Biogaz, biomethane, quelle valorisation dans les territoires

Paris

27 septembre 2012

Biogaz, biométhane, quelle valorisation dans les territoires ?

Catherine FOULONNEAU

GrDF - Délégation Stratégie- Régulation

Association des Maires de France le 27 septembre 2012

Rappel : définitions

2

Biogaz : Gaz combustible issu d’une réaction biologique - la méthanisation ou fermentation

anaérobie (dégradation bactérienne de matières organiques, en absence d’oxygène).

Biométhane ou bio-CH4 : biogaz pré-traité puis épuré. Le biométhane appelé parfois « gaz

vert » présente la même composition que le gaz naturel.

Épuration du biogaz : élimination des composés majeurs comme le CO2, l’N2 et l’O2

contenus dans le biogaz. L’épuration permet d’enrichir le biogaz en CH4.


Chaîne de production du biogaz

Biomasse

Industrie

Digestion

Chaleur ou

électricité locale Biogaz

Transformation

de l’énergie

Cultures

Energétiques

D Organiques des

collectivités

injection

Bio GNL

Depuis … … vers

Résidus AgricolesLisiers, Fumiers & végétaux

Digestat

Transformation

Agronomique Engrais liquide

Compost

et

ou

ou

mix

3


4

Une énergie renouvelable vertueuse, mais surtout locale

Un produit fédérateur : développement de projets collectifs entre agriculteurs, industriels,

collectivités

Création d’emplois non délocalisables

Une filière très structurante vers « l’autonomie énergétique »

Valorisation des ressources locales : déchets et effluents

Production d‘engrais organique : digestats

Production décentralisée d’énergie valorisable en fonction des besoins locaux :

électricité, chaleur, carburant

Logique de long terme : 2 à 5 ans de montage de projet – 15 ans de fonctionnement

Valorisation des infrastructures de distribution du gaz, propriété des collectivités

locales

4


Pourquoi un projet territorial de valorisation du biogaz?

5

5


6

Le biogaz : un enjeu important pour la collectivité

Contribution à l’atteinte des objectifs fixés pour 2020 en France (Directive ENR et par

le Grenelle de l’environnement) :

23% d’ENR dans la consommation finale d’énergie

10% d’ENR dans les transports

Valorisation de la filière agricole

Valorisation des effluents

Nouvelles sources de revenus

Développement du biométhane carburant

Réduction de la pollution locale

Bilan GES très positif

Sur le plan environnemental, un double avantage :

• réduire les émissions locales de GES par le recyclage des déchets et effluents sur

leurs lieux d’émission

• agir positivement sur le risque climatique global

6


7

Le biogaz en Europe

France : 5ème pays

européen pour la

production de

biogaz derrière

Allemagne et U.K.

7


8

En 2020

En 2010Aujourd’hui la France produit 7 TWh de

biogaz dont seulement 60 % sont valorisés

sous forme de production de chaleur et/ou

d’électricité(1)

La valorisation sous forme de biométhane

est émergente

A horizon 2020, la production de biogaz

en France pourrait atteindre 12 TWh

(+ 70 % par rapport à 2011)

La production de biométhane serait de

l’ordre de 6 TWh(2)

7 TWhde biogaz

12 TWhde biogaz

4 TWh chaleur / électricité

non valorisés3 TWh

6 TWh biométhane

chaleur / électricité5 TWh

non valorisé1TWh

Injectable dans le réseau(1) Source : club biogaz, 2010(2) Source : Ademe

Poids économique et perspectives en France

8


9

Biogaz et biométhane, des valorisations différentes

•Valorisations

« habituelles »

encouragées depuis 2006

par un tarif d’achat de

l’électricité.

•Révisions des tarifs en

2011Biométhane = biogaz

épuré aux spécifications

du gaz naturel

9


La valorisation dépend du contexte local

S’il n’y a pas de besoin de chaleur à proximité de l’installation de

méthanisation ou du site de stockage des déchets => rentabilité difficile

pour la cogénération

Pour une utilisation sous forme de carburant, l’injection permet de

s’affranchir de l’inadéquation entre la consommation discontinue et la

production continue.

