Regional Action Plan and Strategy for the West part of ... · Les hypothèses de mobilisation de...

The sole responsibility for the content of this report lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Union. Neither the EACI nor the European Commission are responsible for any use that may be made of the information contained therein.

.

Promotion of bio-methane and its market development through local and

regional partnerships

A project under the Intelligent Energy – Europe programme

Contract Number: IEE/10/130

Deliverable Reference: W.P.2.3

Date of Preparation: July-August 2012

Regional Action Plan and Strategy

for the West part of France (Brittany and Pays de la Loire)

First outputs from the “biomass/anaerobic digestion” workshop of Pays de la Loire SRCAE and from the

“renewable energy development” workshop of Brittany SRCAE

With the participation of the advisory committee of the 5th

June 2012 on the prospect of biomethane

Plan d’actions et stratégie régionale

pour l’Ouest de la France (Bretagne et Pays de la Loire)

Premiers résultats issus de l’atelier « biomasse/méthanisation » du SRCAE Pays de la Loire, et de l’atelier

« développement des énergies renouvelables » du SRCAE Bretagne

Avec la contribution du comité consultatif du 5 juin 2012 sur les perspectives de la filière biométhane

AILE

Version n°1 (été 2012)

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Sommaire

1 Introduction....................................................................................................................................3 2 Contexte .........................................................................................................................................3 3 Méthodologie .................................................................................................................................4

3.1 L’identification des gisements .................................................................................................4 3.2 Les modèles de développement..............................................................................................5 3.3 La concertation régionale........................................................................................................6 3.4 Etat des lieux des études en Pays de la Loire et en Bretagne....................................................6

4 La Région Pays de la Loire................................................................................................................8 4.1 L’état des lieux de la filière ......................................................................................................8 4.2 Le gisement, sa mobilisation ...................................................................................................8 4.3 Les scénarios de développement ............................................................................................9 4.4 Comparaison à la situation énergétique actuelle en Pays de la Loire...................................... 14 4.5 La place du biométhane en Pays de la Loire .......................................................................... 16

5 La Région Bretagne ....................................................................................................................... 17 5.1 L’état des lieux de la filière .................................................................................................... 17 5.2 Le gisement, sa mobilisation ................................................................................................. 18 5.3 La concertation régionale...................................................................................................... 21 5.4 Comparaison à la situation énergétique actuelle Bretagne .................................................... 25 5.5 La place du biométhane en Bretagne .................................................................................... 27

6 Le biométhane, une perspective de développement régional ? ..................................................... 28 7 Conclusion .................................................................................................................................... 29

Photo de couverture : Unité d’Emmertsbühl en Allemagne, avec production de biométhane – © Bio-

Methane Regions

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1 Introduction Ce document présente les résultats à mi-2012 des travaux d’élaboration des Schémas Régionaux Climat-

Air-Energie des régions Pays de la Loire et Bretagne concernant la filière méthanisation et la place du

biométhane au sein de celle-ci.

Il fait également le point sur les actions et études issues du Plan Biogaz Agricole en cours dans ces deux

régions (présentation du Plan Biogaz en annexe).

2 Contexte En 2007, le Grenelle de l’environnement réunit les acteurs français et posent des objectifs nationaux

pour le développement durable dont les énergies renouvelables.

La méthanisation est abordée dans le comité opérationnel (Comop) n°10 sur les énergies renouvelables

avec pour objectif d’atteindre « 20 % (voir 25 %) d’énergies renouvelables (énergie finale) en 2020 »i ; et

dans le Comop n°15 sur l’agriculture écologique et productive avec pour une estimation du « potentiel

de développement en France […] estimé à 200 nouvelles installations/an à la ferme (unité moyenne de

200 kWé) »ii.

Afin d’arriver à répondre à ces objectifs, le gouvernement met en place des tarifs réglementés d’achat de

l’énergie issue du biogaz : tarif d’achat de l’électricité en juillet 2006iii et en mai 2011

iv, et tarif d’achat du

biométhane injecté dans le réseau de gaz naturel en novembre 2011v.

Le tarif de biométhane fait suite à l’avis de l’ANSES en 2008 sur les risques sanitaires du biogaz. Il permet

d’ouvrir la possibilité d’injecter sur le réseau de gaz naturel de distribution ou de transport, en

bénéficiant d’un tarif d’achat. La France est en retard sur ses voisins pour le développement de la

méthanisation et particulièrement sur la valorisation du biogaz en biométhane.

L’application territoriale du Grenelle de l’environnement fait l’objet de réflexions au niveau régional,

portées par le Préfet et le Président de chaque région, qui aboutissent au SRCAE, schéma régional climat-

air-énergie.

La région Pays de la Loire, forte de 3 539 048 habitantsvi pour une surface de 3 240 376 ha

vii, a mis en

place des ateliers de concertation régionale sur diverses thématiques en 2011, dont un atelier sur la

biomasse et la méthanisation en octobre 2011. Une étude a été réalisée sur le potentiel de biomasse

méthanisable mobilisable en Pays de la Loire et des scénarios de développement ont été proposés lors

de cet atelier. Les données de cette étude sont présentées dans le présent rapport.

La région Bretagne, avec 3 175 064 habitantsviii

sur 2 750 667 haix, a ouvert sa concertation régionale

début 2012. Les données soumises à échange lors de la réunion de concertation régionale de mai 2012,

figurent également dans le présent document.

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Et le méthane dans tout ça ? L’idée émerge dans certains coins des deux régions. 5 projets assez avancés

ont été identifiés par AILE. Néanmoins les demandes d’étude auprès de GRDF-Ouest frôlaient la centaine

début juin ; GRT-Gaz, le service public de transport du gaz naturel, est également sollicité. Les porteurs

de projet se posent la question de l’opportunité du biométhane par rapport à la vente d’électricité de

cogénération. Les professionnels constatent des freins à lever avant toute chose.

3 Méthodologie

3.1 L’identification des gisements

Lorsque l’on parle de développement d’une filière biomasse, la question de la disponibilité en matières

premières se pose. Si aujourd’hui la méthanisation en codigestion est dans sa phase de démarrage, il est

tout de même important d’avoir d’ores et déjà une vision des gisements de déchets organiques

mobilisable pour la méthanisation.

Les gisements régionaux ont été définis en fonction de statistiques et d’enquêtes, et répartis selon le

type de matières. L’état des lieux du gisement déjà mobilisé par la méthanisation a été fait avec les

données à notre disposition.

Les gisements agricoles ont été définis à partir des données statistiques Agreste sur les effectifs animaux

et de ratios de production de déjections par animal.

Les résidus de culture considérés sont uniquement les menues pailles, à hauteur de 1 tonne de matières

par hectare de céréales. Cela constitue une hypothèse très prudente pour la disponibilité en matières

végétales de l’agriculture ; en effet les agriculteurs envisagent également de méthaniser des cultures

intermédiaires, voire des cultures principales

Le gisement IAA a été estimé à partir de l’enquête réalisée par PBE+ de la CCI de Bretagne (2006).

Pour les Pays de la Loire, nous avons divisé les quantités bretonnes par le nombre de salariés par

branche agro-alimentaire. Ces ratios ont été appliqués à partir des données statistiques du nombre de

salariés dans les IAA ligériennes.

Le gisement des collectivités et des services a été estimé en fonction de la population, et selon des ratios

de matières produites par habitant par an, par grands groupes de matières (FFOM, boues, tontes,

déchets de GMS et cantines).

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3.2 Les modèles de développement

6 types de projets différents ont été retenus pour constituer les modèles de développement. A chaque

type a été attribué une quantité de substrats de chaque catégorie et la puissance correspondante a été

calculée grâce au l’outil Methasimx.

Pour une facilité de lecture et de compréhension, le choix a été fait de présenter la puissance installée

potentielle pour un moteur de cogénération. Bien entendu, d’autres modes de valorisations (injection,

chaudière…) peuvent se révéler plus adaptés selon les projets. Il est possible de trouver la puissance

équivalente installée en chaudière ou le débit horaire pour l’injection, via le calcul et l’utilisation des

rendements techniques moyens des outils de valorisation.

Pour les émissions de gaz à effet de serre (GES), nous avons utilisé l’outil DIGESxi. Cet outil permet une

première approche sur les émissions de GES qui nous a paru intéressante pour avoir une idée de l’impact

GES des scenarii développés dans la présente étude.

