DIVA Projet ANR Bioénergies 2010 1ère Réunion du Comité de suivi et d utilisateurs 22 mars 2011 Sylvaine Berger - SOLAGRO Programme de la journée Matinée : 10h30-13h00 10h30-10h45 : Tour de table 10h45-11h00 : Présentation du programme DIVA 11h00-12h00 : Présentation de la synthèse des entretiens, enjeux 12h00-13h00 : Discussions, organisation du Comité de suivi Pause déjeuner : 13h00-14h00 Après-midi : 14h00-18h15 14h00-15h30 : Transfert Rennes - Saint-Gilles du Mené 15h30-17h00 : Visite de l installation Geotexia 17h00-18h15 : Transfert Saint-Gilles du Mené - Rennes (Cemagref et Gare Sncf)
Quelques définitions Méthanisation à la ferme ou individuelle : Projet réalisé sur l exploitation agricole, porté par l exploitant agricole Méthanisation territoriale collective ou industrielle : Projet de traitement centralisé de déjections animales et/ou des déchets, porté par un collectif d agriculteurs ou par une entreprise Co-substrats : Substrats entrants en méthanisation hors déjections animales = déchets exogènes, résidus de cultures, cultures dérobées Déchets d IAA Déchets issus d industries agro-alimentaires (conserveries, abattoirs ) Méthanisation d Ordures Ménagères (OM) : traitement biologique des déchets ménagers OMR : ordures ménagères résiduelles DV : déchets verts Biodéchets : déchets organiques triés à la source Etat des lieux France Méthanisation à la ferme ou individuelle Méthanisation territoriale ou collective Méthanisation d Ordures Ménagères (OM)
Méthanisation à la ferme 30 sites en fonctionnement fin 2010 2 000 à 15 000 t/an par exploitation - moyenne de 6 000 t/an Méthanisation à la ferme Total : 165 000 t/an 75% de déjections animales 25% co-substrats 60% des sites en zone vulnérable 120 000 t/an de digestat
Méthanisation territoriale 4 sites en fonctionnement fin 2010 25 000 t/an à 75 000 t/an Situés en Zone vulnérable Total en 2010 : 180 000 t/an 50% à 100% de déchets Site MES Tonnage annuel Déchets / Déjections Biogasyl 2008 25 000 76% Ferti-NRJ 2009 38 200 100% Geotexia 2010 75 000 53% Bionerval 2010 40 000 100% Méthanisation Ordures ménagères Début 2011 : 9 sites en fonctionnement Environ 600 000 t/an de déchets entrant en digestion
Méthanisation Ordures ménagères Type de déchets entrants Biodéchets : 20% FF d OMR + Biodéchets : 25% FF d OMR + DV : 55% Enjeux Perspectives Méthanisation France 2010 : environ 1 Mt/an de matières entrantes
Enjeux Perspectives 2020 (Etude Ernst&Young 2010) : Total 0,5 Mtep, dont 0,1 Mtep sur OM et 0,2 Mtep sur substrats agricoles Perspective : entre 4 et 6 Mt/an de matières entrantes Potentiel «long terme» : 8-15 Mtep Valorisation des Digestats Méthanisation à la ferme ou individuelle Méthanisation territoriale ou collective Méthanisation d Ordures Ménagères (OM)
Méthanisation à la ferme Epandage du digestat (165 000 t/an) : 1/3 épandage digestat brut 1/3 épandage de la fraction liquide (FL) et de la fraction solide (FS 1/3 post-traitement (uniquement des sites en zone vulnérable) Post-traitement du digestat (60 000 t/an) : A minima séparation de phase 4 sites : séchage FS et épandage digestat sec et sulfate d ammonium (issu des buées) épandage FL 1 site : Séchage FS et épandage digestat sec Traitement aérobie de FL 1 site : séchage FS et épandage digestat sec et sulfate d ammonium (issu de l évaporation) évaporation FL Méthanisation à la ferme GAEC Beets GAEC Beets Tonnage entrant en méthanisation Lisier Bovin 4400 Lisier Porcin 3000 Fumier Bovin 1200 Ensilage d'herbe 500 Ensilage Sorgho 300 Issues de céréales 200 Déchets de légumes 400 total 10000
Méthanisation à la ferme GAEC des Manets GAEC Manets Tonnage entrant en méthanisation Fumier bovin 6072 Issues de céréales 200 Déchets végétaux (tontes, iaa) 300 total 6572 Méthanisation à la ferme Séchage (type unités bretonnes)
Méthanisation territoriale Site Séparation de phase Digestat brut Digestat solide Digestat liquide Destination des sous-produits Biogasyl (2008) oui - Epandage (Compostage) Stripping Epandage solution concentrée Traitement des eaux usées Geotexia (2010) oui - Séchage Evaporation + Osmose Irrigation Epandage sulfate d ammonium Ferti-NRJ (2009) oui - Compostage Epandage Bionerval (2010) non Epandage Méthanisation territoriale Geotexia GEOTEXIA Mené Tonnage entrant en méthanisation Lisier porcs 35000 Déchets IAA (boues physicochimiques,boues biologique, graisses de flottation, déchets de fabrication, issues de céréales) 40000 total 75000
Méthanisation Ordures ménagères Sorties unités de traitement Compost normalisé NFU 44-051 Stabilisat : enfouissement Traitement fraction liquide (STEP) ou recirculation Méthanisation Ordures ménagères Ametyst (Montpellier) AMETHYST (données 2009) Tonnage entrant en méthanisation FFOM issus d'omr - crible 20 28800 mm Biodéchets et déchets verts 5000 total 33800
