

27 Produire de l énergie et du «stabilisat»: «Traitement anaérobie» OM résiduelles En Europe du Nord, Existence de contraintes d admission en centre de stockage : taux de matière organique,.. Phase de compostage nécessaire pour avoir une stabilisation En France, Objectifs directive décharge atteignables par la combinaison des valorisations Absence de contraintes d admission Obligation de valorisation, ou à défaut, de captage du biogaz Vigilance : comportement du stabilisat lié à sa teneur en matière organique

28 Etudes préalables, choix, mise en œuvre et suivi ETUDES PREALABLES définition du projet : territoire, gisements étude des débouchés pour le produit organique et le biogaz / énergie comparaison des solutions environnementale technique, économique étude de faisabilité : procédé, dimensionnement, exploitation, montage juridique et économique QUALITE à garantir par un suivi du fonctionnement de l installation des entrants (cahier des charges «qualité», gestion par lots) de la qualité (analyses) des produits (composts, digestats, biogaz...) du devenir de ces produits (débouchés)

29 Conclusion : la méthanisation, sa place dans la gestion des déchets municipaux? - A intégrer dans la gestion globale des déchets entre : - Prévention - Valorisation matière - Traitement thermique/ Stockage - Double valeur ajoutée, pour les déchets humides, énergétique et agronomique MAIS - Qualité des OMR / chaîne de tri : analyse de la composition des OMR à traiter - Adéquation besoins locaux / qualité : étude de débouchés

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