Tableau de synthèse des 6 modèles de projets identifiés (typologies développées en annexe)

Unité

centralisée

‘industrielle’

Unité de

collectivité

Unité centralisée

‘agricole’

Unité à la

ferme lisiers

Unité à la ferme

sur fumiers

Unité à la

ferme

simplifiée

Caractéristiques

Traitement

sophistiqué des

substrats

Dédié aux

déchets urbains

Projet en déclaration

(< 10 000 t) ou en

autorisation (< 50 000 t)

Lisiers et

matières

végétales

Fumiers et résidus

de culture

Couverture de

fosses sans

chauffage

Valorisation du

biogaz

Cogénération (>

1MWe) ou

injection

Cogénération et

réseau de

chaleur ou

biométhane

Cogénération ou injection Cogénération

(100-200 kWe)

Cogénération (30-

100 kWe) ou

chaleur seule

Chaudière de 1-

10 kW

Viabilité Viable Viable Viable Viable

Viable si

augmentation du

prix de l’énergie

Expérimental

Porteur de projet

Industriels ou

groupes

d’agriculteurs

Grandes villes A l’initiative de groupes

agricoles

Eleveurs porcins

principalement

Eleveurs si

utilisation de la

chaleur à proximité

Exploitations sur

lisiers

Tonnages de

substrats > 30 000 t > 10 000 t

< 10 000 t

> 50 000 t < 10 000 t < 10 000 t < 5 000 t

Energie primaire du

biogaz (ktep) 2.21 0.81 0.46 0.19 0.09 0.02

Puissance installée

MWe ou équivalent 1.250 0.460 0.260 0.110 0.050 0.009

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3.3 La concertation régionale

Les hypothèses de mobilisation de gisement et de modèles de développement ont fait l’objet d’une

concertation.

Cette concertation fut en premier lieu à l’échelle territoriale et départementale avec autour de la table

les acteurs de la filière méthanisation pour échanger sur leur vision du développement de la filière. Les

échanges ont enrichis les hypothèses de travail et permis de faire évoluer les scénarios.

Puis la concertation fut régionale avec la contribution d’une diversité d’acteurs régionaux aux hypothèses

présentées. Cet échange a permis de finaliser le travail.

3.4 Etat des lieux des études en Pays de la Loire et en Bretagne

AILE a organisé en février 2010, un colloque où été présenté l’état des lieux de la filière méthanisation et

les perspectives de développement avec la mobilisation des gisements régionaux. Ce travail a été

actualisé fin 2010 et offre une vision générale de la filière et de ses perspectives.

Les travaux des SRCAE de chaque région ont permis d’approfondir cette première approche.

3.4.1 En Pays de la Loire

En Pays de la Loire, l’étude SRCAE est bien avancée comme indiqué précédemment. La DRAAF Pays de la

Loire a mandaté AILE pour réaliser une étude de la filière méthanisation en Pays de la Loire (volet

valorisation énergétique de la biomasse du SRCAE).

L’étude s’est déroulée en plusieurs étapes :

- entretien individuel avec des acteurs de la filière pour connaître leur vision du développement

de la filière,

- ébauche des hypothèses de travail (mobilisation du gisement, modèle de développement,

scénarios),

- échanges départementaux sur les hypothèses de travail,

- ébauche de l’étude pour la DRAAL,

- atelier biomasse/méthanisation du 4 octobre 2011 contribution des acteurs régionaux à l’étude

et réactions sur les hypothèses présentées,

- rendu de l’étude à la DRAAF Pays de la Loire par AILE.

Les différents ateliers du SRCAE ont fait ressortir des objectifs régionaux, présentés par lors des

restitutions au printemps 2011. Ces objectifs doivent être validés par les élus de la Région. A ce jour (été

2012), cela n’a pas été fait. Néanmoins la Région Pays de la Loire organise les Etats généraux de l’Energie,

qui pourraient être un cadre adéquat pour cette discussion.

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3.4.2 En Bretagne

En Bretagne, les travaux du SRCAE ont démarré plus tardivement qu’en Pays de la Loire.

AILE a présenté aux membres du comité de pilotage régional du Plan Biogaz, un état des lieux de la filière

et des gisements régionaux en janvier 2012.

Une réunion de concertation régionale a été réalisée en mai 2012, et une présentation des données

régionales a été faite lors de cette dernière.

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4 La Région Pays de la Loire

4.1 L’état des lieux de la filière

En Pays de la Loire, il existe à ce jour (été 2012) quatre unités de méthanisation à la ferme en

fonctionnement et deux autres en fin de construction :

Unités à la ferme en fonctionnement (été 2012) :

Nom structure Dpt Commune

Valorisation

principale

énergie

Puissance élec

installée en

cogénération - kWe

Année de

mise en

service

SCEA Bois Brillant 49 SAINT-SIGISMOND Cogénération 104 2010

GAEC de L'Epine 53 SAINT-BERTHEVIN Cogénération 100 2012

GAEC du Bois Joly 85 LA VERRIE Cogénération 30 2008

GAEC Vallée de la Vie 85 MACHE Cogénération 370 2012

Unités à la ferme en construction – avec mise en route prévisionnelle en 2012 :


Valorisation

principale

énergie

Puissance élec

installée en


Année de mise

en service

pévisionnelle

Méthavenir 44 TOUVOIS Cogénération 54 2012

EARL de la Hamelinière 53 BONCHAMP-LES-LAVAL Cogénération 56 2012

Deux unités multipartenariales sont en fonctionnement en Pays de la Loire :


Valorisation

principale

énergie

Puissance élec

installée en


Année de mise

en service

Valdis 44 ISSE Cogénération 2 000 2012

SARL Biogasyl 85 LES HERBIERS Cogénération 615 2008

Plusieurs projets sont en réflexion, que ce soit à la ferme ou multipartenarial.

4.2 Le gisement, sa mobilisation

Les gisements ont été définis en fonction de statistiques et d’enquêtes, et répartis selon le type de

matières. L’état des lieux du gisement déjà mobilisé par la méthanisation a été fait avec les données à

notre disposition.

Il a été quantifié la part de gisement mobilisable à terme et à l’échéance 2020. Ces estimations de

potentiel mobilisable sont issues de notre connaissance des projets au travers de l’animation du Plan

Biogaz, et des échanges avec l’ensemble des acteurs de la filière.

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Nous avons posé des hypothèses de départ sur la mobilisation de gisements, qui ont été revues en

fonction des entretiens et des échanges en groupe menés pour cette étude, mais aussi suite aux

simulations réalisées pour l’étude avec les différents scenarii.

Substrats produits

milliers de

tonnes /an ktep/an

Utilisé (hors

ISDND)

Mobilisable

d'ici 2020 Mobilisable

Difficilement

mobilisable

Fumiers 14 029 491 0,04% 5% 20% 80%

Lisiers 7 188 50 0,9% 10% 30% 70%

Résidus de culture 615 92 0% 12% 45% 55%

Collectivités et

services 1 078 75 5% 25% 40% 60%

IAA 912 88 11% 25% 30% 70%

TOTAL 23 823 796 Soit* 0.2 Mt

14 ktep

1.9 Mt

81 ktep

6 Mt

211 ktep

* total cumulé

Pour plus de détail sur l’obtention de ces chiffres, se reporter à l’annexe.

4.3 Les scénarios de développement

Les 6 types de projets présentées précédemment ont été combinés, en s’appuyant sur les indications

recueillies lors des entretiens et des réunions par département. Ce travail a permis d’élaborer des

scenarii de développement à différents horizons.

Il a été pris les hypothèses suivantes : les scenarii se placent dans un contexte volontariste de

développement des unités de méthanisation, dans le prolongement des politiques de soutien actuelles,

et avec les technologies connues à ce jour.

En annexe, vous trouverez des tableaux complémentaires à ceux présentés ici.

4.3.1 Le scénario à long terme

Pour démarrer, on ne fixe pas de limite de temps. Les substrats mobilisés sont comparés au gisement

mobilisable total. Ce scénario applique les ratios proposés pendant les entretiens et réunions :

- deux unités centralisées industrielles par département ;

- deux unités de collectivités pour chaque grande ville [Nantes (compte triple), St-Nazaire, La

Roche-sur-Yon, Les Sables d’Olonne, Cholet, Angers, Saumur, Laval, Le Mans] ;

- deux unités centralisées agricoles par canton ;

- une unité à la ferme sur lisiers pour 1 000 truies ;

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- une unité à la ferme sur fumiers pour 5 000 vaches.

