INNOV'ACTION. La valorisation de la biomasse solide par biométhanisation

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1 INNOV'ACTION La valorisation de la biomasse solide par biométhanisation

2 Définition Dégradation de matière organique en absence d oxygène (digestion anaérobie) et à l abri de la lumière par l action combinée de plusieurs communautés de micro-organismes Production de : - biogaz (60% CH4) - digestat Utilisation possible du biogaz pour la production d énergie électrique et thermique (cogénération)

3 Aérobie (compostage) matière organique fraîche + O2 CO2 + H20 matières humiques énergie (chaleur basse t ) Anaérobie (méthanisation) matière organique fraîche CH4 + CO2 + matières humiques CH4 + O2 C02 + H20 + énergie (force motrice, électricité, chaleur haute t )

4 Les phases de la digestion anaérobie HYDROLYSE ACIDOGENESE ACETOGENESE Clostridium Bacillus Bacteroides Clostridium Klebsiella Enterobacter Erwinia Streptococcus Pelobacter carbinolicus Synthrophobacter wolinii Synthrophomonas wolfei Matière organique complexe (lipides, cellulose, amidon, protéines, ) Composés plus simples AGV et alcools H 2 & CO 2 Acétate, H 2 & CO 2 METHANOGENESE Methanobrevibacter Methanobacterium Methanosarcina Methanococcus Methanosaeta Méthane Hydrogénophiles : CO H 2 CH H 2 O Acétoclastes : CH 3 COOH CH 4 + CO 2

5 Gourdon, 2002

6 Conditions optimales Absence d air et de lumière Présence de matières organiques fermentescibles Température du process suffisante (mésophile 35 C) ph neutre Absence d inhibiteur de fermentation (antibiotiques) Mélange homogène (agitation mécanique, recirculation) Temps de séjour dans le fermenteur suffisant (de 30 à 80 j)

7 Les technologies Selon la nature des substrats - Fermentation à faible charge (5% < MS < 20%) - Fermentation à forte charge (MS > 20%) Selon le mode de fonctionnement - Digestion en continu (semi-continu) - Digestion en discontinu ("batch") Digesteurs à phase unique - Digesteurs à phases séparées Digestion intégrée (fermentation à forte charge + compostage)

8 Schéma d'une installation à la ferme

9 Le pouvoir méthanogène MS, MG Biogaz

10 Source: IRCO

11 Le biogaz Pouvoir calorifique PCI du biogaz = Q x 9,94 kwh/m³ = Q x 36,5 MJ/m³ Q = [CH4] du biogaz (%) Composition Gaz Concentration en % CH CO H N 2 0,5-2 H 2 S 0,1-0,5 CO 0,0-0,1

12 Utilisations - Production de chaleur et/ou d'électricité (cogénération) - Injection sur le réseau de gaz - Carburant

13 Avantages & inconvénients Avantages - Traitement des déchets organiques - Production d'énergie à partir de sous-produits et déchets - Rentrées financières - Capacité de stockage - Diminution des émissions de GES - Amélioration de la gestion et de la traçabilité des matières - Minéralisation plus importante - Maintien des éléments nutritifs - Conservation de la matière organique structurante pour le sol [humus] - Assainissement par réduction des nuisances olfactives [acides gras volatils] - Hygiénisation par réduction des nuisances sanitaires [germes pathogènes & adventices]

14 Inconvénients - Investissement conséquent ( /kwé) - Valorisation de la chaleur toute l'année - Conservation de la charge polluante des intrants

15 Etapes d'un projet - Évaluation des besoins énergétiques - Estimation du gisement - Localisation de l installation - Estimation de la rentabilité du projet - Etude de pertinence gratuite (facilitateur IRCO) - Étude de faisabilité - Procédure administrative (permis)

16 Approche économique La rentabilité d une installation repose sur quelques critères importants: - le régime des certificats verts - la vente d électricité - la valorisation de chaleur (min. 80 %) - le niveau d obtention d aide

17 Les certificats verts (CV) Source: EF4

18 L'électricité Fournisseur : - Demande de raccordement au réseau ( GRD) - Contrat de vente (> autoconsommation) - Contrat d'achat (alimentation d'appoint) [40-55 /MWh] Auto-alimentation ou fourniture de l électricité à des utilisateurs proches de l installation licence de fourniture limitée d électricité [ /MWh]

19 La chaleur Coefficient multiplicateur des CV : - max. 2 - min. de rentabilité 1,6 Valorisation de 80% de la chaleur Entre 50 % et 100 % du prix équivalent mazout ou gaz

20 Les aides - UREBA - AMURE - Aide à l'investissement "classique" - Aide à l'investissement "Utilisation Durable de l'energie" (UDE) - Aide Infrasport + FEADER + Déductions fiscales & EPI

21 UDE - Cogénération biogaz Surcoût PME CET 0% 0% TRI 50% 25% STEP < à 100 kwé 60% 30% STEP < à 1 Mwé 50% 25% STEP > à 1 Mwé 40% 20% AGRI ou mixte < à 100 kwé 65% 32,50% AGRI ou mixte < à 1 Mwé 55% 27,50% AGRI ou mixte > à 1 Mwé 45% 22,50% Plafond : 1,5 million EUR + FEADER : 15% du surcoût

22 Etat de la biométhanisation en Wallonie (Source : IRCO) Secteur industriel Société Lieu Mise en service Puissance électrique nette en kwél Lutosa Leuze-en-Hainaut Mydibel Mouscron Sodecom Quevy Bionergie (L Oréal) Libramont Secteur public Société Lieu Mise en service Puissance électrique nette en kwél Idelux Tenneville

23 Secteur agricole Ferme Heck Nidrum 1/01/ Ferme Lenges Nidrum 1/06/ Ferme Faascht Attert 1/01/ La Surizée Surice 1/01/ Ferme de l Hosté Wavre 01/02/ Biomasse Bioenergie Nidrum 22/12/ Dries Amel Permis octroyé en Biogaz du Haut Geer Geer En cours de construction Forcerie de chicons Joluwa-Depaepe Nivelles 10/ B unité de Ruyff Welkenraedt Permis octroyé le 18/02/ Cinergie Fleurus Septembre Aiseau-Presles Aiseau-Presles En cours de construction 200 Biospace Gesves En cours de construction 1.300

24 En définitive Puissance électrique nette totale installée : ± 12 MWél. + 4 MWél à venir : production électrique nette de MWél. production thermique nette de MWth. ± ménages pour l électricité ± ménages pour la chaleur ± 20 projets à l étude

25 EGERNYLUX sa Société EGERNYLUX SA 20 agriculteurs + Biotreatment + Biométhanisation Cogénération Biogaz Production d'effluents Chaleur Electricité Séchage du digestat Autoconsommation 1

26 tonnes de fumier de bovins tonnes de lisier de bovins et porcins tonnes de fumier de poulets de chair tonnes de matières végétales Nm³ biogaz (60% CH4) MWhél MWhth tonnes digestat solide tonnes digestat liquide 730 m³ solution (NH4)2SO4

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28 Merci de votre attention CER Groupe Département Agri-Développement Rue du Carmel, Marloie +32 (0) (0) (0) jn.degeye@cergroupe.be