Injecter du biogaz dans le réseau. C est pour bientôt? Solène Dumont - TRAME Philippe & Romain Henry AAMF SIMA février 2011 Avec le soutien financier : Sources : JP Holuige GT MEEDDM - GrDF 1
Petit rappel sur la méthanisation Injection GNV BIO GAZ
Le changement de statut du biogaz : de déchet à ENR A l origine sous produit du traitement des déchets, le biogaz est devenu l une des sources d énergies renouvelables suivies dans le bilan énergétique national Participe de ce fait à l atteinte de différents objectifs européens auxquels la France a décidé de se joindre Valorisations principales : Chaleur Electricité in situ GNV Cogénération Injection dans les réseaux 3
L injection du biogaz en Europe Autorisée en Allemagne, Autriche, Pays-Bas, Suède, Suisse France Pour les pays européens les plus avancés : L Allemagne est plus avancée sur l injection. Les opérateurs réseau ont défini un CdC pour l injection dans le réseau. Les projets sont encore des pilotes pour la plupart (sauf en Allemagne). Pas d obligation d achat, les tarifs d injection sont négociés au cas par cas. Les Pays-Bas ont opté pour un système de certificat vert. En France aujourd hui : Une règlementation inexistante à l heure actuelle Des blocages «techniques» Aucun site de production de biométhane n est raccordé au réseau gazier 4
Une évolution du contexte règlementaire européen La directive ENR 2009/28/CE du 23 avril 2009 Introduit des objectifs ambitieux d utilisation des ENR dans la consommation d énergie finale Fixe un cadre législatif à l injection dans le réseau : rendre les coûts de raccordement objectifs, transparents et non discriminatoires faciliter l intégration du biométhane (extensions de réseau existant, publication de prescriptions en matière de qualité, d odorisation, de pression et publication de tarifs de connexion) La directive Gaz 2009/73/CE du 13 juillet 2009 Adopter des mesures concrètes pour accompagner une utilisation accrue du biogaz Garantir l accès aux réseaux au biogaz sous condition de compatibilité permanente avec des règles techniques et des normes de sécurité L autorité de régulation doit promouvoir l intégration de la production de gaz à partir de sources d énergie renouvelables, tant dans les réseaux de transport que de distribution 5
La règlementation française Loi du 3 janvier 2003 : transposition de la directive européenne du 22 juin 1998 concernant les règles communes applicables au marché intérieur du gaz réglemente l accès au réseau, la régulation du secteur, le transport, la distribution, les stockages souterrains, la fourniture de gaz naturel s applique à tous les types de gaz (Article 1) Décret n 2004-555 du 15 juin 2004 : les gaz autres que le gaz naturel doivent respecter des prescriptions techniques afin de favoriser les interconnexions gazières entre les pays européens faire l objet d une autorisation d injection dans le réseau Article 3 : expertise par un organisme reconnu par l Etat pour s assurer que l injection dans le réseau ne présente pas de danger sanitaire 6
Une filière appelée à se développer Grenelle de l environnement : objectif de générer plus de 20 Mtep supplémentaires d'énergies renouvelables et porter la production à 37 Mtep d ici 2020 dont 500 ktep supplémentaires à partir de la valorisation du biogaz Loi de finance 2008 : création d un fonds chaleur renouvelable qui pourra permettre de financer les surcoûts liés à la production de biogaz Décembre 2008 : lancement d un GT «injection» par le MEEDDM pour élaborer les conditions technico économiques de l injection Mobilisation de nombreux acteurs pour la filière Pouvoirs publics : MEEDDAT, MAAP, ADEME Collectivités territoriales : AMORCE, Lille Métropole Porteurs de projets, associations (AAMF), Club BIOGAZ, TRAME, BE (Solagro), ONG Type d installation Installations injectant Potentiel d injection en TWh/an Méthanisation rurale 264 1,85 Méthanisation DM et ISDND 24 1,25 Total 288 3,10 7 Projections du MAAP, GrDF et l ADEME présentées au MEEDDAT
Schéma type d injection dans le réseau si qualité insuffisante Substrat(s) Déchets fermentescibles Boues de STEP Effluents IAA Méthanisation Biogaz brut Composition type : 50 à 65% CH 4 30 à 40% CO 2 eau H 2 S NH 3 traces Compression (qlq bar) Epuration (élim. CO 2,H 2 S, eau, traces) Biogaz épuré Composition similaire à du gaz naturel Contrôle (au min CH 4, CO 2, eau, H 2 S) Odorisation Régulation débit / pression Comptage Ceci est un schéma-type, des différences peuvent exister d une unité à l autre (ex. : interversion de 2 étapes ) Gaz naturel + Biogaz Point d injection Vanne de coupure Gaz naturel 8 Protection des ouvrages (vannes de sécurité, soupapes et clapets anti-retour ) Contrôle de la qualité du gaz si qualité insuffisante Torche /stockage?