Substrats mobilisés, puissance et production d’énergie par type de projet

Substrats en milliers de tonnes

par type de projet

1. Unité

centralisée

industrielle

2. Unité en

collectivité

3. Unité

centralisée

agricole

4. Unité à la

ferme sur

lisiers

5. Unité à la

ferme sur

fumiers

6. Unité à la

ferme

simplifiée

Pays de

la Loire

Fumiers 10 - 2 064 147 308 - 2 529

Lisiers 20 - 963 441 38 - 1 462

Résidus de culture - - 172 37 38 - 247

Collectivités et services 130 220 - 44 58 - 452

IAA 140 - 241 73 - - 454

Total 300 220 3 440 742 443 - 5 145

Energie primaire du biogaz (ktep) 23 15 128 24 21 - 211

Puissance installée Mwe 13 10 89 16 10 - 138

Production d’électricité (GWh) 100 81 716 129 77 - 1 103

Production de chaleur (GWh) 120 97 859 155 92 - 1 323

On obtient le graphique suivant :

Substrats mobilisés par le scénario Long terme(milliers de tonnes)

-

500

1 000

1 500

2 000

2 500

3 000

Fumiers Lisiers Résidus deculture

Collectivités etservices

IAA

Déjà utilisé Scénario long terme Potentiel mobilisable Dépassement

Avec ces hypothèses, issues des chiffres jugés réalistes pendant les entretiens et les réunions, on dépasse

le gisement prévu pour les substrats industriels (dépassement représenté en rouge sur le graphique). Au

lieu de mobiliser 30% des déchets des entreprises, on atteint 45%.

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Actuellement, les unités en codigestion cherchent à utiliser les matières les plus méthanogènes, et c’est

sur ces hypothèses que nous avons construit nos projets-type, qui correspondent à des unités rentables

dans les conditions actuelles pour les types principaux. Ce modèle sera probablement difficile à

maintenir avec un développement important de la méthanisation.

Ces simulations de développement confirment ainsi le constat actuel : une forte demande sur ce

gisement industriel, et une concurrence très présente entre les différentes voies de valorisation mais

aussi au niveau du « sourcing » entre les projets de méthanisation.

Parallèlement, on voit que les effluents d’élevage ne sont pas entièrement consommés, malgré près de

700 projets agricoles. Il faudrait donc veiller, à l’avenir, à développer des unités valorisant des effluents

en plus forte proportion qu’actuellement. Cela signifie des unités avec de plus grandes capacités de

stockage pour la même production de biogaz, donc une rentabilité inférieure aux projets actuels. Ce

n’est évidemment pas la tendance actuelle, et nécessite un soutien accru à la filière.

En tout état de cause, il est difficile de prévoir la disponibilité réelle des déchets IAA à aussi long terme.

Les crises sanitaires, les comportements alimentaires ainsi que les évolutions des productions agricoles

auront un impact important sur cette disponibilité.

4.3.2 Le scénario à 2020

Le nombre d’unités a été décliné pour tenir compte du rythme de développement des unités et de la

maturité de chaque filière, et est comparé au gisement mobilisable en 2020.

Ce nombre d’unités ne pourrait être atteint qu’avec un renforcement du soutien au développement de la

filière, et notamment une vision à long terme des conditions de financement des unités (tarifs, aides au

développement de la filière, aides l’investissement…).

Ce scénario applique les ratios proposés ci-dessous :

- unités centralisées industrielles : estimé en fonction des unités déjà existantes et en projet en

2011 ;

- unités de collectivités : estimé en fonction des unités déjà existantes et en projet en 2011 ;

- 0.5 unités centralisées agricoles par canton ;

- une unité à la ferme sur lisiers pour 2 000 truies ;

- une unité à la ferme sur fumiers pour 20 000 vaches.

Substrats mobilisés, puissance et production d’énergie par type de projet

Substrats en milliers de tonnes

par type de projet

1. Unité

centralisée

industrielle

2. Unité en

collectivité

3. Unité

centralisée

agricole

4. Unité à

la ferme

sur lisiers

5. Unité à

la ferme

sur

6. Unité à la

ferme

simplifiée

Pays de la

Loire

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fumiers

Fumiers 7 - 516 73 77 - 673

Lisiers 14 - 241 220 10 - 485

Résidus de culture - - 43 18 10 - 71

Collectivités et services 91 80 - 22 14 - 207

IAA 98 - 60 37 - - 195

Total 210 80 860 371 111 - 1 632

Energie primaire du biogaz

(ktep) 21 6 35 14 5 - 81

Puissance installée MWe 9 4 22 8 2 - 45

Production d'électricité (GWh) 70 29 179 65 19 - 362

Production de chaleur (GWh) 84 35 215 78 23 - 435

On obtient le graphique suivant.

Substrats mobilisés par le scénario 2020(milliers de tonnes)

-

100

200

300

400

500

600

700

800



IAA

Déjà utilisé Scénario 2020 Potentiel 2020

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4.3.3 Ajout d’une politique de réduction des GES

Si l'on ajoute à ce scénario 2020 une politique de limitation des gaz à effet de serre en agriculture, on

peut estimer que les éleveurs produisant des lisiers se mobiliseraient fortement pour développer des

systèmes de récupération simplifiée du méthane par couverture de fosse. 150 unités supplémentaires

permettraient ainsi de mobiliser 450 000 tonnes de lisiers, avec une production d’énergie primaire de 1.8

ktep, valorisé sous forme de chaleur (correspondant à l’équivalent de 1 MWe en cogénération).

Substrats mobilisés par le scénario 2020 GES(milliers de tonnes)

-

200

400

600

800

1 000

1 200

1 400



IAA

Déjà utilisé Scénario 2020 GES Potentiel 2020 GES

Ce graphique montre l’impact d’une politique incitative sur les gaz à effet de serre en élevages d’ici 2020,

via une couverture des fosses.

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4.4 Comparaison à la situation énergétique actuelle en Pays de la Loire

Selon l’ORES (observatoire régional économique et social), et Basemis, la base de données des émissions

de gaz à effet de serre gérée par Air Pays de la Loire, la consommation d'énergie finale dans la région

était de 8 400 kTep par an en 2008, que l’on peut décomposer comme suit :

Répartition par

secteur

2008

(ktep) Répartition par énergie

2008

*2010

(ktep)

%

Résidentiel-Tertiaire 3736 Produits pétroliers 4165

Transports 2933 Gaz 1613 70%

Industrie 1366 Vapeur et Chauffage urbain 57

Agriculture 386 Charbon 22.4 1%

Bois énergie (bûches et plaquettes) 380 5%

Autres énergies renouvelables thermiques 2

Electricité importée du reste de la France 1425 17%

Electricité produite en Pays de la Loire à partir de

ressources non renouvelables (Cordemais) 534* 6%

Electricité produite en Pays de la Loire à partir de

ressources renouvelables 63* 1%

La consommation est exprimée en énergie finale, c’est-à-dire utilisée par le consommateur.

La production potentielle du gisement est exprimée en énergie primaire il faut donc lui appliquer un

ratio de transformation de l’énergie. La principale voie de valorisation du biogaz en méthanisation étant

la cogénération, nous partirons sur cette hypothèse de valorisation.

Un moteur de cogénération valorise le biogaz sous

2 formes : électrique et thermique, comme

l’illustre le schéma (source : Ademe, Aile, Solagro,

Trame – 2011 - La méthanisation à la ferme).

Nous avons pris les hypothèses suivantes : le

rendement électrique est de 38 % et le

rendement thermique de 46 % ; soit un

rendement total de 84 %.

En faisant l’hypothèse que tout le biogaz est valorisé en cogénération, que la consommation régionale

reste stable, l’électricité produite se substituant à l’électricité importée et la chaleur produite se

substituant aux produits pétroliers, on obtient :

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Consommations Avec biogaz 2020

Avec biogaz à long

terme

Produits pétroliers 4 165 4 128 4 051

Gaz 1 613 1 613 1 613

Vapeur et Chauffage urbain 57 57 57

Charbon 22 22 22

Bois énergie 380 380 380

Autres 2 39 116

Electricité importée du reste de la France 1 425 1 394 1 299

Electricité produite en Pays de la Loire à

partir de ressources non renouvelables 534 534 534

Electricité produite en Pays de la Loire à

partir de ressources renouvelables 63 94 189

Consommation d'énergie en Pays de la Loire en 2008 (ktep)

Electricité importée du reste de la France

Electricité 1 425

Electricité produite en pays de la Loire à partir de

ressources non renouvelables 534

Electricité produite en pays de la Loire à partir de

ressources renouvelables 63

Charbon 22

Vapeur et Chauffage urbain 57

Autres énergies renouvelables (chaleur) 2

Bois énergie380

Gaz 1 613

Produits pétroliers4165

Electricité 2173

Source : ORES, AILE

Consommation totale : 8400 ktepdont :Résidentiel-Tertiaire : 3736Transports : 2933Industrie : 1366Agriculture : 386

Scénario biogaz 2020 : + 30 ktepScénario biogaz 2050 : + 95 ktep

Scénario biogaz 2020 : + 37 ktepScénario biogaz 2050 : + 114 ktep

Il est a noté que contenu de la croissance démographique des Pays de la Loire d’ici à 2020

xii, une

consommation régionale stable en énergie implique une baisse de la consommation énergétique par

tête. Cela est réaliste mais implique déjà une démarche volontariste en ce sens.

