Le biogaz se positionne comme une alternative aux combustibles fossiles traditionnels, permettant de maintenir les infrastructures existantes tout en contribuant à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Cette évolution est soutenue par les améliorations technologiques et les encouragements des gouvernements, qui voient dans ce carburant une solution aux problèmes de sécurité énergétique grâce à la diversification des sources et au développement de l’agriculture, ainsi qu’une alternative plus durable.

Dans cet article, nous présentons les principales étapes du processus de production de biogaz. En outre, nous décrivons certains des avantages par rapport aux carburants actuels. Toutefois, certains défis méritent d’être mentionnés et d’autres inconvénients doivent être pris en compte.

La de production de biogaz commence par l’obtention de biogaz par un processus de digestion anaérobie à partir de différents types de sources organiques, par exemple les eaux usées, le fumier, les déchets agricoles, etc. Le biogaz généré contient principalement du méthane (CH4) – le principal composant du gaz natural – et du dioxyde de carbone (CO2), ainsi que d’autres gaz dans des proportions moindres, considérés comme des résidus. Ces gaz seront normalement émis dans l’atmosphère, bien qu’il soit possible de l’éviter. Il est à noter que le CH4 contribue à l’effet de serre près de 30 fois plus que le CO2.

En fonction du type de matière organique alimentée, les gaz souhaités seront produits dans des proportions et des volumes différents. Le choix du « menu » est donc crucial pour le processus. Ensuite, pour augmenter sa pureté et donc son intensité énergétique, le biogaz est converti en biométhane en séparant le CO2 et les déchets par le processus de valorisation. Enfin, ce biométhane, qui est principalement composé de méthane provenant de sources naturelles renouvelables, sera i) converti en BioGNL grâce à un processus de liquéfaction, ii) injecté dans le réseau de gaz naturel, ou iii) utilisé directement pour la production d’électricité et de chaleur.

Outre les émissions gazeuses, la digestion anaérobie permet également d’obtenir des déchets solides qui peuvent être utilisés comme engrais en raison de leur teneur en matière organique et en minéraux tels que l’azote ou le phosphore.

Ce processus est résumé dans le diagramme suivant :

Source : Haya Energy Solutions

Outre l’impact positif sur la réduction des émissions de GES, comme mentionné précédemment, le biogaz peut avoir un impact neutre, voire négatif, sur le carbone, la combustion du méthane produisant des niveaux plus faibles de polluants atmosphériques tels que les oxydes d’azote (NOx) et les particules (PM), par rapport à d’autres combustibles. En somme, le biométhane offre tous les avantages du système énergétique du gaz naturel sans les émissions nettes qui y sont associées.

De plus, le biogaz peut être produit localement à partir de déchets organiques facilement disponibles, ce qui réduit la dépendance à l’égard des combustibles fossiles importés et renforce la sécurité énergétique et peut utiliser les infrastructures existantes.

Une analyse détaillée réalisée par l’Agence internationale de l’énergie (AIE) a montré que la disponibilité de matières premières durables pour le biométhane (à l’exclusion de celles qui sont en concurrence avec l’amendement des terres agricoles) représente environ 20 % de la demande mondiale de gaz naturel et est largement répartie dans le monde. Le potentiel de l’UE représente environ 10 % du total mondial.

L’indépendance environnementale et énergétique a été l’un des principaux moteurs du soutien politique des gouvernements. En outre, le plan REPowerEU indique que l’augmentation de la production durable de biogaz est un moyen rentable de réaliser l’ambition de l’UE de réduire les importations de gaz naturel en provenance de Russie.

L’Europe (et principalement l’Allemagne) est en tête de l’utilisation du biogaz, représentant plus de 45 % de la production mondiale (205 TWh sur 450 TWh). Elle est suivie de près par la Chine, où les digesteurs domestiques ont été développés il y a quelques décennies pour fournir une énergie propre pour l’usage résidentiel dans les zones rurales, avec près de 42 millions de digesteurs domestiques installés en 2015. Toutefois, cette même année, la politique gouvernementale a évolué vers la cogénération (production combinée de chaleur et d’électricité – CHP). D’ici 2028, l’AIE prévoit qu’environ 600 TWh par an seront produits, dont 43 % en Europe.

Ce biogaz peut avoir diverses utilisations. En Europe, par exemple, il est principalement utilisé pour la production d’électricité et de chaleur, tandis qu’en Chine, comme mentionné ci-dessus, il est principalement utilisé à des fins résidentielles. Il peut être injecté dans le réseau naturel, utilisé pour la transformation industrielle ou comme substitut aux carburants de transport, en particulier lorsqu’il est liquéfié.

L’un des principaux obstacles au déploiement du biogaz en Europe est l’écart entre le coût de production du biogaz (entre 54 €/MWh et 109 €/MWh) et le prix du gaz naturel (actuellement inférieur à 40 €/MWh), même avec les prix actuels du CO2. Afin de soutenir les investissements, les gouvernements encouragent davantage l’utilisation du biogaz. Il est probable qu’un réseau commercial autour du biogaz se mette en place dans les années à venir, ce qui contribuera à accélérer le rythme et l’ampleur de la croissance du biométhane en reliant les sites de production et de demande.

Ces coûts élevés peuvent également être réduits grâce à l’amélioration de la technologie utilisée qui, largement développée pour les grandes installations, est encore en cours de développement pour les petites installations, et grâce à l’optimisation de l’approvisionnement en matières premières et de leur traitement. Un autre obstacle à ce déploiement est la résistance des communautés locales aux usines de biogaz en raison des inquiétudes concernant les odeurs, le trafic et d’autres impacts environnementaux.

En conclusion, la diversification de la matrice énergétique est un moyen alternatif d’améliorer la sécurité énergétique, de réduire les importations de combustibles fossiles et de fournir un approvisionnement local dans les pays où le biogaz est produit. L’infrastructure GNL existante peut être utilisée pour « connecter » le biogaz produit sans impliquer de gros investissements dans les coûts d’infrastructure. L’avenir du biogaz ne doit pas être envisagé indépendamment du contexte plus large du système énergétique mondial.

Cheyenne Rueda Lagasse