L’énergie renouvelable – pourquoi ?

Une source de revenus

Outre le fait de préserver l’environnement mondial et de limiter le changement climatique, l’utilisation de matières biologiques, notamment de déchets, dans le processus de fabrication du biogaz transforme le propriétaire de l’installation en place en producteur d’énergie et lui permet de générer un revenu non négligeable. Ceci est particulièrement visible en Europe, dans le cadre de la Directive de l’Union européenne visant à produire 20 % de son énergie à partir de ressources renouvelables d’ici l’année 2020 : de plus en plus de pays européens mettent en place des conditions de financement favorables pour les structures destinées à la production de biogaz (voir le tableau suivant). Par exemple, en Allemagne, à la fin de l’année 2007, il existait plus de 4000 usines de fabrication de biogaz générant 1 270 MW/h d’électricité ; l’énergie produite à partir du biogaz devrait atteindre 3 000 MW/h d’ici l’année 2020.

Les pays extérieurs à l’Europe ont également rejoint cette tendance ; le président Obama a récemment mis en place une loi favorisant d’un point de vue financier l’investissement dans la production du biogaz aux États-Unis. Une récente étude de l’ONU a indiqué que plus de 100 000 usines de biogaz devraient être construites à travers le monde d’ici 2025. Dans le même esprit que ces changements au niveau juridique, de nombreux fonds pour les énergies renouvelables ont été mis en place à travers le monde, de façon à permettre aux investisseurs d’entrer sur ce marché lucratif. Le secteur des énergies renouvelables est celui qui a le moins souffert lors de la récente récession économique ; il est donc perçu comme le secteur de croissance le plus prometteur dans l’économie mondiale actuelle.

L’effet de serre

Le monde connaît actuellement le revers de la médaille des gaz à effet de serre. Le climat évolue (changements météorologiques violents et turbulences atmosphériques), ce qui n’était pas le cas par le passé.

Ceci est le résultat d’un niveau de plus en plus important d’émissions dans l’atmosphère de dioxyde de carbone (CO2) provenant de combustibles fossiles brûlés, pétrole, gaz et charbon, ainsi que du méthane (CH4) produits à partir d’excréments animaux. Une unité de méthane est 21 fois plus néfaste pour l’atmosphère qu’une unité de dioxyde de carbone. Les installations de production du biogaz réduisent considérablement les émissions de méthane et remplacent les combustibles fossiles.

Augmentation des prix de l’énergie

Au cours de ces 50 dernières années, les prix ont considérablement et constamment augmenté, du fait de l’appauvrissement des réserves de combustibles fossiles et de l’augmentation des coûts en matière de développement de nouvelles énergies. L’énergie renouvelable est créée à partir de ressources jusqu’ici inexploitées ; par conséquent, son prix est moins important.

Indépendance de l’énergie

La majorité des combustibles fossiles est produite dans des régions politiquement instables du monde ; la disponibilité de ces ressources pour les consommateurs est donc marquée par l’incertitude et la fluctuation brutale des prix.

Protection de l’environnement

Les moyens traditionnels de mise au rebut des déchets (décharges ou structures similaires) ont créé une nuisance écologique, notamment en matière de prolifération d’odeurs nauséabondes et de dangers bactériologiques. La mise au rebut des déchets grâce au processus du biogaz élimine ces dangers.

Aides et subventions du gouvernement

Pour toutes les raisons susmentionnées, la nécessité d’augmenter la production d’énergie renouvelable est devenue l’une des priorités de la majorité des gouvernements dans le monde. La plupart des pays européens, les États-Unis ainsi que d’autres pays ont récemment mis en place divers tarifs préférentiels sur l’électricité, ainsi que d’autres subventions, avantages sur les impôts et autres aides, conçus pour encourager la production d’énergie renouvelable. L’énergie produite à partir du biogaz est une ressource majeure en matière d’électricité renouvelable et de chaleur, tout comme l’énergie produite à partir d’éoliennes, de panneaux solaires, ou de sources hydroélectriques et géothermiques.

Qu’est-ce qu’une usine de biogaz ?

Qu’est-ce que le biogaz ?

Le biogaz est un gaz dont les éléments principaux sont le méthane (CH4) à 65 % et le dioxyde de carbone (CO2) à 35 %. Il s’agit d’un produit issu de la décomposition naturelle d’une substance biologique d’origine animale ou végétale, du fait de l’activité des bactéries anaérobiques (fonctionnant dans un environnement sans oxygène). Les principales sources de méthane sont les excréments des animaux, les déchets et toute autre matière biologique à l’état brut.

Les bactéries impliquées dans le processus sont des bactéries méthanogéniques, qui sont réparties en sous-ensembles (psychrophiles, mésophiles et thermophiles), selon leur amplitude thermique optimale. La température optimale pour la bactérie mésophile est comprise entre 30 et 35 °C, alors que la bactérie thermophile préfère une température de 50 à 60 °C. La valeur pH du substrat de fermentation varie entre faiblement taux d’acide faible (ca. pH 6) et taux d’alcalin faible (ca. pH 8). Les antibiotiques, désinfectants et autres produits chimiques présents dans le substrat peut fortement inhiber ou stopper totalement le processus de fermentation.

