A partir de déchets organiques issus notamment de l’agriculture, la méthanisation produit de l’énergie verte et fournit tous les consommateurs de gaz naturel et d’électricité. D’ici 2030, elle devrait être un pilier de la production de biogaz en France et permettre au pays de devenir plus autonome en termes d’approvisionnement en gaz naturel.
La méthanisation : qu’est-ce que c’est et comment cela fonctionne ?
La méthanisation fait partie des 3 procédés de production du gaz vert en France, en compagnie de la pyrogazéification et du power-to-gaz. Encouragée par la loi sur la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV), la méthanisation doit permettre à la France de consommer une énergie plus verte et éco-responsable. Cette loi sur la transition énergétique a fixé un objectif de 10% de biogaz dans les réseaux français d’ici 2030.
Ainsi, pour atteindre cet objectif, la méthanisation a un rôle important à jouer. Selon GRDF, gestionnaire du réseau de distribution de gaz naturel en France, la production de biométhane pourrait dépasser cet objectif et atteindre les 30% d’ici 2030.
En 2022, l’ADEME référence près de 1250 méthaniseurs en France. La région Grand-Est est celle qui compte le plus de sites, avec 229 méthaniseurs, juste devant la Bretagne (180 unités), et les Hauts-de-France (125).
La méthanisation produit de l’énergie à partir de la fermentation de déchets organiques. A partir de cette fermentation, les méthaniseurs obtiennent deux produits : le digestat et le biogaz.
Le digestat est un résidu du processus de méthanisation, composé de matières organiques dégradées, bactéries et minéraux. Cette matière peut être utilisée comme compost, après processus d'hygiénisation à 70°C, par les agriculteurs pour la fertilisation des terres cultivées.
Le second produit de la méthanisation, le biogaz, peut être converti en biométhane, une fois retraité. Ce biogaz peut ainsi ensuite alimenter en gaz des consommateurs de gaz naturel, ou encore servir dans la production d’électricité. Selon ce choix, on parle de cogénération ou d’injection.
Quelles sont les différentes tailles des unités de méthanisation et quelles sont les exploitations agricoles correspondantes ?
Il existe en 2022 5 catégories d' unités de méthanisation en France, répartis selon la taille de l’unité, et ses volumes de production. Cela va de la micro-méthanisation de lisier (autoconsommation et/ou vente d’électricité), à la méthanisation collective.
| Typologie d’infrastructure/ d’unité de méthanisation avec type de déchets organiques utilisés | Quantités de déchets organiques nécessaires pour le fonctionnement de l’unité | Type d’exploitation agricole/de cultures correspondant | Usage du biogaz, une fois le traitement effectué |
| Micro-méthanisation à base de lisier avec autoconsommation | Moins de 3500 tonnes de lisier/an | Atelier de porc, production laitière bovine, veaux de boucherie (500 places) | Chauffage des bâtiments agricoles |
| Micro-méthanisation à base de lisier avec vente d’électricité | Moins de 3500 tonnes de lisier bovin frais/an | Production laitière | Cogénération de chauffage et d’électricité |
| Méthanisation moyenne individuelle avec tout type de déchet organique | Entre 6000 et 9000 tonnes de matières organiques/ an
(lisier, fumiers, résidus organiques d’exploitation agricole…) |
Tout type d’élevage de 100 Ha | Cogénération de chauffage et d’électricité |
| Grande méthanisation individuelle avec tout type de déchet organique | Environ 9000 tonnes de matières organiques/an | Tout type d’élevage de 200 Ha | Injection gazière dans le réseau de distribution de gaz géré par GRDF |
| Méthanisation collective avec tout type de déchet organique | Entre 10 000 et 30 000 tonnes de matières organiques | Entre 2 et 10 exploitations | Injection gazière dans le réseau de distribution de gaz géré par GRDF, ou du réseau de transport de gaz géré par GRTgaz. |
Comme le tableau ci-dessus le démontre, la taille du site de méthanisation, de l’exploitation agricole et du type de déchets organiques utilisé va définir le type d’énergie produit (injection ou cogénération).
La cogénération ou l’injection : quelle est la différence entre les deux procédés de la méthanisation ?
En matière de production d’énergie, la méthanisation peut produire à la fois du biogaz, mais aussi d’autres énergies. En effet, selon la typologie des infrastructures, les unités de méthanisation peuvent également produire, à partir de matière organique, de l’électricité, de la chaleur, de la vapeur et même du froid. Pour débuter cette partie, débutons par l’injection, la méthanisation spécialisée dans la production unique de biogaz.
L’injection directe de biogaz dans le réseau de distribution de gaz naturel
En 2020 en France, 214 installations de méthanisation étaient raccordées au réseau de gaz naturel, pour une production totale de 2208 GWh de gaz renouvelables. On compte aujourd’hui plus de 1100 projets de méthanisation par injection inscrits dans le registre de capacité.
L’injection consiste à injecter directement dans le réseau de gaz naturel le biométhane généré par la fermentation des matières organiques. Pour injecter directement du biométhane dans le réseau de gaz de France, il faut signer un contrat de raccordement avec GRDF. Ce contrat définit les travaux à réaliser par le gestionnaire de réseau, et met en évidence le coût de ce raccordement. Ensuite, une fois le raccordement effectif, un contrat d’injection, d’une validité de 15 ans, définit les relations avec GRDF, concernant la production et injection de gaz dans le réseau (tarif d’achat de l’énergie, coûts de raccordement…).
