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Biogaz, biomethane, quelle valorisation dans les territoires

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Biogaz, biométhane, quelle
valorisation dans les territoires ?
Catherine FOULONNEAU
GrDF - Délégation Stratégie- Régulation
Paris
27 septembre 2012
Rappel : définitions


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.



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

Association des Maires de France le 27 septembre 2012

2
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électricité locale

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Association des Maires de France le 27 septembre 2012

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Le biogaz : un enjeu important pour la collectivité
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
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 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
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6

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Biogaz, biomethane, quelle valorisation dans les territoires

  • 1. Biogaz, biométhane, quelle valorisation dans les territoires ? Catherine FOULONNEAU GrDF - Délégation Stratégie- Régulation Paris 27 septembre 2012
  • 2. Rappel : définitions  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. Association des Maires de France le 27 septembre 2012 2
  • 3. Chaîne de production du biogaz Depuis … … vers Biomasse Industrie Biogaz Transformation de l’énergie Résidus Agricoles Chaleur ou électricité locale ou Bio GNL Lisiers, Fumiers & végétaux mix Cultures Energétiques D Organiques des collectivités injection Digestion et Digestat Transformation Agronomique Compost ou Engrais liquide Association des Maires de France le 27 septembre 2012 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 »   Production d‘engrais organique : digestats  Production décentralisée d’énergie valorisable en fonction des besoins locaux : électricité, chaleur, carburant   Valorisation des ressources locales : déchets et effluents 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 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 4
  • 5. Pourquoi un projet territorial de valorisation du biogaz? 5 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 5
  • 6. Le biogaz : un enjeu important pour la collectivité 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  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 6  Bilan GES très positif Association des Maires de France le 27 septembre 2012 6
  • 7. Le biogaz en Europe France : 5ème pays européen pour la production de biogaz derrière Allemagne et U.K. 7 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 7
  • 8. Poids économique et perspectives en France Aujourd’hui la France produit 7 TWh de biogaz dont seulement 60 % sont valorisés sous forme de production de chaleur et/ou d’électricité(1) En 2010 4 TWh chaleur / électricité 7 TWh de biogaz 3 TWh non valorisés 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) (1) Source : club biogaz, 2010 (2) 8 Source : Ademe 5 TWh En 2020 12 TWh de biogaz chaleur / électricité 1TWh 6 TWh non valorisé biométhane Injectable dans le réseau Association des Maires de France le 27 septembre 2012 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 2011 9 Biométhane = biogaz épuré aux spécifications du gaz naturel Association des Maires de France le 27 septembre 2012 9
  • 10. 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. Exemple pour une valorisation carburant Production (continue en général) 10 Inadéquation Consommation (discontinue en général) L’injection permet de décorréler techniquement, économiquement et géographiquement la production et la consommation du biométhane. Association des Maires de France le 27 septembre 2012 10
  • 11. Biométhane carburant : moins de GES, moins de pollution locale, disponible aujourd’hui 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 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 11
  • 12. La notion de « circuit court » appliquée au carburant Cas d’une ville de 100 000 habitants Ressources Besoins Potentiel « Biomasse déchet » : Transport en énergie : Déchets fermentescibles issus de collecte sélective Collecte des ordures ménagères : 15 BOM Transports urbains : 33 bus Potentiel de biométhane : 5 GWh/an Consommation de biométhane: 11,5 GWh/an 12 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 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 12
