Méthode Méthanisation des effluents d élevage EXTRAIT Atelier de présentation des méthodes «Projets domestiques» Paris, 03 Décembre 2007 Arnaud Viel, EcoSecurities
Projets visés > Concerne le traitement des effluents d élevage dans un digesteur anaérobie, suivi par stockage et/ou traitement aérobie, puis épandage > En remplacement du scénario de référence Stockage (>1 mois) - Épandage >Composantes permettant de bénéficier d URE: URE possibles? Déjections animales Autres déchets Méthane (CH4) Oui Non Dioxyde de carbone (CO2) Energie thermique Seulement si le projet ne bénéficie pas de tarifs de rachat de l électricité Dioxyde de carbone (CO2) Electricité Non Éligible: > Réduction des émissions de méthane (CH4) dues à la digestion des effluents d élevage >Si le projet ne bénéficie pas de tarifs de rachat pour l électricité : réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO2) dues à la production d énergie thermique, uniquement Non éligible: >Réduction des émissions de méthane (CH4) dues à la digestion d autres déchets >Réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO2) dues à la production d électricité
Principe fondamental de la méthode > Utilisation d un facteur de réduction des émissions de méthane par tête par an, converti en équivalent CO2: Nombre moyen d animaux dont les déjections sont effectivement méthanisées têtes Facteur de réduction des émissions de CH4 par tête par an m3ch4/tête/an Pouvoir de réchauffement global du méthane tco2équivalent/tch4 = Réduction des émissions de gaz à effet de serre tco2e/an Nombre moyen d animaux présents à un moment donné (càd nombre d emplacements) dans la(les) élevage(s) fournissant le méthaniseur têtes Proportion des déjections effectivement envoyées au méthaniseur % Emissions de méthane par tête par an dans la référence m3ch4/an Réductions accomplies par le méthaniseur % Pouvoir de réchauffement par tonne 21 tco2e/tch4 Densité du méthane 0,00067 tch4/m3
Suivi des réductions d émissions Nombre moyen d animaux dont les déjections sont effectivement méthanisées têtes Facteur de réduction des émissions de CH4 par tête par an m3ch4/tête/an Pouvoir de réchauffement global du méthane tco2équivalent/tch4 = Réduction des émissions de gaz à effet de serre tco2e/an Nombre moyen d animaux présents à un moment donné (càd nombre d emplacements) dans la(les) élevage(s) fournissant le méthaniseur N catg,a (têtes) Proportion des déjections effectivement envoyées au méthaniseur PDM catg,a (%) Emissions de méthane par tête par an dans la référence PCH4 catg FCM mg,catg (m3ch4/an) Réductions accomplies par le méthaniseur FRE projet (%) Pouvoir de réchauffement par tonne PRG CH4 (21 tco2e/tch4) Densité du méthane D CH4 (0,00067 tch4/m3) Trois paramètres à suivre au cours du projet
Type de méthaniseur Collectif Individuel Vaches laitières Autres bovins Porcs Mode de traitement du Fumier/ Fumier/ Fumier/ digestat Lisier Lisier Lisier pâture pâture pâture Volailles Ovins Caprins Chevaux Anes Stockage >50jours 2.595 0.087 0.973 0.032 0.477 0.016 0.002 0.005 0.003 0.040 0.022 couvert Jusqu'à épandage 2.652 0.088 0.994 0.033 0.487 0.016 0.002 0.005 0.003 0.041 0.022 Traitement >50jours 2.595 0.087 0.973 0.032 0.477 0.016 0.002 0.005 0.003 0.040 0.022 aérobie Jusqu'à épandage 2.652 0.088 0.994 0.033 0.487 0.016 0.002 0.005 0.003 0.041 0.022 Autres cas de figure 2.228 0.074 0.835 0.028 0.409 0.014 0.002 0.005 0.003 0.034 0.019 Stockage >50jours 2.772 0.092 1.040 0.035 0.510 0.017 0.002 0.006 0.004 0.043 0.023 couvert Jusqu'à épandage 2.829 0.094 1.061 0.035 0.520 0.017 0.002 0.006 0.004 0.044 0.024 Traitement >50jours 2.772 0.092 1.040 0.035 0.510 0.017 0.002 0.006 0.004 0.043 0.023 aérobie Jusqu'à épandage 2.829 0.094 1.061 0.035 0.520 0.017 0.002 0.006 0.004 0.044 0.024 Autres cas de figure 2.404 0.080 0.902 0.030 0.442 0.015 0.002 0.005 0.003 0.037 0.020 Exemples d application méthane 2,772 tco2e/tête/an 67 têtes = 186 tco2e/an Exemple 1: Élevage de 100 vaches laitières Données: 100 vaches laitières En étable 8mois de l année (déjections traitées en lisier et envoyées au méthaniseur), en pâture 4 mois Méthaniseur individuel Digestat stocké dans une fosse couverte pendant 60jours, puis dans une fosse non-couverte avant épandage Calculs: Nombre moyen d animaux dont les déjections sont effectivement méthanisées: 100 8/12 = 67 têtes Facteur de réduction des émissions de CH4/an: Émissions de référence: 447 m3ch4/tête/an (vache laitière) 45% (FCM lisier) = 201 m3ch4/tête/an Réductions accomplies par le méthaniseur: 98% (méthaniseur individuel, stockage > 50jrs) Facteur de réduction : 197 m3ch4/tête/an PRG du méthane: 21 tco2e/tch4 0,00067 tch4/m3ch4 = 0,01407 tco2e/m3ch4 Résultats: 67 têtes 197 m3ch4/tête/an 0,01407 tco2e/m3ch4 186 tco2e/an Exemple 2: Méthaniseur - 2 élevage de porcs Données: 2 élevages: 100 porcs dont les déjections sont traitées en lisier; 60% sont envoyées au méthaniseur du projet, 40% utilisées ailleurs. 300 porcs dont les déjections sont traitées en fumier et entièrement envoyées au méthaniseur du projet. Méthaniseur collectif Digestat de manière aérobie (caractérisé) jusqu à épandage Calculs: Nombre moyen d animaux dont les déjections sont effectivement méthanisées: 100 60% = 60 têtes dont les déjections sont en lisier 0,487 tco2e/tête/an (porc, lisier, traitement aérobie, collectif) 29 tco2e/an 300 100% = 300 têtes dont les déjections sont en fumier 0,016 tco2e/tête/an (porc, fumier, traitement aérobie, collectif) 5 tco2e/an Résultats: 29 + 5 = 34 tco2e/an