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L’énergie finale produite à partir de biogaz représenterait 0.8% des consommations régionales à l’horizon

2020 et 2.5 % à long terme.

Le scénario proposé à l’horizon 2020 permet de couvrir 0.8 % de la consommation actuelle des Pays de

la Loire ou 17 % de la consommation actuelle de l’agriculture.

Pour les gaz à effet de serre, le scénario 2020 permet de limiter de 2.5 % les GES agricoles, c’est un des

seuls leviers disponible sur les émissions non énergétiques.

4.5 La place du biométhane en Pays de la Loire

L’étude du SRCAE n’aborde pas le potentiel de biométhane en Pays de la Loire que ce soit pour l’injection

ou le bio-GNV. Cet aspect doit être développé.

Le mémoire de fin d’étude d’Arnaud Maillard, à l’ADEME Pays de la Loire, porte sur le potentiel de

développement des unités de méthanisation « à la ferme » et centralisées valorisant le biogaz par

l’injection du biométhane dans le réseau de gaz naturel. Il est notamment posé la question des critères

pour apprécier grossièrement la possibilité d’une injection réseau sur un territoire.

Les données publiques issues de ce mémoire seront ajoutée à ce document dès leur parution.

Par ailleurs dans le cadre de Bio-Methane Regions une carte des projets de valorisation du biogaz en

biométhane (délivrable 2.1.3, disponible sur le site internet de AILE).

17 / 30

5 La Région Bretagne

5.1 L’état des lieux de la filière

En Bretagne, il existe à ce jour (été 2012) 14 unités de méthanisation à la ferme en fonctionnement et 9

autres en fin de construction :

Unités à la ferme en fonctionnement :


Valorisation

principale

énergie

Puissance élec

installée en


Année de

mise en

service

SARL Gazea 22 PLELO Cogénération 455 2009

EARL Raoult 22 LE HAUT-CORLAY Cogénération 100 2010

EARL de la Fontaine Neuve 22 SAINT-DONAN Chaudière 2011

GAEC du Clos de la Pierre 22 PLELO Cogénération 100 2011

SARL Lou Elec 22 LOCARN Cogénération 190 2011

Station expe Guernevez 29 SAINT-GOAZEC Chaudière 2009

SAS Fertiker 29 PLOUEDERN Cogénération 380 2011

SARL Méthavo Elevages 35 DOMAGNE Cogénération 100 2010

EARL Treflamm 35 RETIERS Cogénération 100 2011

EARL de Reims 35 GEVEZE Cogénération 150 2012

GAEC Lamoureux 35 NOYAL-SUR-VILAINE Cogénération 130 2012

EARL Guernequay 56 MOUSTOIR-REMUNGOL Cogénération 130 2010

SARL Biowatt 56 ROHAN Cogénération 526 2010

SAS La Touche Energie 56 PLOERMEL Cogénération 100 2012

Unités à la ferme en construction – avec mise en route prévisionnelle en 2012 :


Valorisation

principale

énergie

Puissance élec

installée en

cogénération -

kWe

Année de

mise en

service

prévisionnelle

EARL LE GOFF 22 PLOUARET Cogénération 220 2012

SARL Andelec 22 ANDEL Cogénération 150 2012

SARL Methasolaire 22 SAINT-DONAN Cogénération 600 2012

SAS Metha Breizh 22 KERGRIST-MOELOU Cogénération 170 2012

SAS Methanodet 29 LANGOLEN Cogénération 250 2012

SAS Park Energie 29 LENNON Cogénération 150 2012

GAEC du Gué 35 GUIPEL Cogénération 110 2012

GAEC des Moulins de Kerrolet 56 ARZAL Cogénération 250 2012

SAS Sensiénergies 56 SAINT-NICOLAS-DU-TERTRE Cogénération 526 2012

Une unité multipartenariale est en fonctionnement en Bretagne : Géotexia, à Sain-Gilles-du-Mené (22) –

cogénération – 2011.

18 / 30

Plusieurs projets de méthanisation sont en réflexion en Bretagne, que ce soit à la ferme ou en

multipartenariat.

5.2 Le gisement, sa mobilisation

Le 26 janvier, AILE a présenté au comité de pilotage régional Bretagne du Plan Biogaz, un état des lieux

du gisement potentiellement méthanisable. Ce comité de pilotage s’est tenu en la présence des acteurs

régionaux. Les données présentées ont fait l’objet de débats, elles sont présentées ci-dessous.

L’évaluation du gisement se base sur trois grands « champs » de production de substrats organiques :

l’agriculture, les collectivités et services, les industries agro-alimentaires (IAA). La quantification n’est pas

exhaustive car elle tient compte de critères d’accessibilité des déchets et de leur potentialité à devenir

de la matière première à digérer.

La première étape a consisté à quantifier la production totale de substrats. Les différents gisements

retenus dans cette étude sont les suivants :

- déjections animales (effluents d’élevage) : élevages porcins,

bovins, équins et avicoles ;

Source : effectifs animaux (2006) multipliés par des ratios de

production d’effluents disponibles auprès des instituts

techniques et des chambres d’agriculture.

- biomasse végétale : résidus de culture, intercultures. Source : aucune culture dédiée prise en compte

- biodéchets (fraction fermentescible des ordures ménagères) ;

- boues de station d’épuration des collectivités ;

- tontes de pelouse (50 % des tonnages de déchets verts) ;

Source : population multipliée par ratios de production de

déchets ou statistiques régionales (données ADEME)

- restauration collective;

- grandes et moyennes surfaces .

Source : extrapolation de l’étude de gisement menée dans

le Finistère en 2006

- algues vertes ; Source : CEVA 2003

- boues de station d’épuration des industries agro-alimentaires ;

- déchets des industries agro-alimentaires (sous-produits animaux

et autres).

Source : Enquête PBE+ 2006

Ces gisements bruts en volume sont convertis en potentiel théorique énergétique en appliquant un

potentiel méthanogène moyen (tep par tonne) par catégorie de gisement.

19 / 30

Répartition de la production de substrats organiques Potentiel théorique énergétique Région Bretagne

88%

6% 3% 3%Tonnage brut = 36 400 000 t

Région Bretagne

67%

16%

8%9%

Potentiel total estimé à 975 ktep

Les gisements ne sont pas totalement mobilisables pour la méthanisation d’ici 2020. C’est pourquoi des

hypothèses basse et haute de mobilisation des gisements sont posées. Les valeurs pour chaque type de

déchets ont été estimées à dire d’expert. Elles varient entre 5% du gisement, pour la plus basse, et 50%

pour la plus haute.

Hypothèse basse Hypothèse haute

Effluents d’élevage 5 à 10% 10 à 50%

Matières végétales 5% 10%

FFOM, boues, déchets verts 20% 50%

restauration collective, GMS 10% 30% à 40%

Déchets et boues step IAA 10% 30%

Ces hypothèses conduisent à un potentiel disponible en 2020 en Bretagne compris entre 100 000 et

250 000 tonnes équivalent pétrole d’énergie primaire sous forme de biogaz, soit l’équivalent de 50 à

100 MWé en cogénération. Cela représente entre 1 % et 3 % de la consommation d’énergie primaire

régionale (base de référence 2008).

Afin de disposer de données à un niveau infra régional, nous avons réalisé une répartition des quantités

régionales par pays. Nous attirons votre attention sur le fait qu’il s’agit de données statistiques qui

donnent de grandes tendances. Dans cette optique, il n’est pas possible de faire des estimations à

l’échelon des communautés de communes et encore moins pour les communes, les chiffres n’auraient

plus aucun sens.

Pour la répartition, nous avons utilisé les effectifs animaux de 2006 et la SAU par pays pour les substrats

agricoles, la population pour les substrats de collectivités. Les données PBE+ étaient disponibles au

niveau des pays. Les graphiques ci-dessous présentent les potentiels mobilisables d’ici 2020 en volume

(tonnes de matières brutes) et en énergie (tonnes équivalents pétrole).