Le produit principal issu de cette fermentation est le biogaz, lequel permet de générer de l’énergie renouvelable. Les composants du biogaz, le méthane et le dioxyde de carbone, agissent comme des gaz à effet de serre qui réchauffent l’atmosphère s’ils sont relâchés non brûlés. La production de biogaz dans les usines de biogaz empêche l’émission non contrôlée de méthane dans l’atmosphère et, en générant de l’énergie renouvelable sous forme de biogaz, limite l’utilisation de combustible fossile.

Qu’est-ce qu’une usine de biogaz ?

Les substrats sous forme de matière biologique comme les excréments d’animaux, les restes suite à la transformation des aliments, l’ensilage, les déchets d’abattoirs et la plupart des autres matières biologiques sont enfouis et chargées dans de gros containers hermétiques (2 500 à 5 000 mètres cubes) que l’on appelle digesteurs. Dans les digesteurs, ces substrats sont chauffés à une température optimale et agités de façon à produire du biogaz, qui forme des bulles à la surface du substrat, pour être ensuite collecté dans un container de biogaz. Ce biogaz passe ensuite dans un générateur électrique qui produit de l’électricité et de la chaleur. La totalité du processus est contrôlée de manière électronique. Le substrat restant peut être utilisé en tant qu’engrais écologique de haute qualité.

Technologie et processus

Les usines de biogaz installées par Biogas Nord observent un processus par flux transversal à digesteur, lequel implique le fonctionnement d’un ou plusieurs digesteurs à travers le ou lesquels le substrat est continuellement alimenté. Le digesteur et les containers de stockage fabriqués par l’entreprise sont des containers fixes, cylindriques en béton armé. Leur taille, leur quantité et leur équipement varient en fonction du type et de la quantité de substances à traiter.

Des pompes puissantes ou appareils de chargement de solides comme les vis transporteuses ou les fonds mouvants sont utilisés/es pour charger les matériaux bruts. Les substrats des usines de cofermentation doivent être aseptisés (chauffés à une température prédéfinie) avant d’être chargés dans les digesteurs. Les digesteurs sont équipés de jusqu’à quatre dispositifs de brassage et de plafonds à double membrane pour stocker le gaz. La double membrane est constituée d’une pellicule intérieure pour stocker le gaz et d’une pellicule extérieure pour protéger le gaz des intempéries. Des dispositifs de chauffage sur les parois et les plafonds sont installés à l’intérieur des parois en béton du digesteur. Les parois extérieures des digesteurs sont isolées thermiquement et alignées à une caisse trapézoïdale.

Après avoir retiré le contenu en sulfure d’hydrogène du biogaz, celui-ci est converti en énergie électrique et thermique dans un générateur électrique. Une partie de l’énergie électrique produite est utilisée pour les besoins de l’usine de biogaz elle-même, le reste est renvoyé vers le réseau d’alimentation publique en électricité. Une partie de l’énergie thermique produite est utilisée pour chauffer les digesteurs ; l’énergie excédentaire peut être utilisée pour chauffer des bâtiments résidentiels ou professionnels, ainsi que dans les processus agricoles ou industriels nécessitant beaucoup d’énergie thermique.

Planification

Suite à un questionnaire détaillé, Biogas Nord met en place une conception optimale pour l’usine, notamment une analyse de rentabilité complète personnalisée. Ceci permet au propriétaire du site de réduire son investissement, lui donne le biogaz, la production d’énergie et la rentabilité prévus pour l’usine de biogaz. Des plans de construction de l’usine sont ensuite dessinés et les documents d’approbation nécessaires apportant un soutien pour les structures à financement public sont réunis.

Autorisations

Nous dessinons les plans de construction de l’usine sur le lieu de votre structure, nous réunissons les documents d’approbation nécessaires et nous apportons un soutien pour les structures à financement public. De cette façon, Biogas Nord vous épargne beaucoup de contraintes relatives aux permis de construire et autres procédures légales et administratives, et gère le processus d’approbation jusqu’à l’autorisation de construction.

Construction

L’équipe qualifiée et expérimentée de Biogas Nord, composée d’ingénieurs, de biologistes, de spécialistes en gestion des entreprises et de techniciens, vous accompagne à chaque étape : de la planification à la construction, jusqu’à la mise en service de l’usine de biogaz.

Biogas Nord assume la responsabilité de la mise en place totale du plan de construction avec ses propres responsables de projet et de construction, ainsi que des équipes d’ouvriers compétents et expérimentés.

Démarrage

Une fois la construction de l’usine terminée, la phase de démarrage commence. La composition de substrat optimal est trouvée. La flore bactérienne est ensuite développée avec l’injection d’une suspension sérique, la cuve de fermentation est chauffée à l’extérieur et les quantités et intervalles d’injection des déchets sont ajustés.