Quelques aspects de la biométhanisation pour la valorisation des matières résiduelles

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1 Quelques aspects de la biométhanisation pour la valorisation des matières résiduelles Jean-Claude Frigon, M. Sc. La biométhanisation à Montréal: Les usages du biométhane et du digestat. UQAM, Montréal. 19 avril 2011.

2 Qui sommes-nous? CNRC Recherche et développement Bioénergie à partir de déchets organiques Recherche générique Collaboration avec des partenaires industriels et municipaux > 20 ans de digestion anaérobie Activités avec matières résiduelles depuis Mémoire PMGMR de la CMM. La digestion anaérobie, un choix durable pour la gestion des matières putrescibles. Prétraitements physico-chimiques et enzymatiques.

3 Mise en situation Usages de la biométhanisation Prochains conférenciers: utilisation du biogaz et du digestat, technologies; Conférence Mme Cornelissen But de la biométhanisation: transformer la matière organique contenue dans les matières résiduelles rapidement, de façon efficace, et en produisant de l énergie renouvelable et de la matière fertilisante.

4 Historique La digestion anaérobie, un choix durable pour la gestion des matières putrescibles. Mémoire PMGMR de la CMM. Décembre Frigon J.C. and S.R. Guiot Anaerobic digestion as a sustainable solution for biosolids management of the Montreal Metropolitan Community. Water Science and Technology 52(1-2): NRC Frigon Jean-Claude et Serge R. Guiot. Le potentiel de valorisation des matières résiduelles de la Communauté Méropolitaine de Montréal par digestion anaérobie. Salon des Technologies environnementales du Québec, Québec, mars J.-C. Frigon. Valorisation des matières résiduelles par digestion anaérobie. Colloque Valorisation des matières résiduelles, Ste-Agathe-des-Monts, 16 mai Organisé par MRC Laurentides. Conclusions: incitatifs financiers, programmes gouvernementaux Politique québécoise de gestion des matières résiduelles, déposée en novembre 2009, adoptée en mars 2011.

5 Comparaisons Actuellement: matière organique se retrouve dans les L.E.T. La méthanisation de la fraction organique des matières résiduelles sera plus avantageuse: Niveau énergétique: récolter plus efficacement et rapidement l énergie. Niveau climatique: meilleur contrôle des émissions atmosphériques (méthane diffus). Niveau environnemental: meilleure récupération des effluents vs lixiviat. Niveau agricole: possibilité de produire une matière fertilisante à partir du digestat.

6 Matière organique (polyosides (cellulose, amidon), protéines, lipides) 1 hydrolyse Monomères (sucres, acides aminés, acides gras) C est un procédé biologique La digestion anaérobie convertit la matière organique en méthane, CO 2 et fertilisant Choix technologique Formate Acétate 2 acidogenèse 3 acétogenèse acétogenèse Éthanol Lactate Butyrate Propionate H 2 4 CO 2 méthanogenèse CH 4 1Bactéries fermentaires hydrolytiques 2 Bactéries fermentaires acidogèniques 3 Bactéries acétogéniques 4 Archées méthanogéniques

7 Technologies Choix technologique = conséquence sur les produits (biogaz et digestat) Digestion humide; digestion sèche Digestion en condition mésophile; thermophile Collecte à trois voies et tri à la source; tri à l usine; en vrac

8 Exemple d usine d de biométhanisation Projet UE - Agropti- Gas Usine de Västeras tonnes par an Organique seulement 3 produits Biogaz Digestat Effluent J.-C. Frigon, C. Roy, CNRC-IRB, 19 avril 2011

9 Installations Début millions de tonnes par an (2011). Constructeurs Installations Taille des digesteurs (tonnes /an) Volume traité total (tonnes /an) Valorga Kompogas BTA OWS Somme partielle J.-C. Frigon, C. Roy, CNRC-IRB, 19 avril 2011

10 Installations au Québec Début Environ une vingtaine d installations. Compétence. Méthanisation = outil de dépollution Agricole Boues municipales Substrats Eaux usées alimentaires Eaux usées laitières et fromagerie Pétro-chimique, Pâtes et papiers Boues, résidus alimentaires, FOMR à venir Installations Bonduelle, Lassonde Agropur, Valbio Bio-Terre Gatineau, Repentigny CEPSA, Tembec St-Hyacinthe

11 Substrats Co-digestion Fraction organique des matières résiduelles; Déchets de l industrie alimentaire, ICI; Boues primaires, secondaires; Résidus agricoles (fumier, lisier, boues); Résidus industriels (boues papetières); Cultures énergétiques (maïs ensilé, panic). Avantage méthanisation co-digestion de plusieurs substrats régler plusieurs problèmes avec la même filière de traitement. Ce qui entre = qualité de ce qui sort Frigon J.C., CNRC-IRB, 19 avril 2011

12 Usages de la méthanisation Biogaz (énergie)( Digestat Fertilisant liquide Crédits carbone

13 Usages du biogaz Options Torchère: rendement 0 Chaleur: 100 % Électricité: 40% et chaleur Biocarburant:?% Gaz naturel: 92% John Zink BIOFerm Landfill gas-derived LNG being transported by tanker truck BIOFerm J.-C. Frigon, C. Roy, CNRC-IRB, 19 avril 2011

14 Usages du biogaz II Niche du biogaz dans le portefeuille des énergies renouvelables Chaleur (biomasse) Électricité (hydro, éolien, solaire) Transport (éthanol, biodiesel) Gaz naturel: seule option d énergie renouvelable Biogaz Gaz naturel Réduction GES crédits CO 2 $$

15 Usages du digestat Ce qui entre Matière organique non contaminée Matière résiduelles en vrac (organique non trié) Matière organique et boues Ce qui sort Compost avec valeur économique Digestat pour enfouir (!) Attention au métaux Assouplissement du cadre règlementaire pour l utilisation du compost provenant du digestat. Frigon J.C., Roy C., CNRC-IRB, 19 avril 2011

16 Aux bacs, citoyens! Production d énergie renouvelable et compost + réduction GES = motivation importante pour les citoyens afin de les encourager à participer à une gestion durable de leurs déchets. Le projet de collecte des déchets à trois voies se poursuit à La Pocatière Photo: Tommy Lavoie La Ville de Montréal a l'intention d'implanter la collecte séparée des déchets de table d'ici Photo: Imacom J.-C. Frigon, C. Roy, CNRC-IRB, 19 avril 2011

17 CONCLUSIONS Technologies matures et efficaces, prêtes à contribuer à la gestion des matières résiduelles. Incitatifs financiers: Politique québécoise GMR. Incitatifs sociaux: Amélioration de l environnement. Un choix durable pour la gestion des matières résiduelles organiques. Action.

18 Les analyses de cycle de vie de diverses techniques de disposition des matières résiduelles municipales ont montré que la digestion anaérobie est l approche préférée du point de vue énergétique et réduction d'émission de GES, comparativement à la combustion/incinération, le compostage aérobie, la pyrolyse et l enfouissement sanitaire (avec ou sans récupération du biogaz) (Environnement Canada, 1995). MERCI! Serge R. Guiot Jean-Claude Frigon Groupe de bio-ingénierie environnementale, CNRC-IRB Tél (514) (514) serge.guiot@cnrc-nrc.gc.ca jean-claude.frigon@cnrc-nrc.gc.ca

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