20 / 30

Gisements par pays - en tonnes de MB - Moyenne hyp haute et basse

0

500 000

1 000 000

1 500 000

2 000 000

2 500 000

3 000 000

Dinan

Guinga

mp

Trégo

r - G

oëlo

Centre

Bre

tagn

e

Saint-B

rieuc

Brest

Centre

-Oue

st Bre

tagne

Mor

laix

Corno

uaille

Fougè

res

Vallon

s de

Vilaine

Brocé

liand

e

Redon

et V

ilaine

Renne

s

Saint-M

alo

Vitré

- Por

te d

e Bre

tagn

eAur

ay

Lorie

nt

Ploërm

el - C

oeur

de

Breta

gne

Pontiv

y

Vanne

s

Industries

Collectivités

Agriculture (Résidus et interculture)

Agriculture (Déjections)

Potentiel méthanisation par pays - Moyenne hyp Haut e et Basse

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

Dinan

Guinga

mp

Trégo

r - G

oëlo

Centre

Bre

tagn

e

Saint-B

rieuc

Brest

Centre

-Oue

st Bre

tagn

e

Mor

laix

Corno

uaille

Fougè

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Vallon

s de

Vilaine

Brocé

liand

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Redon

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ilaine

Renne

s

Saint-M

alo

Vitré

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tagn

eAur

ay

Lorie

nt

Ploërm

el - C

oeur

de

Breta

gne

Pontiv

y

Vanne

s

Industries

Collectivités

Agriculture (Résidus et interculture)

Agriculture (Déjections)

21 / 30

5.3 La concertation régionale

Le 25 mai 2012 s’est réuni le groupe de travail « développement des énergies renouvelables » du SRCAE

Bretagne. Les données présentées ci-dessous ont fait l’objet d’échanges entre les participants et ont été

présentées par l’ADEME.

Un état des lieux des énergies renouvelables à l’échelle de la région a été dressé et les objectifs

régionaux ont été rappelés.

Etat des lieux des ENR - 2012

FilièreProductions en GWh en 2010

Estimation des productions en GWh en 2012

% de la consommation d'energie finale

2010

5% des objectifs

nationaux COMOP 2012

% par rapport aux objectifs COMOP 2012

Eolien terrestre 905 1511 1,1% 1163 6,5%Eolien marin 0 0 0,0% 140 0,0%Photovoltaique 29 110 0,0% 55 10,0%Biogaz 4 36 0,0%UIOM 61 61 0,1%Hydroelectricité 66 66 0,1%Rance 523 523 0,6%

1588 2307 1,9% 4736 2,4%

Solaire thermique 12 12 0,0% 108 0,6%Biogaz 30 30 0,0% 35 4,4%UIOM 169 169 0,2% 273 3,1%Bois buche 3755 3755 4,5% 4303 4,4%Bois collectif 410 410 0,5% 1768 1,2%

4376 4376 5,2% 6487 3,4%

Total 5964,1 6683,8 7,1% 11223 3,0%

297

3082

ENR Electrique

ENR Thermique

Total électricité

Total Thermique

0,6%

0,1%

DOCUMENT DE TRAVAILSchéma breton Climat Air Energie

22 / 30

Etat des lieux des ENR - 2012

A fin 2012 la Bretagne atteint :

• 3% des objectifs nationaux

• 7% de la consommation d’énergie finale bretonne (2% électrique, 5% thermique)

Points forts de la Bretagne : – Eolien, PV

– Biogaz, Bois Buche

Points faibles de la Bretagne :– Hydroélectricité, biogaz élec

– Solaire thermique, Bois collectif


Les hypothèses de travail ont été présentées.

Hypothèses� Bases de travail :

• Schéma régional éolien à 2020

• Pacte électrique breton pour les ENR électriques à 2020

• L’électricité produite par le barrage de la Rance est prise en compte et se retrouve dans la filière hydraulique

• Les pompes à chaleur (PAC) ne sont pas considérées comme des énergies renouvelables.

• Biocarburant ?

• et petit éolien?

• Les déchets sont considérés a 50% comme une ENR ?

• Projections 2050, sources : Livre Blanc du SER et scenario NégaWatt2011,…?


23 / 30

Proposition de méthodologie�1/ Définition d’une fourchette de potentiels associé à des scenarii pour 2020 puis 2050 filifilièère / filire / filièère re en fonction :

•• Des ressources en BretagneDes ressources en Bretagne

•• De la maturitDe la maturitéé des technologiesdes technologies

•• Des enjeux Des enjeux ééconomiques et sociaux culturelsconomiques et sociaux culturels

•• De la rDe la rèèglementationglementation

•• ……..

�2/ On affine ces fourchettes et ces scenarii en fct des objectifs :

• 2020 : 23% de la consommation d’énergie finale provient d’énergies renouvelables

• 2050 : réduction par 4 des émissions de GES


Chaque énergie renouvelable a été développée, dont la méthanisation.

Il a été différencié les énergies électriques et thermiques et leurs sources de production.

Méthanisation 2020

DOCUMENT DE TRAVAIL

SourceSituation

2012Hypothèses de progression

Potentiel en 2020

5% des objectifs nationaux

COMOP 2020


Scénario bas de l’association AILE (5 à 20%, selon le type de ressources, est mobilisés)

=> 1000 GWh de BIOGAZ

33 MW 270 GWh

4,0%

Scénario haut de l’association AILE (10 à 50%, selon le type de ressources, est mobilisés)


66 MW540 GWh

8,0%

Valorisation directe du gaz (injection dans le réseau et chaudière)

300GWh

Co-génération40 MW

190 GWhValorisation directe du gaz (injection dans le réseau et chaudière)

600GWh

Co-génération80 MW

390 GWh

ENR Thermique

8,0%

15,0%

9 MW30 GWh

323GWh

9 MW30 GWh

323GWh

Scénario bas de l’association AILE (5 à 20%, selon le type de ressources, est mobilisés)


Scénario haut de l’association AILE (10 à 50%, selon le type de ressources, est mobilisés)


4,5 MW36 GWh

340GWh (evalué à partir de

la production thermique)

ENR électrique

co-génération

Schéma breton Climat Air Energie

24 / 30

Méthanisation 2020

Le Biogaz total obtenu est valorisé comme suit :

• 2/3 en co-génération

• 1/3 en injection directe dans le réseau de gaz ou en chaudière

Co-génération :

• Pthermique = 1.2*Pelec

• l’énergie thermique récupérée est évaluée sur 4800h (60%)

• L’énergie électrique récupérée est évaluée sur 8000h


Méthanisation

Facteurs favorables Freins

• potentiel important de déjections animales, de résidus solides de culture

• la technologie de méthanisation est mature

• Animation de la filière en Bretagne par AILE

• cadre permettant la valorisation directe du biogaz

• Tarif d’achat de l’électricité

•Acceptation environnementale parfois difficile

• Procédures administratives


25 / 30

Méthanisation 2050

DOCUMENT DE TRAVAIL

Ressources constantes entre 2020 et 2050 mais on va lorise mieux les déjections animales et la biomasse végétale => scén ario bas 2020 * 2

Source Situation 2020 Hypothèses de progressionPotentiel en

2050

ENR électrique

co-génération

33 MW à 66MW

270 GWh à 540 GWh

100 MW 810 GWh

Valorisation directe du gaz (injection dans le réseau et chaudière)

Co-génération

1500GWh490GWh à 990

GWhENR

Thermique

Scénario l’association AILE (mobilisation de 40% des déjections animales et 50% de la

biomasse végétale) => 3000 GWh de BIOGAZ

Schéma breton Climat Air Energie

5.4 Comparaison à la situation énergétique actuelle Bretagne

Suite à la présentation des différentes hypothèses de travail le 25 mai 2012, un bilan des énergies

renouvelables à 2020 a été présenté en fin de séance ainsi que les conditions pour y parvenir et les

questions qui se posent.

