Biogaz et biométhane : des perspectives à nouveau très favorables en France
Méthanisation, biogaz, biométhane, gaz vert, gaz renouvelable, gaz naturel véhicule (GNV), bioGNV : de quoi parle-t-on ?
La méthanisation, qu’est-ce que c’est ?
La méthanisation est un processus reposant sur la décomposition de matières dites putrescibles (dotée de la capacité de pourrir) par des bactéries qui agissent en l’absence d’air. On parle ainsi de fermentation ou de digestion anaérobie (en l’absence d’oxygène). La méthanisation est un phénomène qui se produit à l’état naturel, par exemple dans les marais avec des émanations de gaz. Mais il peut également être reproduit de manière industrielle dans des unités de méthanisation (ou méthaniseurs) en laissant fermenter les matières organiques plusieurs semaines dans un digesteur sans oxygène.
Le procédé de méthanisation va générer deux éléments :
- du biogaz composé principalement de méthane (50% à 70%), de dioxyde de carbone, ainsi que de sulfure d’hydrogène, voire d’eau en plus petites quantités
- un sous-produit appelé digestat qui peut être utilisé comme fertilisant pour les sols agricoles
Ce biogaz peut être transformé en chaleur, être utilisé pour produire de l’électricité (ou les deux à la fois dans une unité de cogénération de production de chaleur et d’électricité).
Le biogaz peut ensuite être épuré. Lors de ces opérations, on lui retire le dioxyde de carbone (décarbonation), le sulfure d’hydrogène (désulfuration) et l’eau (déshydratation). Il devient alors du biométhane qui possède les mêmes caractéristiques que le gaz naturel. Le biométhane peut ainsi être injecté dans le réseau gazier. Il peut également être utilisé comme carburant pour véhicules. On parle alors de bioGNV pour le distinguer du GNV (gaz naturel véhicule) lorsque le gaz naturel est utilisé comme carburant. Les débouchés sont donc multiples et peuvent alimenter plusieurs filières.
Le biogaz et le biométhane sont tous deux des gaz renouvelables (également appelés gaz verts) issus de la valorisation des déchets.
Un enjeu clé : les sources d’intrants
Il existe un grand nombre de sources d’intrants pouvant alimenter les unités de méthanisation :
- des déchets agricoles (fumier, lisier, etc.)
- des déchets ménagers et des collectivités (biodéchets ménagers, déchets verts, etc.)
- des déchets urbains (biodéchets issus de la restauration collective et des moyennes et grandes surfaces, etc.)
- des déchets de l’industrie agroalimentaires (perte matière dans le process)
- des déchets industriels (boues industrielles, rebus de production, etc.)
- des boues d’épuration (elles-mêmes issues des stations d’épuration des eaux usées)
Ces intrants détiennent toutefois des pouvoirs méthanogènes (c’est-à-dire la quantité de méthane dégagée par tonne en sortie de méthaniseur) très différents.
En effet, le potentiel méthanogène varie fortement en fonction du produit et de son niveau de putrescibilité. L’une des seules exceptions sont des déchets de bois, les micro-organismes anaérobies étant incapables de dégrader la lignine.
Dans l’industrie agroalimentaire, les pouvoir méthanogènes sont tout aussi disparates.
Exemple : Une tonne de menue paille d’avoine dégage trois fois plus de biogaz de méthane qu’une tonne de maïs énergicole. Ainsi, la menue paille trouve une nouvelle valorisation de choix, après la valorisation en litière, en brique combustible et en alimentation du bétail.
Stations d’épuration : une opportunité financière à saisir
Les boues d’épuration issues des étapes de dépollution des eaux usées sont des déchets organiques dont le pouvoir méthanogène est élevé. Leur méthanisation permet donc de produire un biogaz riche en méthane. De plus, la méthanisation permet de diminuer les volumes de boues restants de 20% à 50%, réduisant ainsi leurs coûts de gestion.
Par ailleurs, la valorisation du gaz produit peut assurer un revenu complémentaire à l’installation grâce aux différents mécanismes de soutien public.
La loi AGEC (loi anti-gaspillage pour une économie circulaire) devrait booster le volume d’intrants. Déjà imposés aux plus gros producteurs, le tri à la source et la valorisation des biodéchets vont être généralisés à tous au 1er janvier 2024 obligeant les professionnels et collectivités à organiser les circuits de collecte adéquats.
Développement du biométhane et du biogaz : une priorité de l’Europe
L’Union européenne fait du développement de la production de biométhane l’une de ses priorités. Et ce pour trois raisons principales :
- en remplacement du gaz naturel, le biométhane participe à la stratégie de décarbonation de l’Europe, avec en point de mire la volonté d’atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050
- la réduction de la dépendance de l’Europe aux combustibles fossiles importés, et en particulier du gaz en provenance de Russie
- l’impact positif en termes de croissance et d’emploi au niveau local
Il faut souligner que la priorité est désormais bien donnée au biométhane, et non au seul biogaz. L’Europe produit actuellement environ 3,5 milliards de m3 de biométhane et de l’ordre de 17 milliards de m3 de biogaz. L’atteinte des objectifs européens à l’horizon 2030 repose à la fois sur un développement soutenu du biométhane, mais également sur la transformation d’unités actuelles de production de biogaz en unités de production de biométhane.
