Biogaz
Le recycleur de déchets polyvalent avec une grande dépendance aux ressources
Le biogaz est une source d’énergie renouvelable produite par la fermentation de matières organiques. Parmi les matières premières, on trouve les déchets animaux, les résidus végétaux, les déchets alimentaires et les boues d’épuration. La digestion anaérobie est un processus naturel au cours duquel des micro-organismes décomposent des matières organiques en l’absence d’oxygène.
Au cours de ce processus, les micro-organismes produisent du méthane et du dioxyde de carbone comme produits finaux. Le méthane constitue le principal composant du biogaz et peut être utilisé comme combustible pour la production de chaleur et d’électricité ou comme carburant pour les véhicules. Le biogaz a l’avantage d’émettre moins de gaz à effet de serre que les combustibles fossiles comme le gaz naturel ou le charbon. Cela s’explique par le fait que le biogaz est produit à partir de déchets organiques déjà présents dans l’environnement.
Les installations de biogaz sont souvent situées dans des fermes, des stations d’épuration ou des sites produisant beaucoup de déchets organiques. En réduisant la quantité de déchets, elles apportent une contribution importante à l’environnement et peuvent également constituer une source d’énergie durable.
Production
Le processus de production passe par la fermentation anaérobie. La matière organique est transformée en biogaz par fermentation. Ce processus est non seulement un moyen durable de produire de l’énergie, mais il contribue également à la réduction des déchets.
- Matière organique: la première étape consiste à collecter la matière organique, comme les déchets animaux, les résidus végétaux, les déchets alimentaires et les boues d’épuration, et à la broyer dans les installations de biogaz afin d’en augmenter la surface. Cela favorise le processus de dégradation par les micro-organismes.
- Fermentation: le processus de fermentation anaérobie se déroule ensuite dans un fermenteur ou un réacteur étanche à l’air. Dans ce récipient se trouvent des micro-organismes spéciaux qui traitent la matière préparée en l’absence d’oxygène et dégradent les matières organiques. Les principaux composants de cette production sont le méthane et le dioxyde de carbone. Ces gaz s’accumulent dans le réservoir et forment le biogaz.
- Prélèvement et utilisation: le gaz est prélevé du digesteur au moyen d’un procédé d’extraction spécial. Il peut déjà être utilisé pour produire de la chaleur et de l’électricité dans des installations de cogénération. Une fois purifié, il peut également être injecté dans le réseau de gaz naturel ou utilisé comme carburant pour les véhicules.
- Les sous-produits: Après la fermentation, il reste des résidus de fermentation qui présentent une teneur élevée en nutriments. Ils sont donc particulièrement utiles comme engrais pour l’agriculture.
Stockage et transport
Il existe différentes méthodes de stockage du biogaz. Pour permettre son utilisation, le biogaz est généralement stocké dans des réservoirs ou des entrepôts spéciaux. Surtout en cas de demande fluctuante ou de production irrégulière.
- Réservoirs de stockage de gaz: ces réservoirs stockent le gaz sous une pression normale et sont fabriqués en acier, en béton ou dans d’autres matériaux.
- Stockage à haute pression: cette méthode permet de stocker le biogaz sous haute pression dans des réservoirs spéciaux sous pression. Il est ainsi possible de stocker davantage de biogaz dans un espace plus réduit. Ces réservoirs à haute pression conviennent très bien pour le transport sur de longues distances ou pour l’utilisation comme carburant pour les véhicules.
- Toits en forme de bulle: certaines installations de biogaz utilisent des toits en forme de bulle au-dessus des digesteurs pour stocker temporairement le biogaz. Ces toits sont constitués de matériaux flexibles, tels que des films plastiques, et se dilatent en fonction de la quantité. Dès que le biogaz est nécessaire, il peut être évacué des toits.
Des facteurs tels que, par exemple, la quantité à transporter, la distance entre le site de production et le site de consommation, les lois et les réglementations influencent fortement le mode de transport.
- Transport par pipeline: le biogaz peut être transporté jusqu’au consommateur final par des pipelines spéciaux ou mélangé à du gaz naturel fossile. C’est une manière efficace de transporter de grandes quantités de biogaz sur de longues distances.
- Camions-citernes: ces véhicules sont équipés de réservoirs sous pression et peuvent transporter le biogaz sous forme liquide ou sous haute pression. Cette méthode convient pour les courtes distances ou pour l’approvisionnement de sites qui ne sont pas reliés par des pipelines.
- Bouteilles ou cylindres: une méthode appropriée pour transporter de petites quantités. Les laboratoires de recherche, les petites entreprises ou les consommateurs privés sont souvent approvisionnés de cette manière.
Avantages et inconvénients du biogaz
Avantages :
- Source d’énergie renouvelable: le biogaz est produit à partir de matières organiques telles que les déchets agricoles, les déjections animales et les déchets organiques, ce qui en fait une source d’énergie renouvelable.
- Respect de l’environnement: la combustion du biogaz produit moins de gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone et le méthane que les combustibles fossiles comme le charbon et le gaz naturel. Cela réduit les effets négatifs sur le changement climatique.
- Réduction des déchets: l’utilisation de la biomasse pour produire du biogaz contribue à la réduction des déchets en recyclant les déchets organiques et en les transformant en source d’énergie.
- Production d’énergie décentralisée: Les installations de biogaz peuvent être exploitées localement et permettent ainsi une production d’énergie décentralisée, ce qui réduit la dépendance vis-à-vis des réseaux électriques centralisés.
- Utilisation de matières résiduelles: Le biogaz peut être produit à partir d’une grande variété de matières organiques, y compris les résidus agricoles, les déchets alimentaires et les eaux usées, ce qui favorise l’utilisation des résidus.
Inconvénients:
- Dépendance: la disponibilité de la biomasse peut varier en fonction du lieu et de la saison, ce qui entraîne une dépendance accrue, ce qui peut entraîner des fluctuations dans la production de biogaz.
- Défis techniques: La production efficace de biogaz nécessite des installations et des technologies spécifiques, qui peuvent nécessiter des coûts d’investissement élevés et un savoir-faire technique.
- Nuisances olfactives: Le traitement des matières organiques pour la production de biogaz peut être associé à des odeurs désagréables, en particulier si les installations ne sont pas correctement entretenues ou exploitées.
- Émissions de méthane: La production et le stockage du biogaz peuvent entraîner des émissions de méthane, qui est un puissant gaz à effet de serre.
- Concurrence avec la production alimentaire: dans certains cas, l’utilisation de la biomasse pour la production de biogaz pourrait entrer en concurrence avec la production alimentaire, notamment si des terres agricoles sont utilisées pour la culture de plantes énergétiques.
Perspectives
Dans l’ensemble, les perspectives d’avenir du biogaz sont très bonnes, car les énergies renouvelables et les solutions durables pour réduire les émissions de gaz à effet de serre gagnent en importance. Le biogaz pourrait également jouer un rôle important pour compenser les fluctuations de la production d’électricité à partir de l’énergie éolienne et solaire.