26 / 30

Bilan ENR à 2020

FilièreProductions en GWh en 2020Scenario Bas


2020

Productions en GWh en 2020Scenario Haut


2020

5% des objectifs

nationaux COMOP 2020


Eolien terrestre 4000 4,8% 5500 6,6% 2122 9 à 13%Eolien marin 2900 3,5% 2900 3,5% 814 17,0%Hydrolien 10 0,0% 30 0,0% 17 3 à 9%Photovoltaique 400 0,5% 400 0,5% 262 7,5%Biogaz 408 0,5% 968 1,2%UIOM 80 0,1% 80 0,1%Biomasse 120 0,1% 195 0,2%Hydroelectricité 66 0,1% 80 0,1%Rance 523 0,6% 523 0,6%

8507 10,2% 10676 12,8% 7426 5,7 à 7,2%

Solaire thermique 30 0,0% 539 0,6% 539 0,3 à 5%Biogaz 396 0,5% 928 1,1% 323 6 à 14%UIOM 240 0,3% 400 0,5% 523 2 à 4%Bois buche 4000 4,8% 4000 4,8% 4303 4,6%Bois collectif 1410 1,7% 1880 2,2% 4419 2,0%

6076 7,3% 7747 9,3% 10108 3 à 4%

Total 14583 17,4% 18423 22,0% 17533 4 à 5 %

837 3,6 à 7,4%

3373 0,9%

ENR Electrique

ENR Thermique

Total électricité

Total Thermique


Bilan ENR en 2020

Hypothèse de consommation d’énergie finale :

• 83 715 GWh comme en 2010

• Correspond à 4.4% (part de la consommation d’énergie finale de la Bretagne en 2010) de l’hypothèse de consommation déduite du COMOP (23% d’ENR dans la consommation d’énergie finale)

La Bretagne peut atteindre 22% d’ENR dans sa consommation d’énergie finale avec une politique très volontariste sur :

– L’ éolien terrestre

– Le Biogaz

– La valorisation des UIOM via les réseaux de chaleur

– Le solaire thermique


27 / 30

Les chiffres qui ressortent de cet atelier pour le biogaz sont les suivants :

2010 2012

2020

hypothèse basse

2020

hypothèse haute

Production en GWh 4 GWh 35 GWh 408 GWh 968 GWh

EN

R

éle

c.

% de la consommation

d’énergie finale 0 % 0 % 0.5 % 1.2 %

Production en GWh 30 GWh 30 GWh 396 GWh 928 GWh

EN

R

the

rm.

% de la consommation

d’énergie finale 0 % 0% 0.5 % 1.1 %

5.5 La place du biométhane en Bretagne

La question du biométhane en tant que carburant ou pour l’injection a été abordé rapidement lors du

groupe de travail et mérite d’être affinée.

Par ailleurs dans le cadre de Bio-Methane Regions, AILE a réalisé une carte des projets de valorisation du

biogaz en biométhane (délivrable 2.1.3, disponible sur notre site internet).

28 / 30

6 Le biométhane, une perspective de développement régional ? Le biométhane semble être une énergie renouvelable d’avenir. Néanmoins, lors du comité consultatif du

5 juin 2012 (dans le cadre du projet BMR), des échanges ont eu lieu sur la stratégie et le plan d’actions

régional. Il en est ressorti la nécessité de lever les obstacles et barrières au développement de la filière.

Les points mis en avant lors du comité consultatif sont les suivants :

- Utilisation du biométhane carburant (bio-GNV),

o Utilisable par les flottes captives car elles ont leur propre station d’approvisionnement

en GNV.

o Nécessité d’avoir un rayon d’action limité à 250 km en l’absence de station GNV ‘grand

public’ sur le territoire français.

- Injection dans le réseau de gaz naturel,

o Nécessité d’être à proximité d’un réseau de gaz, bien que le tarif électrique permette

une certaine distance à celui-ci (selon les données considérées par le groupe de travail

national lors de la définition du tarif d’achat du biométhane pour l’injection réseau).

o Nécessité d’une consommation stable de gaz sur toute l’année, or la principale

utilisation du gaz naturel est le chauffage (utilisation hivernale).

o Faisabilité des petites unités de biométhane (< 150 m3/h biométhane) trop juste, du fait

d’un coût de raccordement élevé et indépendant du débit de l’unité, ce qui mobilise plus

de la moitié du chiffre d’affaires de ces petites unités (location du poste d’injection à

100 000 €/an pur GRDF).

o Difficulté de connaître la faisabilité d’une injection dans le réseau de gaz.

- Obligation réglementaire

o En Allemagne, il y a une obligation légale pour le gestionnaire de réseau de renvoyer la

surproduction du réseau de distribution vers le réseau de transport (rebours).

o En France,

� le nombre de gestionnaires de réseau gaz est plus faible qu’en l’Allemagne.

� l’obligation réglementaire de rebours n’existe pas, de ce fait les unités de

méthanisation doivent adapter leur production de biométhane au besoin du

réseau (valoriser autrement le biogaz, diminuer la valeur énergétique des

intrants…).

� les gestionnaires de réseau disent ne pas savoir faire de rebours.

� il n’est pas possible d’avoir du biométhane dans le réseau primaire de transport

(et ailleurs ?).

29 / 30

Il est donc fait constat que certains blocages sont d’ordre réglementaire ou liés à la stratégie politique

nationale autour du développement du biométhane.

7 Conclusion Pour conclure ce document, nous pouvons dire qu’à mi-2012 en Bretagne et en Pays de la Loire :

- La publication des tarifs pour l’injection de biométhane dans le réseau de gaz naturel, en

novembre 2011, ouvre des perspectives considérables ; c’est une nouvelle opportunité de

valorisation pour les unités qui peinent à trouver des débouchés chaleur.

- Néanmoins les coûts d’épuration mais surtout d’injection dans le réseau sont des freins pour les

projets de petites tailles ; le tarif s’applique plus à des unités de taille moyenne à grande.

- De nombreuses incertitudes et obstacles restent à lever.

La réalisation des premières unités de biométhane en France et dans l’Ouest est déterminante pour

l’avenir de la filière et sa dissémination.

Les relations avec les gestionnaires de réseau doivent être entretenues pour permettre un

développement harmonieux de la filière biométhane, et aussi pour le biogaz dans son ensemble.

Les agriculteurs souhaitent valoriser le biométhane en tant que carburant pour leurs tracteurs et

véhicules d’exploitation. Il se pose des questions d’ordre réglementaires mais surtout techniques. En

effet, cela semble nécessiter des unités d’épuration du biogaz en biométhane pour faible débit en

fonctionnement discontinu… dont il ne semble pas exister d’équipement similaire en Europe.

Ceci n’est qu’un exemple, mais montre bien que la méthanisation et le biométhane ouvrent de

nombreuses perspectives pour la recherche.

30 / 30

Les notes dans le document

i Comité opérationnel n°10 – Plan de développement des énergies renouvelables à haute qualité environnementale

2008-2012-2020 – Grenelle de l’environnement (2008) ii Comité opérationnel n°15 – Agriculture écologique et productive – plan de performance énergétiques des

exploitations agricoles 2008-2013 – propositions du Comop – Grenelle de l’environnement (2008) iii Arrêté du 10 juillet 2006 fixant les conditions d’achat de l’électricité produite par les installation qui valorisent le

biogaz – NOR : INDI0607869A iv Arrêté du 19 mai 2011 fixant les conditions d’achat de l’électricité produite par les installations qui valorisent le

biogaz – NOR : DEVR1113733A v Arrêté du 23 novembre 2011 fixant les conditions d’achat du biométhane injecté dans les réseaux de gaz naturel

vi Source INSEE – recensement de la population 2009

vii Source INSEE – utilisation du sol en 2010, données semi-définitives

viii Source INSEE – recensement de la population 2009

ix Source INSEE – utilisation du sol en 2010, données semi-définitives

x Méthasim est un outil de dimensionnement et de simulation technico-économique mis en place dans le cadre

d’un projet CASDAR, coordonné par l’IFIP (http://methasim.ifip.asso.fr). xi DIGES est un outil pour mesurer l’impact des GES des unités de méthanisation, réalisé par le IRSTEA

(anciennement Cémagref) et l’Ademe. xii

Selon l’INSEE les Pays de la Loire compteront 4 389 000 habitants en 2040, contre 3 483 000 habitants en 2007

(source : INSEE, Omphale 2010).

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Annexes du rapport ‘Plan d’actions et stratégie régionale pour l’Ouest de la

France (Bretagne, Pays de la Loire)’ (W.P. 2.3)

Sommaire des annexes

1 Le Plan Biogaz..................................................................................................................... 2

2 Les modèles de développement ........................................................................................ 3

2.1 Unités centralisées « industrielles » .......................................................................... 3

2.2 Unités en collectivité.................................................................................................. 3

2.3 Unité centralisée « agricole »..................................................................................... 4

2.4 Unités à la ferme sur lisiers ........................................................................................ 5

2.5 Unités à la ferme sur fumiers..................................................................................... 5

2.6 Unités à la ferme simplifiées...................................................................................... 6

3 Les gisements en région Pays de la Loire........................................................................... 7

3.1 Pour le gisement agricole........................................................................................... 7

3.2 Pour le gisement des IAA ........................................................................................... 7

3.3 Pour le gisement des collectivités.............................................................................. 7

3.4 Cartographie des productions brutes de substrats agricoles méthanisables et des

sous produits des industries agro-alimentaires..................................................................... 9

3.5 Représentations graphiques des gisements mobilisables en méthanisation.......... 10

4 Les scénarios de développement en Pays de la Loire...................................................... 11

4.1 Le scénario à long terme .......................................................................................... 11

4.2 Le scénario à 2020.................................................................................................... 12

2 / 12

1 Le Plan Biogaz

AILE anime le Plan Biogaz, mission d’animation interrégionale Bretagne-Pays de la Loire, financé par

l’ADEME et les Régions. Le premier « Plan Biogaz Agricole » a été mené de 2007 à 2010. Un second

« Plan Biogaz » est en cours pour la période 2011-2013.