La cogénération d’électricité et/ou de chaleur à partir de la méthanisation
La seconde méthode de production d’énergie à partir de la méthanisation est la cogénération. Cette méthode de production permet de produire du gaz naturel, mais cette fois, pour produire de la chaleur et/ou de l’électricité. Selon l’énergie souhaitée, il existe deux grandes catégories de technologies pour la cogénération : les moteurs et les microturbines.
La production d’électricité à partir de la méthanisation
En 2020, en France, on a compté 829 installations raccordées au réseau, pour une puissance électrique installée de 523 MW. Depuis 2009, la production d’électricité par cette source d’énergie renouvelable est passée de 689 GWh à 2600 GWh d’électricité, soit une multiplication par 2,7 !
Cette production d’électricité à partir de biogaz se fait grâce à l’installation d’un moteur de cogénération. Des entreprises comme Dalkia Biogaz proposent des installations adaptées à la taille du de l’unité et aux volumes de production souhaités. Grâce à ce moteur, l’électricité produite à partir du méthane peut ensuite être distribuée sur le réseau électrique français. Comme GRDF pour l’injection, Enedis, gestionnaire du réseau électrique de distribution, relie les équipements de production électrique au réseau.
Selon la quantité d’électricité produite, deux types de contrats sont proposés aux méthaniseurs. On retrouve :
- Le contrat d’obligation d’achat : Il concerne les unités de production électrique d’une puissance installée de moins de 500 kW. Il garantit aux méthaniseurs la rémunération complète de l’électricité injectée sur le réseau ;
- Le contrat de complément de rémunération concerne les sites de production d’une puissance installée de plus de 500 kW. Ce contrat permet de vendre l’électricité produite aux conditions tarifaires du marché.
Ces deux contrats sont conclus avec EDF, principal producteur d'électricité en France. Ces contrats ont une durée totale de 20 ans de fourniture électrique, ou 120 000 heures de fonctionnement à pleine puissance. La rémunération des méthaniseurs est assurée par la CSPE (Contribution au Service Public d’Electricité).
Pour les unités de méthanisation de plus de 500 MW non-desservis en gaz naturel à l’origine, un contrat de complément de rémunération peut être attribué par appel d’offres de la CRE. Pour les sites de plus de 300 MW de puissance installée desservis en gaz naturel, le gouvernement français donne la priorité à l’injection.
La production de chaleur à partir de la méthanisation
La production de chaleur à partir du biogaz généré par la fermentation des déchets organiques peut servir dans :
- la production d’eau chaude pour le système de chauffage ;
- la production de vapeur, pour des usages industriels pouvant atteindre jusqu’à 15 bars de pression ;
- la production de froid à partir de chaleur grâce à des machines frigorifiques ;
- la production d’électricité, grâce à des turbines ORC.
L’injection est le mode de production qui propose une rentabilité et une valorisation du gaz produit supérieure par rapport à la cogénération (95% vs. 70). De plus, l’injection est portée par les pouvoirs publics. Néanmoins, la cogénération est plus rapide à mettre en place, avec des investissements financiers plus accessibles et des démarches administratives plus simples.
La méthanisation : quels sont les besoins énergétiques pour son fonctionnement ?
Pour faire fonctionner ces machines et amorcer la production d’énergie, le site de méthanisation doit se fournir en énergie (électricité/gaz). Selon la taille de l’unité, les équipements installés pour fermenter les déchets organiques et les volumes de production souhaités, la quantité d’énergie nécessaire va varier.
Selon le fournisseur d’énergie alimentant le site en question, les tarifs proposés et les accompagnements pour votre activité de méthanisation varient. En effet, les fournisseurs alternatifs ne proposent pas les mêmes prestations à destination de leurs clients professionnels.
Ainsi, il est important de réaliser une comparaison des offres existantes sur le marché pour choisir le fournisseur le plus adapté, et également maîtriser à long terme l’achat énergétique de votre site. Pour cela, Optima Energie, cabinet de courtage en énergie, travaille avec tous les types de projets de méthanisation partout en France, pour les aider à choisir leur fournisseur d’énergie. A la clé, l’objectif est d’assurer une maîtrise à long terme de l’achat énergétique pour assurer une activité pérenne dans le temps.
Au-delà de ce service de courtage en énergie, nos experts en énergie vous accompagnent également dans :
- l’analyse de vos factures énergétiques et de vos besoins ;
- les contrats d’énergies souscrits avec votre fournisseur d’énergie ;
- la compréhension de vos consommations et du marché énergétique par des contenus pédagogiques ;
- l’obtention d’aides financières pour rénover à long terme vos installations. En effet, grâce aux Certificats d’Economies d’Energie (CEE), le gouvernement français propose des aides financières pour les consommateurs d’énergie. L’objectif est d’inciter les consommateurs à réduire leurs besoins énergétiques, pour favoriser la transition énergétique et la préservation de l’environnement.
Ainsi, au-delà de produire de l’énergie renouvelable à partir de déchets organiques issus de cultures agricoles, vous optimisez les coûts énergétiques associées à l’activité de méthanisation, en termes de prix et d’accompagnement.
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