Méthanisation Ordures ménagères CVO de Calais CVO de Calais (données 2009) Tonnage entrant en méthanisation Biodéchets et déchets verts 21000 Graisses et huiles 1000 Déchets IAA (conserverie, refus de grande distribution, pet-food) 1500 total 23500 Réglementation Epandage agricole Règles d épandage Code rural et Règlement Sanitaire Départemental (RSD) : Titre VIII - art. 159 Code de l environnement : R211-48 à R211-53
Réglementation ICPE a) La quantité de matières traitées étant supérieure ou égale à 50 t / j Autorisation Epandage : 2 février 1998 modifié* 2781.1 Méthanisation de matière végétale brute, effluents d'élevage, matières stercoraires, déchets végétaux d'industries agroalimentaires b) La quantité de matières traitées étant comprise entre 30 et 50 t / j c) La quantité de matières traitées étant inférieure à 30 t / j Enregistrement (étude préalable, cartographie, programme prévisionnel d épandage )* Déclaration Contrôlée (étude préalable, cartographie, programme prévisionnel d épandage )* 2781.2 Méthanisation d'autres déchets non dangereux - Autorisation Epandage : 2 février 1998* *Exception : méthanisation des déjections et matières végétales issues d 1 seule exploitation : modification du plan d épandage initial Réglementation Loi sur l eau Zones vulnérables Directive Nitrates 4ème programme env. 55% de la SAU Plaines céréalières et Grand Ouest Obligations Plan prévisionnel de fumure et bilan a posteriori Max 170 kg N/ha organique Capacité de stockage Périodes d interdiction d épandage : type II (C/N< 8) Conditions d épandage (fortes pentes) CIPAN Certains cas (bassins versants bretons, Vendée ) Limite sur le phosphore (80 kg P/ha) Limite sur l azote organique et minérale (140 kg N/ha)
Logique produit : Normalisation Deux normes potentielles NFU 44 051 : amendements organiques et supports de culture Liste positive de matières entrantes Obligation du compostage caractérisé pour le digestat Augmentation température qui permet l hygiénisation Perte de masse et de volume Homogénéisation du produit Humification des résidus végétaux Degré de maturité en fonction de l usage du produit Innocuité : ETM : concentrations et flux maximal par an et sur 10 ans Agents pathogènes Inertes et impuretés CTO NFU 42 001 : Engrais engrais NPK > 3% Plusieurs cas de figure Engrais soufre+azote Engrais organo-minéraux Logique produit : Homologation Procédure Dossier complet à déposer auprès de l ANSES 1 homologation par produit ou famille de produits 1 producteur Env. 40 000! - 12 à 18 mois Paramètres à analyser Innocuité : écotoxicité, phytotoxicité Efficacité : valeur agronomique Constance de qualité et des matières entrantes Pas d altération au stockage Aujourd hui : Plusieurs demandes pour dépôt de dossier auprès de l ANSES
Programme DIVA 5 sites proposés (non encore validés) Unité de méthanisation de déchets ménagers Méthanisation d OMR et biodéchets : AMETYST Montpellier Méthanisation de biodéchets : CVO de Calais Unité de méthanisation territoriale Lisier porcins et déchets IAA : Géotexia Unité de méthanisation à la ferme Fumier bovin et issues de céréales : GAEC des Manets Fumier et lisiers bovins et porcins, déchets exogènes IAA : GAEC Beets Ou unité de méthanisation en Bretagne Analyses Digestats analysés dans le programme DIVA Digestats non post-traités : Digestat brut, fraction liquide, fraction solide Digestats post-traités sur pilote : Compostage : Compost et lixiviats Séchage : Digestat séché et concentrat (sulfate d ammonium) Filtration membranaire : Eau filtrée et concentrat Analyses Tâches 3 et 4 : Analyses sur digestats bruts et transformés Tâche 5 : Valeur agronomique et impacts environnementaux en épandage des digestats bruts et transformés
Analyses Analyses prévues sur digestats bruts et transformés (Tâches 3 et 4 - Cemagref, Armines, Université Montpellier) Paramètre Origine Métaux lourds ph Matière sèche Matière organique Carbone Total Carbone soluble Azote Total NF U 44 051 Biodégradabilité / NF U 42 001 Oeufs d'helminthes viables Salmonella E. Coli Clostridium Perfringens Listeria monocytogenes Entérocoques NF U 44 095 NF U 44 095 NF U 44 095 NF U 44 095 Azote organique NF U 44 051 / NF U 42 001 HAP (3) Azote nitrique Azote ammoniacal Azote uréique P205 total P205 soluble (milieu alcalin) K2O total K2O soluble (aq) CaO total CaO soluble (aq) MgO total MgO soluble (aq) NF U 42 001 NF U 42 001 NF U 42 001 NF U 42 001 NF U 42 001 NF U 42 001 NF U 42 001 PCB (7) Inertes Fractionnement biochimique Minéralisation du carbone et de l'azote dans le sol DCO Polysaccharides Protéines Lipides Respirométrie BMP NF U 44 095 NF U 44 051 NF U 44 051 Biodégradabilité SO3 total NF U 42 001 SO3 soluble (aq) NF U 42 001 Analyses Analyses prévues sur digestats bruts et transformés (Tâche 5 - INRA et Suez) Valeur agronomique Valeur fertilisante immédiate : Test en pots (Suez) Test de phytotoxicité (Suez) Valeur fertilisante de l azote : cinétique (INRA) Stabilité et valeur amendante (INRA) Degré d humification de la MO (INRA) Emissions gazeuses à l épandage N2O NH3 Essais aux champs Effluent d élevage (Grignon) Ordures ménagères (Montpellier)