Les objectifs de ce deuxième Plan Biogaz sont :

- Consolider les objectifs du premier programme :

• Diffuser la technique de méthanisation : sensibiliser, informer, former les acteurs

(agriculteurs, organisation professionnelles agricoles, entreprises agroalimentaires,

collectivités, associations, services déconcentrés de l’Etat…).

• Suivre le fonctionnement des installations : capitaliser les expériences.

• Suivre la qualité et la compétitivité des offres d’ingénierie et de construction.

• Faire émerger des projets cohérents car les conditions de réussite d’un projet sont

multiples. L’accompagnement proposé dans le cadre du plan biogaz a pour objectif

de les réunir. Les éléments clés à prendre en compte sont : disponibilité des

substrats, existences de débouchés pour l’énergie thermique, capacité à gérer le

digestat (plan d’épandage ou traitement complémentaire).

- Répondre aux nouveaux besoins de la filière :

• Diversifier les « modèles » de méthanisation (taille, montage partenarial,

technologies, valorisations du biogaz…).

• Travailler sur le statut au digestat et les solutions de mises sur le marché.

• Favoriser la diversification des modes de valorisations du biogaz (injection dans le

réseau, production de carburant).

• Sécuriser les approvisionnements en substrats : suivre le marché des déchets,

évaluer la possibilité de valoriser des résidus de biomasse (fauches de voie verte,

résidus de cultures, menue paille…) ou de maîtriser la production de cultures

intercalaires à vocation énergétique.

Plus d’informations sur le site de AILE : ww.aile.asso.fr

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2 Les modèles de développement

Les 6 modèles de développement des unités de méthanisation ont été développés ici.

Les données présentées ci-dessous sont extraites de l’étude ‘potentiel de développement de la

méthanisation’ pour le SRCAE Pays de la Loire – étude mandatée par la DREAL Pays de la Loire

(2011).

2.1 Unités centralisées « industrielles »

Le projet d’unité centralisée « industrielle » est porté par un industriel. Ce dernier associe les autres

acteurs du territoire, de plusieurs manières possibles. C’est l’industriel qui gère le projet et la

discussion de groupe. Il est l’utilisateur final de la chaleur.

Certains projets de ce type pourront être portés par des agriculteurs ayant de l’expérience en gestion

des matières organiques.

Unité centralisée, capable de traiter des déchets sensibles

Caractéristiques Capacité importante (> 30 000 t/an) équipements de traitement

sophistiqués (pour déconditionner, hygiéniser,...)

Valorisation du biogaz Cogénération > 1 MWé ou injection du biométhane

Viabilité Viable dans les conditions actuelles

Porteur de projet A l'initiative d'un industriel ou d'un groupe d'agriculteurs

Tonnages de substrats

Fumiers 1 000

Lisiers 2 000

Résidus de culture

Collectivités et services 13 000

IAA 14 000

Total 30 000

Energie primaire du biogaz (ktep) 2.21

Puissance installée MWe ou

équivalent 1.250

2.2 Unités en collectivité

Le projet d’unité en collectivité est porté par la collectivité, pour gérer ses matières.

Les unités de méthanisation de collectivité existantes sont de deux ordres : après les stations

d’épuration pour méthaniser les boues et graisses ; après un tri des ordures ménagères pour

méthaniser la fraction fermentescible.

Afin de simplifier l’exercice, les deux types de projets ont été regroupés sous une même catégorie ;

même si en réalité ce sont des projets bien distincts.

Sur boues de STEP ou FFOM (pas d'unité mixte)

Caractéristiques Unité > 10 000 t dédiée au traitement de déchets urbains

Valorisation du biogaz Cogénération et réseau de chaleur ou injection / carburant pour

flotte captive


Porteur de projet Dans les grandes villes

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Fumiers

Lisiers

Résidus de culture

Collectivités et services 10 000

IAA

Total 10 000


Puissance installée Mwe ou

équivalent 0.460

2.3 Unité centralisée « agricole »

Le projet d’unité centralisée « agricole » est porté par les agriculteurs qui se veulent acteurs de leur

territoire et contribuent largement aux volumes des intrants. Les agriculteurs se structurent et

associent les acteurs du territoire à leur projet.

La valorisation du biogaz peut se faire avec une injection dans le réseau de gaz naturel après

épuration du biogaz ou par cogénération avec une valorisation de la chaleur produite sur un site

industriel ou coopératif (usine, sécheur coopératif…). Le choix du mode de valorisation influence la

localisation du projet, qui va chercher à y être au plus près. Le site choisi est dédié à la

méthanisation, et est en dehors de toutes exploitations agricoles, ce qui nécessite une logistique de

transport.

Unité centralisée, traitant principalement des effluents agricoles

Caractéristiques

Deux stratégies :

1- Capacité < 10 000 t/an

2- Unité plus grande > 50 000t/an

Valorisation du biogaz 1- Cogénération 300 kWé ou injection

2- Cogénération > 1 MWé ou injection


Porteur de projet A l'initiative d'un groupe d'agriculteurs.


Fumiers 6 000

Lisiers 2 800

Résidus de culture 500

Collectivités et services

IAA 700

Total 10 000



équivalent 0.260

Il a été distingué 2 sous-types de projets suite aux échanges :

- les projets de « petits collectifs » voulant rester en régime ICPE de déclaration, d’où un

tonnage inférieur ou égal à 10 000 tonnes de matières brutes ;

- les projets de « gros collectifs » ayant des matières entrantes permettant d’être en régime

ICPE de déclaration ou d’enregistrement, mais du fait des tonnages d’intrants, le projet est

sous régime d’autorisation ICPE.

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Ces deux sous-types de projets sont présents en Pays de la Loire (projets en cours de

développement).

2.4 Unités à la ferme sur lisiers

Le projet d’unité à la ferme sur lisiers est porté par un agriculteur sur son exploitation agricole. La

valorisation du biogaz se fait par cogénération avec une utilisation de la chaleur pour partie sur

l’élevage hors-sol, car c’est sur ce type d’élevage que va se développer ces projets.

Unité à la ferme, avec cogénération

Caractéristiques Valorisation de lisiers et matières végétales <10 000 t/an

Valorisation du biogaz Cogénération 100-200 kWé


Porteur de projet Chez les éleveurs porcins importants


Fumiers 1 000

Lisiers 3 000


Collectivités et services 300

IAA 500

Total 5 050



équivalent 0.110

2.5 Unités à la ferme sur fumiers

Le projet d’unité à la ferme sur fumiers est porté par un agriculteur sur son exploitation agricole. La

valorisation du biogaz se fait par cogénération ou par chaudière avec une utilisation de la chaleur à

proximité de l’unité, majoritairement sur l’exploitation agricole.

Unité à la ferme, voie sèche, en cogénération ou chaleur seule

Caractéristiques Valorisation de fumiers et résidus de culture

Valorisation du biogaz Cogénération ou chaleur seule pour 30 à 100 kW au total

Viabilité Viable si le prix de l’énergie augmente

Porteur de projet A proximité d’un besoin de chaleur


Fumiers 1 600

Lisiers 200


Collectivités et services 300

IAA

Total 2 300



équivalent 0.050

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Ce cinquième type fonctionne, c’est la technologie utilisée au Gaec du Bois Joly (85). En revanche, il

n’est pas reproductible à grande échelle dans les conditions économiques actuelles. Il pourrait

devenir rentable si le prix de l’énergie augmente.

En 2012, des directions régionales de l’Ademe, dont celles de Bretagne et Pays de la Loire, ont

lancées un appel à projets technologie innovante < 75 kWe. Des dossiers ont été déposés par des

binômes exploitant agricole–entreprise. Les technologies présentées sont aussi bien en voie liquide

ou en voie sèche. Des dossiers ont été retenus lors du premier appel à projet (avril 2012) et d’autres

seront déposés lors du second appel à projet (septembre 2012). Les unités feront l’objet d’un suivi de

2 ans afin de vérifier la reproductibilité du procédé construit sur les sites choisis.