  • 13. Biogaz ou biométhane, le dispositif réglementaire est désormais complet Un contexte réglementaire qui favorise les déchets agricoles et agroalimentaires Production d’électricité Injection du biométhane Obligation d’achat Tarif de 111.9 à 199.7 €/MWh, Arrêté du 19/05/2011 fixant le tarif d’achat soit 2 à 4 fois les prix de l’électricité. Obligation d’achat Tarif de 64 à 125 €/MWh, soit 2 à 4 fois les prix du gaz. Arrêté du 23/11/2011 fixant le tarif d’achat 13 Des installation généralement soumises à autorisation ICPE : rubrique 2781 Installation de méthanisation ICPE : rubrique 2910c Installation de cogénération Association des Maires de France le 27 septembre 2012 13
  • 14. 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  14Surcoût d’achat du biomethane vs GN pris en charge par les fournisseurs  répercuté sur clients gaz naturel Association des Maires de France le 27 septembre 2012 14
  • 15. Les tarifs d’achat du biométhane  Ils intègrent tous les coûts : production, épuration, raccordement au réseau, injection Tarif de Référence : entre 64 et 95 €/MWh  Pas d’effets d’aubaine  objectif : rentabilité équivalente entre cogénération et injection Deux types de tarifs : Tarif d’achat méthanisation 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 = TR + PI Prime Intrants : entre 20 et 30 €/MWh c€/kWh 14 raccordement et injection épuration Production « Rentabilité normale des capitaux »* Tarifs d’achat 12 10 Installations de stockage Méthanisation Prime déchets urbains Prime déchets agricoles et agroalimentaires 8 6 4 2 *Décret du 21 novembre 2011 relatif aux conditions de contractualisation 0 200 400 capacité d’injection de biométhane de l’installation en m3/h Association des Maires de France le 27 septembre 2012 15
  • 16. Répartition des rôles entre Producteur et Distributeur Association des Maires de France le 27 septembre 2012 16
  • 17. Le biogaz / biométhane : Le positionnement de GDF SUEZ Concepteur/ constructeur clé en main Assistance à maitre d’ouvrage Financement de projet GROUPE GDF SUEZ Producteur de biogaz / biométhane Achat et vente de biométhane 17 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 17
  • 18. GDF SUEZ : à toutes les étapes d’un projet territorial de production et valorisation de biogaz  GDF SUEZ est le seul acteur français présent sur l’ensemble de la chaîne de valeur - Sita - Sita - Degrémont - Lyonnaise des eaux - Cofely Services - GrDF - GRTgaz - Energies France Commercialisation - GNVERT - Cofely Services - Cofely Réseaux - Tractebel Engineering - Cofely Ineo 18 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 18
  • 19. L’injection de biométhane, déjà une réalité à Lille Centre de valorisation Organique de LMCU Installation d’injection de LMCU Réseau de gaz naturel Alimentation en biométhane carburant des 130 bus de Transpole Association des Maires de France le 27 septembre 2012 19
  • 20. L’injection de biométhane, bientôt une réalité à Morsbach Méthaniseur du SYDEME Epurateur Air Liquide Installation d’injection GrDF Distribution de BioGNV Réseau de gaz naturel Association des Maires de France le 27 septembre 2012 20
  • 21. 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 acteurs 21 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 21
  • 22. …Pour que l’injection de biométhane devienne une solution pérenne pour le développement des territoires 22 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 22
  • 23. ANNEXES Association des Maires de France le 27 septembre 2012 23
  • 24. Le réseau de gaz naturel en France Réseau de transport 2 opérateurs : GRTgaz et TIGF Pression de 28 à 85 bar Réseau de distribution 23 opérateurs : GrDF et 22 Entreprises Locales de Distribution (ELD) Pression de 20 mbar à 8 bar Les collectivités locales sont propriétaires du réseau de distribution 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 24 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 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 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 25
  • 26. Point sur les projets d’injection GrDF Près de 280 projets en cours • 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 26 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 26
  • 27. L’étude de faisabilité à GrDF • 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 ►Exemples 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. Evolution de la consommation d'un réseau de distribution Débit (n)m3/h 1400 1200 1000 800 600 400 Débit bio-méthane 70 m3/h 200 0 24/12/07 12/02/08 02/04/08 22/05/08 11/07/08 30/08/08 19/10/08 08/12/08 27 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 27
  • 28. 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 Association des Maires de France le 27 septembre 2012 28