Production (continue en

général)

Consommation(discontinue en

général)

Inadéquation

Exemple pour une valorisation carburant

L’injection permet de décorréler techniquement, économiquement et

géographiquement la production et la consommation du biométhane.10

10


Biométhane carburant : moins de GES, moins de pollution

locale, disponible aujourd’hui

11

Une pollution locale très réduite

Il n’émet quasiment pas de particules un atout considérable pour la mise en application du

Plan particules du MEEDDM

Un niveau sonore réduit par rapport au diesel

Peu de Nox, et de polluants locaux de manière générale

Une incorporation flexible dans le GNV : de 0 à 100%

Des technologies de production (méthanisation) et d’utilisation (moteurs) déjà

disponibles

Une opportunité de relâcher la tension sur le pétrole

L'injection du biométhane et les garanties d'origine constituent un levier de

développement de l'usage carburant du biométhane

11


12

La notion de « circuit court » appliquée au carburant

12

Potentiel « Biomasse déchet » :

Déchets fermentescibles issus de

collecte sélective

Potentiel de biométhane : 5 GWh/an

Cas d’une ville de 100 000 habitants

Ressources Besoins

Transport en énergie :

Collecte des ordures ménagères : 15 BOM

Transports urbains : 33 bus

Consommation de biométhane: 11,5 GWh/an

Les ressources locales de biométhane répondent à

45% des besoins nécessaires à la ville pour alimenter

•les transports en commun

•les bennes à ordures ménagères


Biogaz ou biométhane, le dispositif réglementaire est

désormais complet

13

Injection du biométhane

Obligation d’achat

Arrêté du 23/11/2011 fixant le tarif d’achat

Production d’électricité

Obligation d’achat

Arrêté du 19/05/2011 fixant le tarif d’achat

Tarif de 111.9 à 199.7 €/MWh,

soit 2 à 4 fois les prix de l’électricité.

Tarif de 64 à 125 €/MWh,

soit 2 à 4 fois les prix

du gaz.

Un contexte réglementaire

qui favorise les déchets

agricoles et agro-

alimentaires

Des installation

généralement soumises à autorisation

ICPE : rubrique 2781

ICPE : rubrique 2910c

Installation de méthanisation

Installation de cogénération

13


Biométhane : Un cadre réglementaire issu d’une forte

concertation entre filière et pouvoirs publics

Biométhane « autorisé » : Issu de déchets agricoles, ménagers ou de l’industrie agroalimentaire

Qualité biomethane = qualité gaz naturel

Production toujours en adéquation avec consommations sur le réseau système de

délestage obligatoire côté production

Vente du biométhane pour une durée de 15 ans, à un tarif fixé par arrêté : Vendeur = producteur du biométhane

Acheteur = un fournisseur de gaz naturel

Acheteur de dernier recours : obligation d’acheter si aucun autre fournisseur ne se porte candidat

spontanément

Garanties d’origine : 1 GO = 1 MWh de biomethane injecté

Bénéficiaire : acheteur fournisseur de gaz naturel

Surcoût d’achat du biomethane vs GN pris en charge par les fournisseurs répercuté sur

clients gaz naturel14

14


Prime déchets agricoles et

agroalimentaires

MéthanisationInstallations de stockage

Prime déchets urbains

c€/kWh

0 200 400

capacité d’injection de biométhane de l’installation en m3/h

Les tarifs d’achat du biométhane

Ils intègrent tous les coûts : production, épuration, raccordement au réseau, injection

Pas d’effets d’aubaine objectif : rentabilité équivalente entre cogénération et injection

Deux types de tarifs :

Décharges : entre 45 et 95 €/MWh selon la capacité max de l’installation

Méthanisation : entre 69 and 125 €/MWh

selon la capacité maximale de production de biométhane et la nature des matières traitées

Les tarifs pour les boues de STEP sont prévus pour début 2013

Prime Intrants :

entre 20 et 30 €/MWh

Tarif de Référence :

entre 64 et 95 €/MWh

Tarif d’achat

méthanisation

raccordement

et injection

Tarifs d’achat

épuration

Production

« Rentabilité

normale des

capitaux »*

2

4

6

8

14

12

*Décret du 21 novembre 2011 relatif aux

conditions de contractualisation

10

= TR + PI

15


Répartition des rôles entre Producteur et Distributeur

16


17

GROUPE GDF SUEZ

Concepteur/constructeurclé en main

Financement de projet

Achat et vente de

biométhane

Producteur de

biogaz /

biométhane

Assistance à maitre

d’ouvrage

Le biogaz / biométhane : Le positionnement de GDF SUEZ

17


GDF SUEZ : à toutes les étapes d’un projet territorial de production et valorisation de biogaz