En France : avancement du dossier Les conclusions du GT injection Valorisation énergétique près des lieux de consommation Production à proximité de la matière première L injection permet de rapprocher le combustible de l utilisateur (GO) Etude de faisabilité incluant le bilan C le cas échéant zone desservie en gaz? caractéristiques du réseau? Chaque projet est unique! Installation ICPE mais la règlementation se met en place Statut du producteur injecteur Les problématiques liées à l injection Aspects sanitaires Aspects techniques Aspects économiques 9
Les aspects sanitaires Septembre 2006 : saisi de l AFSSET par les ministères pour évaluation des risques sanitaires pour les usagers, à leur domicile Octobre 2008 : rapport et avis positif de l AFSSET : Pas de risques sanitaires liés à l injection de biogaz épuré issu de : déchets ménagers et assimilés produits en Installation Stockage de Déchets Non Dangereux (ISDND) la méthanisation en digesteur de déchets non dangereux : FFOM, déchets agricoles et IAA Ne se prononce pas pour les biogaz issus de boues de STEP et de déchets industriels Rôle des intrants! Des études sur le biogaz issu de STEP : Etude Ineris sur la sécurité Poursuite de l étude sanitaire de l AFSSET 10
Les aspects techniques I. Epuration du biogaz et qualité du biométhane Composition type biogaz brut Spécifications requises par GrDF o Le biogaz doit être conforme aux prescriptions techniques prises en application du décret 2044-555 du 15 juin 2004 et publiées sur les sites internet des opérateurs réseaux o Points clés : Teneur O 2 < 100 ppm (tolérance accordée?) Exigence plus forte qu ailleurs en EU Définie afin de limiter les impacts de l O 2 sur le réseau de transport (corrosion, cofacteur de la formation du souffre cristallin) Une augmentation de la teneur en O 2 maximum peut être envisagée pour des gaz secs Métaux lourds et halogènes PCS : paramètre important pour la facturation concevoir son épuration en conséquence et mettre en œuvre des moyens de contrôle adaptés
Les aspects techniques II. III. IV. Acheminement du biométhane vers la conduite GRD Coût environ 60 /m linéaire (en campagne) Distance maximale «économique» = 6 km environ Compression / Contrôle pression / Régulation Raccordement au réseau : si transport 16 bars / 25 bars = conduite acier si distribution 4 bars / 8 bars = conduite PEHD Pression d injection > de 2,5 bar à la pression du réseau existant En aucun cas ne dépasse la pression maximale de service du réseau Odorisation du biométhane En réseau distribution, le biogaz produit doit être odorisé avant injection Achat du THT Responsabilités des opérateurs définies dans le décret n 2004-251 du 19 mars 2004 relatif aux obligations de service public dans le secteur du gaz
Les aspects techniques V. Contrôle qualité du biométhane VI. VII. En aval de toute opération de traitement Contrôle en continu des teneurs en H 2 S/H 2 O/THT/PCS Poste d injection / Comptage Sécuriser et Réguler l injection Compter et filtrer le gaz injecté Interdire un débit de retour (clapet anti-retour) + vanne d isolement accessible à tout moment Responsabilité / Opérations Production / épuration / acheminement / compression / régulation du biogaz : Producteur de biogaz Odorisation / contrôle qualité / injection et comptage : Gestionnaire de réseau
Les aspects techniques VIII. Paramètres limitants à prendre en compte Distance au réseau (coûts de raccordement) Pression et capacité du réseau à absorber le débit pendant les périodes creuses et sur l année 14
Les aspects économiques Bonne maîtrise des coûts de l installation avec maintenance associée et possibilité de faire baisser ces coûts avec de nouveaux matériels Investissement et exploitation pour odorisation, contrôle qualité et poste d injection-comptage : 110 000 par an Surcoûts d exploitation du réseau : 9 000 /an Coût du raccordement entre 60 000 et 200 000 /km de conduite, selon le terrain Raccordement aux conditions techniques de l opérateur en limite de propriété Prise en charge technique de l opérateur supporté financièrement par le producteur (facture globale et unique basée sur coûts réels) + redevance d utilisation Le coût de production du biométhane (excluant le raccordement) se situe entre 66 et 108 /MWh. Estimation prenant en compte l achat de déchets mais sans cultures énergétiques. Potentiel de production : entre 2,8 TWh et 9,25 TWh injecté à l horizon 2020 avec un rythme de 2Mtep/an
Système tarifaire envisagé Pas de tarif d injection à court terme sur le réseau de distribution Tarifs avec «obligation d achat» + acheteur de derniers recours, fonction de la nature et la taille de l installation o Calcul d un «coût de référence» correspondant à la part du coût de méthanisation imputable à la valorisation énergétique du biogaz, déduction faite de la part imputable au traitement du déchet o Prise en compte de : o o Garantie d origine o o o Coûts supplémentaires liés aux exigences techniques liées à l injection Rémunération de l investissement du producteur de biogaz permettant d obtenir un ratio de rentabilité interne satisfaisant Créer une traçabilité du biométhane injecté Fournisseurs ou clients finaux : valoriser le «gaz vert» et la chaleur finale Producteur : avoir un revenu supplémentaire à la vente du biométhane Compensation du surcoût payé par le repreneur de biogaz o o Système de mutualisation supporté par le consommateur du type CSPE Une structure comparable existe déjà pour le gaz naturel (Tarif Spécial de Solidarité Arrêté du 17 / 12 /08) 16 La rentabilité doit être au moins équivalente à celle de l électricité
Les prochaines étapes Diffusion du rapport GT MEEDDM finalisé Amendement dans la loi Grenelle 2 (sous forme de modification de la loi du 3 janvier 2003) vote le 11 mai du projet de loi avec un article 35 bis A sur le biogaz. En attente de CMP le 16 juin 2010 Rédaction des textes de loi et publication officielle 2 décrets CE : Garantie d achat et Compensation Décret simple : Garantie d origine Arrêtés : Acheteur de dernier recours Arrêté Tarifaire : reporté à la fin de 1 er semestre Propositions techniques et financières de raccordement Quels délais : Publication des tarifs d achat annoncée à plusieurs reprises Un décret en CE demande ne moyenne 9 mois Injection sur les 3 sites pilotes.!?