CM2E 2014 Colloque Martinique Energie Environnement Production d électricité renouvelable : La méthanisation comme agent de régulation M. Torrijos, Laboratoire de Biotechnologie de l Environnement, INRA-LBE, Narbonne B. Pechine, STEP - Fonctionnement et Conduite, Chatou
Définition de la méthanisation ou digestion anaérobie Dégradation des matières organiques, en absence d oxygène, par une communauté microbienne produisant du méthane et du dioxyde de carbone Oxygène Matières organiques (CH 2 O) n microorganismes Processus naturel Cycle biogéochimique du carbone CH 4 + CO 2
Intérêt de la méthanisation Production de BIOGAZ = mélange CH 4 + CO 2 Le biogaz permet la production d énergie renouvelable
Les 3 principales applications de la méthanisation Traitement des eaux usées - Elimination de la matière organique carbonée - Pour les effluents concentrés.. Vinasses de distillerie par exemple Gestion des déchets solides - Stabilisation de la fraction organique des résidus solides et réduction de la quantité à gérer avant épandage, mise en décharge ou incinération - En traitement des eaux, Stabilisation des boues en excès - Traitement de la Fraction Fermentescible des Ordures Ménagères (FFOM) Production d énergie - La digestion anaérobie est un moyen de produire de l énergie renouvelable - Le biogaz peut être utilisé pour remplacer des énergies fossiles - Le digestat peut être utilisé comme amendement organique
Exemple de méthanisation des ordures ménagères et de valorisation du biogaz Digestat
Description d une filière de co-digestion centralisée des déchets solides
Les énergies renouvelables dans la production d électricité et la flexibilité
La situation actuelle : Exemple de la production d électricité en France La production nette d électricité en France en 2013-73,3% nucléaire - 18,6% d énergies renouvelables (Hydro : 13,8%, Eolien 2,9%, Solaire 0,8%, Autres 1,1%)
La situation actuelle : Exemple de la production d électricité en Allemagne en 2012
La situation actuelle : Exemple de la production d électricité renouvelables en Allemagne en 2012 8,4% 7,2% 4,3% 3,6%
Les énergies renouvelables : Le développement de la méthanisation en Allemagne
L évolution de la production d électricité en Europe La part des énergies renouvelables va augmenter dans les prochaines années avec comme cible : - En Allemagne : 35% d énergies renouvelables en 2020 et 80% en 2050 - En France : prévision de 23% en 2020! Cela va entraîner des modifications majeures dans le mode de production d électricité!!! Cela est également important au sein de réseaux locaux de production d énergie : - île, - ville durable, - éco-quartier - industrie
L évolution de la production d électricité en Europe
Les conséquences de l augmentation de la part des ENR Rouge = demande en 2010 Vert = production éolien et solaire - Forte dépendance vis-à-vis du temps de l éolien et du solaire! - Forte variabilité de la production - Faible prédictabilité Quand la part des énergies renouvelables augmente, la flexibilité des autres ENR devient nécessaire pour compenser les fluctuations de l éolien et du solaire
Méthanisation et flexibilité de la production La méthanisation de part sa flexibilité va jouer un rôle important Flexibilité = Production d énergie à la demande - Du biogaz doit être disponible pour générer de l énergie en cas de forte demande - Réduction de la production de biogaz ou son stockage en cas de faible demande La fourniture du biogaz à la demande peut être assurée selon 2 concepts : - Par le stockage du biogaz - Stockage - Stockage du du biogaz biogaz sur sur les les installations à la à la ferme ferme - - Pour Pour des des variations variations mineures mineures - - Obligation Obligation d augmenter la la capacité capacité de de stockage stockage du du biogaz biogaz et et si si nécessaire, ajout ajout d un d un co-générateur utilisé utilisé à la à la demande demande - - Stockage Stockage du du biogaz biogaz épuré épuré (Biométhane) dans dans le le réseau réseau pour pour les les installations de de taille taille importante - - Purification poussée poussée du du biogaz biogaz - - réseau réseau à proximité à proximité - Par une production flexible du biogaz - -Variations de de l alimentation du du digesteur digesteur - - Adaptation Adaptation de de la la structure structure de de l unité l unité de de méthanisation
Méthanisation et flexibilité de la production - Production flexible du biogaz : Variations au niveau de l alimentation du digesteur : - Augmentation ou diminution de la production de méthane par le digesteur - Changement du type de substrat, augmentation de la charge appliquée, - Peu de données expérimentales disponibles à ce jour - Exemple de production flexible de biogaz par modification de la charge appliquée (lisier, ensilage de maïs, blé broyé)
Méthanisation et flexibilité de la production - Production flexible du biogaz : Adaptation de la structure de l unité de méthanisation - pour assurer la génération d un «hydrolysat» = liquide chargé en matière organique qui peut être stocké - L unité comprend 3 réacteurs - 1 premier réacteur d hydrolyse/acidogénèse - Séparation de phase par presse à vis - La fraction solide est alimentée dans un réacteur mélangé avec production de biogaz en continu - La fraction liquide est stockée et alimenté à la demande un réacteur à biomasse fixée
Merci de votre attention