2.6 Unités à la ferme simplifiées

Le projet d’unité à la ferme simplifiée est porté par un agriculteur sur son exploitation agricole. Il a

pour objectif principal de diminuer les émissions de gaz à effet de serre des effluents d’élevage. Si la

quantité de biogaz le permet, une valorisation par chaudière sera mise en place.

Unité à la ferme simplifiée, avec peu de valorisation énergétique

Caractéristiques Couverture de fosses sans chauffage (limitation des émissions de

GES)

Valorisation du biogaz 1 à 10 kW utilisés en chaleur seule

Viabilité Expérimental. Faible production de chaleur

Porteur de projet Les exploitations produisant du lisier


Fumiers

Lisiers 3 000

Résidus de culture

Collectivités et services

IAA

Total 3 000



équivalent 0.009 (équivalence en cogénération)

Ce dernier type pourrait se développer si une réglementation sur la limitation des gaz à effet de serre

était mise en place. Pour le moment, il est encore au stade expérimental.

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3 Les gisements en région Pays de la Loire



(2011).

3.1 Pour le gisement agricole

Les déjections animales, peu méthanogènes mais facilement disponibles sur les exploitations

agricoles, ne constituent jamais un facteur limitant. Aucun canton (hors canton urbain) ne dispose de

moins de 8 000 tonnes de fumiers et lisiers, ce qui correspond à un potentiel brut de 250 tep. Tous

les cantons pourraient à terme accueillir au moins une unité à la ferme en codigestion.

De plus l’utilisation d’effluents d’élevage permet d’apporter les bactéries responsables de la

fermentation et est également un très bon régulateur du pH (pouvoir tampon).

On peut estimer que 20 à 30% du gisement brut est mobilisable pour la méthanisation. Les

installations existantes ou en projet utilisent moins de 0.5% du gisement brut.

3.2 Pour le gisement des IAA

On peut estimer la production brute de la région à :

- 700 000 tonnes de sous produits méthanisables

- 200 000 tonnes de boues et sous produits de l’épuration industrielle

Sont exclus de cet inventaire :

- Les sous produits animaux de catégorie 1, qui ne sont pas acceptables en méthanisation

- Les co-produits des industries des grains et des fruits et légumes qui ont une valorisation

directe en alimentation animale (tourteaux, écarts de tri fruits et légumes…)

- Les effluents très dilués produits notamment en industrie laitière, qui sont traités sur site

avant rejet dans le milieu naturel

La grande majorité des sous produits a aujourd’hui un débouché identifié et pérenne soit en

alimentation animale, soit en valorisation matière (lipochimie, extraction de molécules, engrais). Une

fraction est également valorisée en compostage ou en incinération, dans des filières bien établies. Le

reste retourne au sol directement par épandage, c’est la partie facilement valorisable en

méthanisation.

Jusqu’ici le gisement des IAA a été mobilisé assez facilement, c’est pourquoi il est très convoité.

Actuellement les unités en codigestion cherchent à utiliser les matières les plus méthanogènes. De ce

fait, le gisement des IAA déjà mobilisé est très énergétique et représente d’ores et déjà 11% du

volume produit.

Néanmoins la valeur énergétique moyenne du gisement des IAA est plus faible, et les nouvelles

installations devront utiliser des matières moins énergétiques. Compte tenu de la concurrence

potentielle d’autres filières de traitement, il paraît prudent de limiter le gisement mobilisable à 30%

du tonnage total produit.

3.3 Pour le gisement des collectivités

Au niveau des collectivités, les villes de Nantes, Angers, Laval, Saumur, Cholet et Château-Gontier ont

une station d’épuration équipée de digesteur(s) anaérobie(s). Nous avons constaté qu’environ 10 %

de la population ligérienne était concernée par ces projets (avec la moitié de la population pour

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Angers et Nantes) ; il a été pris l’hypothèse que 10 % des boues produites en Pays de la Loire par les

STEP sont méthanisées (5 % du gisement des collectivités et services).

Angers Loire Métropole a mis en service une unité de méthanisation de la fraction fermentescible

des ordures ménagères sur le site du Biopole. Les premiers kWh électriques ont été mis sur le réseau

en août 2011. La réception du site aura lieu entre août et novembre 2012.

Ce site a la capacité d’exploiter 90 000 tonnes de matières, dont 75 000 tonnes iront au tri mécano

biologique (le reste va directement en compostage). Angers Loire Métropole contribuera à hauteur

de 65 000 tonnes (cf. dossier de presse de juin 2011). Sur les 75 000 tonnes de matières, environ 50

% composeront la fraction fermentescible ; ce qui représente 10 % de la FFOM identifié en Pays de la

Loire (env. 3,5 % du gisement des collectivités et services).

Le site n’étant réceptionné qu’en 2012, il a été fait le choix de ne pas le considérer dans le gisement

déjà mobilisé, mais il a été pris en compte pour le gisement mobilisable en 2020.

On peut identifier deux situations : les grandes agglomérations, qui souhaiteront probablement

développer leurs propres outils, et les collectivités rurales qui seront plus tournées vers la

codigestion.

Il faut cependant garder à l’esprit que l’incorporation de boues urbaines en codigestion peut rendre

le digestat plus délicat à valoriser comme engrais, et que l’incorporation de déchets non triés à la

source comporte des risques de corps étrangers (plastiques) et de polluants (produits chimiques

jetés avec les ordures ménagères). De plus, les coûts de collecte des biodéchets des ménages en

zone rurale et même en zone urbaine risquent d’être trop élevés par rapport au compostage sur

place.

Enfin, la législation issue du Grenelle de l’Environnement va progressivement imposer le traitement

séparé des biodéchets pour les gros producteurs. C’est pourquoi nous avons proposé une

mobilisation du gisement assez rapide, qui passe de 5% actuellement à 25% en 2020, 40% à plus long

terme.

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3.4 Cartographie des productions brutes de substrats agricoles

méthanisables et des sous produits des industries agro-alimentaires

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3.5 Représentations graphiques des gisements mobilisables en

méthanisation

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4 Les scénarios de développement en Pays de la Loire



(2011).

4.1 Le scénario à long terme

Nombre d’unités par département et par type de projet ; et substrats mobilisés par

département

Nombre de projets 44 49 53 72 85 Pays de la

Loire

Unité centralisée industrielle 2 2 2 2 2 10

Unité en collectivité 8 6 2 2 4 22

Unité centralisée agricole* 78 76 62 72 56 344

Unité à la ferme sur lisiers 27 27 40 28 25 147

Unité à la ferme sur fumiers 39 40 46 25 44 194

Unité à la ferme simplifiée -

Nombre d’unités par département 154 151 152 129 131 717

Fumiers 559 549 487 501 433 2 529

Lisiers 311 307 306 294 244 1 462

Résidus de culture 53 53 50 48 43 247

Collectivités et services 126 106 72 62 87 452

IAA 96 95 91 92 80 454

Tonnage de substrats 1 146 1 109 1 007 997 886 5 145

Energie primaire du biogaz (ktep) 48 46 40 40 37 211

Puissance installée MWe 31 30 26 26 24 138

Production d’électricité (GWh) 251 240 210 211 190 1 103

Production de chaleur (GWh) 301 288 252 254 229 1 323

*unité de 300 kWe et 10 000 t d’intrants

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4.2 Le scénario à 2020

Nombre d’unités par département et par type de projet ; et substrats mobilisés par

département

Nombre de projets 44 49 53 72 85 Pays de la

Loire

Unité centralisée industrielle 2 1 1 1 2 7

Unité en collectivité 2 2 1 1 2 8

Unité centralisée agricole* 20 19 16 18 14 87

Unité à la ferme sur lisiers 14 14 20 14 12 74

Unité à la ferme sur fumiers 10 10 11 6 11 48

Unité à la ferme simplifiée -

Nombre d’unités par département 48 46 49 40 41 224

Fumiers 148 144 132 133 116 673

Lisiers 101 98 108 95 83 485

Résidus de culture 15 15 15 14 12 71

Collectivités et services 53 40 32 29 53 207

IAA 48 34 35 34 44 195

Tonnages de substrats 366 332 322 304 308 1 632

Energie primaire du biogaz (ktep) 19 16 15 14 17 81

Puissance installée MWe 10 9 9 8 9 45

Production d’électricité (GWh) 84 73 68 66 72 362

Production de chaleur (GWh) 100 87 82 79 86 435

*unité de 300 kWe et 10 000 t d’intrants

Regional Action Plan and Strategy for the West part of ... · Les hypothèses de mobilisation de...

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