18

GDF SUEZ est le seul acteur français présent sur l’ensemble de la chaîne

de valeur

- Sita

- Degrémont

- Lyonnaise des eaux

- Cofely Services

- Sita- GrDF

- GRTgaz

- Energies

FranceCommercialisation

- GNVERT

- Cofely Services

- Cofely Réseaux

- Tractebel Engineering

- Cofely Ineo

18


Réseau de gaz naturel

Centre de

valorisation

Organique de

LMCU

L’injection de biométhane, déjà une réalité à Lille

Alimentation en biométhane

carburant des 130 bus de Transpole

Installation

d’injection de

LMCU

19


Méthaniseur du SYDEME

L’injection de biométhane, bientôt une réalité à Morsbach

Epurateur

Air Liquide

Installation

d’injection

GrDF

Distribution

de BioGNV

Réseau de gaz naturel

20


Après la théorie, il faut désormais réussir la mise en

pratique…

• Quelques chiffres :

entre 3 et 9 TWh de biométhane injecté en 2020 en France

pour GrDF : 280 projets ; 1 point d’injection en 2011, 3 prévus en 2012, une

dizaine en 2013 et une centaine en 2017

pour GRTgaz : 85 projets ; potentiel d’injection de l’ordre de 20 à 40 GWh/an de

2015 à 2020.

• L’injection de biométhane dans les réseaux de gaz naturel constitue un réel

enjeux pour les territoires

• La publication des tarifs d’achat du biométhane était un élément

déterminant pour passer à la mise en œuvre concrète de ces projets…

• Le succès de la filière biométhane passe désormais par la réussite des

premiers projets et par une forte concertation entre les différents acteurs21

21


…Pour que l’injection de biométhane devienne une solution

pérenne pour le développement des territoires

22

22


ANNEXES

23


Le réseau de gaz naturel en France

Pression de 28 à 85 bar

2 opérateurs : GRTgaz et TIGF

Un fonctionnement « gravitaire » depuis les points de livraison au frontières jusqu’aux clients finals

Pas de stockage => les quantités entrantes doivent être égales en permanence aux quantités livrées aux clients

Réseau de transport

23 opérateurs : GrDF et 22 Entreprises Locales de

Distribution (ELD)

Réseau de distribution

Pression de 20 mbar à 8 bar

Les collectivités locales sont propriétaires du réseau de distribution

24

24


25

GrDF : une organisation dédiée pour le biométhane

Pour chaque région, un interlocuteur dédié :

• répond à toutes vos questions concernant l’injection de biométhane dans le réseau de distribution de GrDF,

• reçoit et traite toutes vos demandes d’études.

25


26

Point sur les projets d’injection GrDF

•80 % des projets présentent des débits > 100 m3/h et la moyenne se situe à 240 m3/h

•70 % sont basés sur des intrants issus de l’agriculture ou l’industrie l’agroalimentaire

Près de 280 projets en cours

26


L’étude de faisabilité à GrDF

Evolution de la consommation d'un réseau de distribution

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

24/12/07 12/02/08 02/04/08 22/05/08 11/07/08 30/08/08 19/10/08 08/12/08

Débit (n)m3/h

Débit bio-méthane

70 m3/h

►Exemples

• Une difficulté principale : une consommation insuffisante en été pour injecter l’intégralité

du biométhane dans le réseau

• Un cas délicat : débit dépendant majoritairement des consommations d’un seul

consommateur

27

Près de 60% des projets (hors projets clos)

dont l’étude a été réalisée (200) seront

faisables au débit demandé ou avec une

interruption de quelques jours ou pendant

les mois d’été.

27


GT injection depuis 2010

• Co-piloté par l’ADEME et GrDF dans le cadre de leur partenariat

• Mandat : injection de biométhane dans les réseaux de gaz naturel

• Objectifs :

Instruire les différentes situations rencontrées

Échanger sur les paramètres techniques de l’injection

Optimiser les conditions d’injection dans le réseau de distribution

Définir les critères et les conditions d’injection et rédiger des guides techniques à l’intention des porteurs de projet

Point de sortie :

un guide en ligne à l’attention des porteurs de projet

28

28

Documents

Biogaz, biomethane, quelle valorisation dans les territoires