Energie thermique Valeur par défaut > URE possibles pour le CO2 réduit par la production d énergie thermique (chaleur, vapeur) renouvelable en remplacement de combustibles fossiles (énergie électrique déjà couverte par le Plan National d Allocation des Quotas) >La totalité de l énergie thermique exportée permet alors de bénéficier d URE, qu elle soit produite à partir des déjections ou d autres déchets agroalimentaires (énergie exportée = énergie produite énergie réinjectée dans le digesteur) > Mais ceci est limité au cas (peu probable ) où le projet ne bénéficie pas de tarifs de rachat de l électricité (problème de double-incitatif) > Calcul des réductions d émissions: Si la chaleur est utilisée sur place en remplacement d une chaudière existante: A suivre au cours du projet Production nette d énergie thermique Q a (GJ/an) Facteur d émission de la chaudière existante FE Q,SR (tco2/gj) = Réduction d émissions CO2 thermique RE thermique,a (tco2e/an) Sinon: se référer à la méthode «Energie»
Exemples d application Energie thermique Données: Méthaniseur 200kWélectrique au total (déjections + autres déchets agroalimentaires) Cogénération : 0,7 kwthermique produit pour chaque 1kWe produit Fonctionne 300jrs/an, 24/24 7 200 heures/an 20% de la chaleur produite est réinjectée dans le processus de méthanisation Les 80% restants sont utilisés pour chauffer les bâtiments de la ferme, qui seraient autrement chauffés par la chaudière au fioul domestique existante (FOD) Calculs: Production nette d énergie thermique: 200 kwe 0,7 kwth/kwe 7200 heures/an 80% exportés 1 209 600 kwh/an 0,0036 GJ/kWh = 4354 GJ/an Facteur d émission chaleur au FOD: 0,085 tco2e/gj Résultats: 4354 GJ/an 0,085 tco2e/gj = 370 tco2e/an
Additionnalité > Dans la méthode référencée : réfère à l Arrêté du 2 mars 2007. Options suggérées: Analyse par les barrières. Voir par ex. en Annexe 1 de la méthode si il y a une barrière particulière qui empêche en pratique le projet de se dérouler (à documenter) Analyse financière: «à la marge»: même si le méthaniseur est viable (p.ex. grâce à l ajout de déchets agroalimentaires), il se peut que la méthanisation d 1 tonne de déchets additionnelle coûte plus que ne rapporte Au niveau du méthaniseur: si le méthaniseur dans son ensemble n est pas viable (Attention: impact des UREs faible) Voir exemples en Annexe 2.
Points particuliers > Plan d approvisionnement: Vise notamment à éviter les conflits sur la ressource (en particulier si d autres déchets agroalimentaires sont utilisés) À soumettre à la MIES avec le dossier du projet Les engagements du plan doivent être respectés au cours du projet Détails en annexe de la méthode à clarifier par la MIES (avait été enlevé, a été remis) > Traitement du digestat. 2 types de traitement ne sont pas autorisés: Épandage par rampe d aspersion (en raison des émissions d ammoniac) Traitement aérobie par nitrification-dénitrification (en raison du risque de relargage accru d ammoniac dans l atmosphère (expertise complémentaire nécessaire pour valider cette solution)
Regroupement d installations > Nécessité de regrouper un certain nombre d installations dans un même projet afin de diminuer les coûts de transaction (développement de la documentation, audits, suivi, etc.) par projet > Prévu par l arrêté du 2 mars 2007: «Plusieurs activités de projet peuvent faire l objet d une seule demande d agrément lorsque les activités de projet concernées mettent en oeuvre à une échelle comparable des procédés similaires de réduction des émissions de gaz à effet de serre» > Ordres de grandeur du nombre d animaux nécessaire pour réduire de 5000tCO2e/an càd 20 000 tco2 sur 4 ans (= 2x le seuil minimal Caisse des Dépôts) uniquement par valorisation des URE méthane: Si les déjections sont traitées en lisier dans la référence, et dans le projet avec un méthaniseur collectif avec stockage couvert du digestat > 50jrs : 2000 vaches laitières = 5000 autres bovins = 10 000 porcs = 5000 tco2e/an Si les déjections sont traitées en fumier dans la référence: 30x (!) plus d animaux nécessaires Si le digestat est stocké < 50jrs: 15-18% de plus Si l on a des méthaniseurs individuels: 6-7% de moins Total France (d après inventaires GES): 20mn bovins, 10mn porcs