Autres travaux en cours Etude ADEME (RITTMO 2009-2011) : Qualité agronomique des digestats Données scientifiques européennes, analyses de digestats Thèse de Cécile Teglia (Cemagref) ADEME-SUEZ (2008-2011) : Caractérisation et valorisation des digestats solides Analyses de digestats (fraction solide) d OMR, biodéchets, effluents agricoles, boues urbaines CASDAR-ADEME (IFIP 2010-2011) : Déshydratation des digestats de méthanisation Analyse technico-économique de plusieurs procédés de post-traitement CASDAR - ADEME (2010-2013 - 55 partenaires) : Effluents d élevage Analyses pour trentaine de produits organiques dont 4 digestats agricoles Valeur agronomique, épandabilité, effets aux champs (coefficient azote) MAP - ADEME (2011-2014 - 22 partenaires) : Réseau PRO Réalisation Base de données nationale sur les données agronomiques des PRO (produits résiduaires organiques) Autres travaux en cours SOERE PRO : réseau essais INRA sur toutes les matrices (sol/air/eau) ANR PHOSPHOR (2010-2014) : Cristallisation du phosphore (précipitation de struvite) et post-traitement aérobie Etude des procédés et valeurs agronomiques des sous-produits Dossier déposé : IFIP CASDAR (2012-2015) : Insertion territoriale de la méthanisation agricole en zone à forte densité d élevage Problématique post-traitement du digestat Association AMF Collecte des analyses des digestats des adhérents Méthanéo Essais aux champs digestats méthanisation à la ferme
Colloques DG Environnement : Managing livestock manure for sustainable agriculture, Wageningen Novembre 2010 Procédés de traitement des déjections animales / réglementation / Substitution aux engrais minéraux IWA : Nutrient Recovery and Management 2011, Miami, janvier 2011 ORBIT (ECN) : Assessment of technology for optimal organic wastemanagement processes and enloghtendes environmental policies, Rennes, juin 2012 Discussions Utilisateurs - Législateur Innocuité : écotoxicité, phytotoxicité Efficacité : valeur agronomique Constance - stabilité des matières premières entrantes Évaluation des risques : responsabilité de l utilisateur du produit Problématique analyses des produits et contrôles => Besoins de connaissances et de retours d expériences
Discussions Exploitants Méthanisation - Statut du digestat Méthanisation individuelle Besoin d exportation en ZES => logique produit Réglementation complexe : RSD, ICPE, Loi sur l eau Disparité logique déchets/logique produit pour des effluents et résidus uniquement d origine agricole Méthanisation territoriale Plan d épandage coûteux (grand nombre de parcelles) Post-traitement possible pour des unités importantes (> 1 MWe) Logistique : transport de digestat liquide Méthanisation OM Nécessité d un produit (image) Plan d épandage : complexe et coûteux Unités existantes : ajout d une plate-forme de compostage Pour les nouvelles : à la recherche d autres solutions pour le digestat non composté, le digestat liquide Discussions Entrée Méthanisation Sortie Unité Statut/Destination Métha OM FFOM issue d OMR Biodéchets et DV Compost Fraction liquide Normalisation Epandage Compost du Digestat normalisébrut? Normalisation Traitement en STEP du digestat ou recirculation liquide? Métha territoriale ou petit collectif Déjections animales Déchets IAA Fraction solide ou Digestat sec ou compost Solution ammoniaquée (sulfate, nitrate) Eau peu chargée Plan d épandage ou compost normalisé Normalisation du Digestat brut, digestat Plan d épandage sec? ou NFU 42 001 (engrais) Normalisation de la solution liquide Rejet, traitement ou fertirrigation concentrée? Métha Individuelle en ZES Déjections animales Déchets IAA Digestat sec Solution ammoniaquée (sulfate, nitrate) Plan d épandage Normalisation digestat brut, sec? Plan d épandage ou NFU 42 001 (engrais) Normalisation solution liquide concentrée? Adaptation réglementation? Métha Individuelle Hors ZES Déjections animales Déchets IAA Digestat brut Ou Fraction solide et fraction liquide Plan d épandage Adaptation Réglementation?