Selon l’association européenne du biogaz (EBA), l’Europe comptait 1 322 installations de production de biométhane en avril 2023 (1 222 à fin 2022), dont une large part installée en France.
35 milliards de m³
de biométhane produits en Europe comme objectif à horizon 2030
Source : Commission Européenne
La France fait partie des leaders européens
Selon les données compilées par MéthaFrance, la France comptait 1 705 installations produisant et valorisant des gaz renouvelables en 2022.
Caractéristiques des installations de production et de valorisation de gaz renouvelables en France à fin 2022 (en nombre d’unités)*
*Données à fin 2021 pour la valorisation en chaleur seule.
Source : MéthaFrance
La majorité des installations (58%) produisent de l’électricité et de la chaleur par cogénération à partir de biogaz. Il s’agit de méthaniseurs, de stations d’épuration et d’installations de stockage de déchets non dangereux. Le nombre de ces installations a progressé de 5% en 2022 avec 994 unités. La production d’électricité par biogaz représentait 576 MW de puissance électrique installée à fin 2022.
Toujours en 2022, la production de biométhane pour injection représentait 30% du total des installations. La France comptait, fin 2022, 514 unités, soit près de deux fois plus qu’en 2020 (213 unités). Il s’agit principalement d’unités agricoles (441 unités), loin devant les stations d’épuration (35 unités).
Cette filière bénéficie d’une très forte croissance (+41% en 2022) avec 149 unités mises en service en 2022. A elle seule, la France concentre plus de 40% des unités de production de biométhane en Europe. La France affichait une production de biométhane de 7 TWh en 2022.
A fin 2022, près de 900 projets en file d’attente étaient recensés ce qui devrait permettra à la filière de poursuivre sa croissance, sous réserve toutefois d’un soutien efficace apporté par les pouvoirs publics.
Des mécanismes de soutien public à disposition pour votre projet
La filière méthanisation a connu une forte croissance, mais elle affiche actuellement un trou d’air. Face au dynamisme de la filière, les pouvoirs publics ont décidé de revoir à la baisse le tarif de rachat du biométhane en novembre 2020, avec une baisse moyenne de l’ordre de 10%. Une dégressivité trimestrielle a également été introduite à cette même date. Les pouvoirs publics souhaitaient ainsi éviter une bulle qui aurait pu coûter cher aux finances de l’Etat.
Parallèlement, les unités de méthanisation ont connu, comme de nombreux sites industriels, une envolée de leurs coûts du fait de l’inflation, de la hausse du coût de certaines matières premières mais surtout de la hausse du prix de l’électricité. Dans ce contexte, de nombreux projets ont rencontré des difficultés pour boucler leur financement, d’où une augmentation très nette des projets en file d’attente.
En réaction, les pouvoirs publics ont publié un nouvel arrêté tarifaire en juin 2023 revalorisant de plus de 10% voire 15% (selon la taille des sites) le tarif d’achat du biométhane. De plus ce tarif fera l’objet d’une indexation liées aux variations du prix de l’énergie. Des appels d’offres sont parallèlement organisés par la Commission de Régulation de l’Energie notamment celui lancé en 2022 avec trois tranches : 500 GWh/an en décembre 2022, 550 GWh/an en juin 2023 et enfin de nouveau 550 GWh/an à venir en décembre 2023. Pour chaque tranche, un quota de 200 GWh/an est réservé aux projets produisant moins de 50 GWh/an. Les lauréats bénéficieront d’un contrat d’obligation d’achat pour une durée de 15 ans. De quoi donner de l’air et de la visibilité à la filière.
Quelles perspectives pour les gaz renouvelables en France ?
L’actuelle Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) fixe un objectif de développement du biogaz de 14 TWh/an, dont 6 TWh/an de biométhane injecté en 2023. En 2022, 9 TWh de biométhane ont été injectés dans le réseau. Les objectifs pour 2023 seront donc déjà largement dépassés. Pour 2028, les objectifs cibles de la PPE sont de 24 à 32 TWh de biogaz, dont 14 à 22 TWh de biométhane injecté dans les réseaux.
Selon le Ministère de la transition énergétique, à fin décembre 2022, 876 projets d’installations d’injection de biométhane étaient en file d’attente pour une capacité de production de 15,8 TWh/an. La mise en service des projets actuellement en file d’attente permettrait donc d’ores et déjà de dépasser les objectifs pour 2028.
Mais une nouvelle PPE – très attendue par l’ensemble des acteurs – est actuellement en préparation. Elle devrait acter un relèvement significatif des objectifs de développement du biogaz et du biométhane en France. Dès sa publication, nous vous tiendrons informés des objectifs de développement des énergies renouvelables en France dans un prochain article.
En attendant, n’hésitez pas à nous contacter pour échanger sur les meilleures opportunités à saisir pour votre projet.
